Magiczne.QXD 7/26/2004 1:29 PM Page 13
Projekty AVT
Iluminofoniczne
I
l
u
m
i
n
o
f
o
n
i
c
z
n
e
Iluminofoniczne
I
l
u
m
i
n
o
f
o
n
i
c
z
n
e
magiczne
m
a
g
i
c
z
n
e
magiczne
m
a
g
i
c
z
n
e
oko
o
k
o
oko
o
k
o
2675
2
6
7
5
2675
2
6
7
5
trudno wykorzystać. Prezentowany projekt w urządzeniu występuje wysokie napięcie
W urządzeniu występują wysokie na-
pokazuje, że wcale tak nie jest i że wcale nie przekraczające 200V, nie jest to napięcie sie-
pięcia, groz
ne dla życia i zdrowia. Oso- trzeba być ekspertem, żeby z powodzeniem ci energetycznej, napięcie to nie występuje
by niepełnoletnie mogą wykonać i uru- wykorzystać lampy. między ziemią i układem, tylko między ele-
Prezentowany układ to swego rodzaju ilu- mentami urządzenia, więc układ jest bardziej
chomić układ wyłącznie pod opieką
minofonia. Tańczące paski magicznego oka bezpieczny niż odpowiednik zasilany z sieci.
wykwalifikowanych opiekunów.
zmieniają się w takt sygnału dz
więkowego Oczywiście nie znaczy to, że nie istnieje ry-
odbieranego przez wbudowany mikrofon  zyko porażenia  tuż po włączeniu zasilania
Ku zaskoczeniu starszych wiekiem elek- nie jest więc wymagane dołączenie do z
ródła w układzie może pojawić się napięcie rzędu
troników, ostatnio wyraz
nie wzrasta zaintere- dz
więku. Co bardzo ważne, do zasilania wca- 500V, które w czasie normalnej pracy spada
sowanie lampami elektronowymi. Można le nie jest potrzebny transformator sieciowy do 200...250V. Co prawda wydajność prze-
śmiało powiedzieć, iż lampy elektronowe z wysokonapięciowym uzwojeniem anodo- twornicy wysokonapięciowej jest niewielka,
przeżywają dziś drugą młodość we wzmac- wym i uzwojeniem żarzenia. Cały układ za- niemniej takie napięcia mogą wywołać silny
niaczach mocy audio. Świecące ciepłym bla- silany jest z jakiegokolwiek zasilacza o na- szok, a w skrajnym przypadku nawet śmierć
skiem włókna żarzenia lamp wytwarzają spe- pięciu około 12V i prądzie 0,4A. (dotyczy zwłaszcza osób z rozrusznikiem
cyficzny nastrój, który często robi większe Przy budowie urządzeń lampowych jed- serca). Dlatego przy regulacji i użytkowaniu
wrażenie niż dz
więk lampowego wzmacnia- nym z kluczowych problemów jest zapew- układu należy zachować daleko posuniętą
cza. Przed laty znacznie większy udział nienie odpowiednich napięć zasilania. Lam- ostrożność.
w wytwarzaniu specyficznego nastroju pod- pa elektronowa do prawidłowej pracy wyma- Wszystkie informacje potrzebne do wy-
czas słuchania radia miały lampy wskaz
niko- ga wysokiego napięcia stałego o wartości konania urządzenia zawarte są w artykule.
we. Każdy stary odbiornik radiowy lepszej +150...+400V oraz stałego lub zmiennego Stopień trudności określony przez dwie
klasy miał taką lampę, potocznie zwaną  ma- napięcia żarzenia o wartości 6,3V. Zwykle gwiazdki wynika przede wszystkim z obe-
gicznym okiem . Lampa taka pełniła funkcję wykorzystuje się do tego dedykowany trans- cności w układzie wysokiego napięcia, a nie
wskaz
nika dostrojenia. Już w przedwojen- formator z co najmniej dwoma uzwojeniami. z kłopotów z wykonaniem i uruchomieniem.
nych odbiornikach lampowych stosowane by- Obecnie o taki transformator jest bardzo Informacje zawarte po śródtytułach Opis
Å‚y takie wskaz
niki. Pierwsze wersje miały trudno i wykorzystuje się na przykład dwa układu oraz Montaż i uruchomienie w zupeł-
świecący ekran u góry bańki. Potem pojawi- transformatory, jeden do żarzenia lampy i za- ności wystarczą do zbudowania i uruchomie-
ły się wersje z elementem świecącym umie- silania ewentualnej części niskonapięciowej, nia urządzenia. Kto chciałby zagłębić się
szczonym z boku. W czasach, gdy o telewizji drugi do wytworzenia napięcia anodowego. w szczegóły, znajdzie dodatkowe wiadomo-
nie można było nawet marzyć, zielone lub Ja w prezentowanym urządzeniu zdecydowa- ści po śródtytule Dla dociekliwych i zaawan-
niebieskozielone światło wskaz
ników o roz- łem się na zupełnie inne, niestandardowe roz- sowanych.
maitym kształcie rzeczywiście robiło niesa- wiązanie. Założyłem, że urządzenie ma być Pomysł na taki układ iluminofoniczny po-
mowite wrażenie. Każdy, kto choć raz wi- przeznaczone dla mniej doświadczonych jawił się już dawno: kilka lat na półce mojego
dział z bliska tak pracującą lampę rozumie, Czytelników, dlatego musi być maksymalnie biurka komputerowego leżały dwie lampy:
dlaczego nazywa się ją magicznym okiem. bezpieczne. Definitywnie zrezygnowałem EM1 i EM84. Od dawna obiecywałem sobie,
Nawet dziś, w epoce niesamowitych osią- z transformatora sieciowego i postanowiłem że zrobię układ, żeby pokazać ich  magiczne
gnięć technicznych, tajemnicze światło  ma- wykorzystać zwyczajny zasilacz wtyczkowy. działanie. Ale dopiero przez trzema miesiąca-
gicznego oka robi duże wrażenie nie tylko W rezultacie ten najprawdziwszy lampowy mi, po konsultacjach ze swoim synem, przy-
na młodych elektronikach. Wielu młodszych układ zasilany jest wyłącznie z 12-woltowe- stąpiłem do rysowania schematu. Kluczowym
Czytelników chciałoby praktycznie wyko- go zasilacza wtyczkowego, a potrzebne  nie- elementem urządzenia jest lampa elektrono-
rzystać te interesujące elementy, niemniej du- typowe napięcia uzyskiwane są za pomocą wa typu EM84. Lampa EM84 jest przedsta-
ża część z nich uważa lampy za elementy co przetwornicy, a właściwie dwóch przetwor- wicielką  nowocześniejszych lamp wskaz
ni-
najmniej tajemnicze, które z kilku względów nic. Dzięki obecności przetwornic, choć kowych i można ją stosunkowo łatwo zdobyć.
Elektronika dla Wszystkich
13
Magiczne.QXD 7/26/2004 1:29 PM Page 14
Projekty AVT
Była stosowana jeszcze w latach siedemdzie- przestanie płynąć przez tranzystor, jednak jest potrzebne do wysterowania wejścia (siat-
siątych, między innymi w magnetofonach zgodnie z zasadą, że  cewka nie lubi zmian ki) lampy wskaz
nikowej EM84. Jak pokazu-
ZK120 i ZK140 produkcji warszawskich Za- prądu , na cewce momentalnie zaindukuje je rysunek 3a, gdy na wyjściu bramki panu-
kładów Radiowych im. Kasprzaka (ZRK). się takie napięcie, żeby podtrzymać przepływ je stan wysoki, kondensator C8 szybko się ła-
Elementem wskaz
nikowym w tej lampie są prądu. Aby podtrzymać przepływ prądu, mu- duje. Prąd ładowania płynie z wyjścia bram-
dwa świecące paski, zmieniające swą długość si to być wysokie napięcie. Tak wysokie, że- ki przez kondensator i dalej przez diodę D2
pod wpływem napięcia sterującego. W ukła- by spowodować przepływ prądu przez cewkę do masy. Gdy po chwili na wyjściu bramki
dzie zamiast lampy EM84 można śmiało sto- L1, diodę D8 oraz kondensator C1 i obciąże- pojawi się stan niski,  górna , dodatnia
sować lampy EM87 oraz EM85. Po niewiel- nie, na których panuje wysokie napięcie. Ilu- okładka naładowanego kondensatora C8 zo-
kiej modyfikacji płytki drukowanej można też struje to rysunek 2b. stanie dołączona do masy  rysunek 3b. Na
wykorzystać lampy EM80 oraz EM81  Wątpliwości może budzić obecność rezy-  dolnej ujemnej elektrodzie tak gwałtownie
wskazówki na ten temat zawarte są w końco- stora R4, który  marnuje energię przetworni-  ściągniętego w dół naładowanego konden-
wej części artykułu. cy. Rezystor ten jest absolutnie niezbędny. satora pojawi się napięcie ujemne względem
Rzecz w tym, że bez rezystora R4 w sytuacji, masy. Kondensator
Opis układu gdy lampa nie pobiera prądu, napięcie na kon- C8 staje się z
ródłem energii  podczas nor-
Schemat ideowy iluminofonicznego układu densatorze C1 wzrosłoby do wartości prze- malnej pracy część ładunku C8 zostaje prze-
z  magicznym okiem pokazany jest na ry- kraczającej 500V, grożąc uszkodzeniem nie kazana przez diodę D2 do kondensatora
sunku 1. Jak widać, urządzenie zasilane jest tylko C1, ale i innych elementów, w tym T1, C7 i obciążenia. Kondensator C8 jest okreso-
pojedynczym napięciem 12V. Napięcie to L1 i R4, a nawet samej lampy elektronowej. wo ładowany i rozładowywany i w rezultacie
bezpośrednio zasila układ scalony U2. Jest to Wspomniana groz
na sytuacja ma miejsce nie na kondensatorze C7 uzyskuje siÄ™ ujemne na-
popularny układ CMOS 4049 zawierający tylko po wyjęciu lampy z podstawki. Po każ- pięcie. Nie jest ono równe 12V - jest niższe
sześć negatorów o zwiększonym prądzie dym włączeniu zasilania przetwornica zaczy- od 12V o spadek napięcia na diodach D2,
wyjściowym. Negatory U2E i U2D tworzą na pracować od razu, a lampa jeszcze nie pra- D3 oraz na rezystancji wyjściowej bramek
klasyczny dwubramkowy generator CMOS. cuje przez co najmniej kilka sekund, dopóki U2B, U2C.
Elementy L1, T1, D8, C1 tworzą prostą, kla- nie rozgrzeje się jej włókno żarzenia. I wła- Lampa EM84 sterowana jest w sposób po-
syczną indukcyjną przetwornicę podwyższa- śnie wtedy ważną rolę odgrywa rezystor R4. kazany w uproszczeniu na rysunku 4. W tym
jącą. Na schemacie kondensator C1 zazna- Wstępnie obciąża on przetwornicę na tyle, że uproszczonym układzie katoda lampy dołą-
czono jako elektrolityczny. Z uwagi na mały napięcie na C1 nie wzrasta powyżej 500V. czona jest do plusa napięcia z zasilacza 12V.
prąd i dużą częstotliwość pracy wystarczają- Gdy po kilku... kilkunastu se-
co dobrą filtrację można uzyskać już przy za- kundach lampa zaczyna nor-
skakująco małej pojemności 10nF. Oznacza malną pracę, prąd lampy do-
to, że można tu śmiało zastosować kondensa- datkowo obciąża przetwornicę
tor stały. Częstotliwość drgań generatora ste- i napięcie na C1 spada do war-
rującego wyznaczona jest przez elementy tości około 200V.
C9, R13, R12 i D4. Obecność diody D4 i re- Negatory U2B, U2C pracu-
zystora R12 powoduje, że przebieg na bram- ją w obwodzie drugiej prze-
ce tranzystora T1 ma wypełnienie zdecydo- twornicy  pojemnościowej.
wanie różne od 50% (czas impulsu wynosi Potrzebna jest ona do wytwo-
okoÅ‚o 25µs, czas przerwy okoÅ‚o 1,5µs). Taki rzenia ujemnego wzglÄ™dem
przebieg powoduje, że gdy przez te masy napięcia zasilania. To
25µs tranzystor T1 jest otwarty, na cewkÄ™ po- ujemne napiÄ™cie o wartoÅ›ci
dane jest napięcie zasilania 12V i prąd około 10V razem z napięciem
w cewce L1 narasta przez ten stosunkowo zasilacza 12V gwarantują, że
długi czas  ilustruje to rysunek 2a. W cew- napięcie zasilające wzmac-
ce gromadzi się energia. Gdy tranzystor T1 niacz operacyjny U1 jest rzędu Rys. 2 Działanie przetwornicy
zostanie na krótko zatkany, prąd na pewno 22V. A właśnie takie napięcie
Rys. 1 Schemat ideowy
Elektronika dla Wszystkich
14
Magiczne.QXD 7/26/2004 1:29 PM Page 15
Projekty AVT
Anoda lampy i wyprowadzenie zwane ekra- nieco mniejszy niż 22V. Tym samym w pro- wzmacniacze operacyjne z kostki TL082
nem zasilane są wysokim napięciem z prze- ponowanym układzie zakres zmian długości (TL072). Wzmacniacze te zasilane są napię-
twornicy indukcyjnej. Lampa EM84, jak cienia jest nieco mniejszy od maksymalnego ciem bipolarnym (+12,  10V). Układ
większość lamp, jest żarzona pośrednio. dla tej lampy  w praktyce nie ma to żadne- U1B pracujący jako wzmacniacz odwracają-
Oznacza to, że włókno żarzenia jest odizolo- go znaczenia. Po prostu świecące paski nie cy ma wzmocnienie regulowane potencjome-
wane galwanicznie od katody  włókno ża- schodzą się ze sobą, a największa długość trem PR2, dzięki czemu można dobrać czu-
rzenia można więc zasilać w dowolny sposób cienia jest nieco mniejsza od maksymalnej. łość do potrzeb, a konkretnie do głośności
napięciem zmiennym lub stałym o wartości W układzie długość świecących pasków dz
więku w pomieszczeniu.
6,3V. Prąd nominalny żarzenia wynosi zmienia się w zależności od głośności dz
wię- Potencjometr ten można skręcić do zera,
210mA. Elektroda wejściowa lampy  siatka, ku odbieranego przez mikrofon elektretowy ale nie oznacza to, że wzmacniacz pracował
sterowana jest napięciem ujemnym wzglę- M1. Obwód polaryzacji tego mikrofonu będzie z maksymalnym możliwym wzmoc-
dem katody (0... 20V). W uproszczonym z elementami R3, C6, R5 jest klasyczny. Sy- nieniem - wzmocnienie będzie wtedy wyzna-
schemacie z rysunku 4 jest to napięcie z su- gnał z mikrofonu ma amplitudę rzędu poje- czone przez stosunek rezystancji R8 do rezy-
waka potencjometru. W zależności od warto- dynczych miliwoltów, a na siatce lampy La1 stancji wewnętrznej mikrofonu, która będzie
ści napięcia siatki zmienia się długość  cie- zmiany napięcia muszą wynosić 20V. Nie- nieco mniejsza niż wartość R5.
nia , czy inaczej przerwy między świecący- zbędne wzmocnienie zapewniają dwa
mi paskami. Gdy napięcie siatka-katoda jest
równe zeru (zwarcie siatki Rys. 3
Wykaz elementów uniwersalnego modułu
do katody), długość  cie-
zapłonowego (patrz rysunek 4)
nia między fosforyzujący-
mi paskami jest największa.
Rezystory
Przy ujemnym napięciu
R1,R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&!
R
1
,
R
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
0
k
&!
siatki wynoszącym około
R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k&!
R
1
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
k
&!
 22V długość cienia
R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47k&!
R
1
3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
7
k
&!
zmniejsza siÄ™ do zera, co
R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M&!
R
1
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
M
&!
oznacza, że świecące  ma- R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22&!/5W
R
1
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
2
&!
/
5
W
R
3
,
R
6
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
,
2
k
&!
gicznym światłem paski R3,R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k&!
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2M&!
R
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
,
2
M
&!
schodzÄ… siÄ™ ze sobÄ…. Ilustru-
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7k&!
R
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
,
7
k
&!
je to rysunek 5.
R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,8k&!
R
7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
6
,
8
k
&!
W rzeczywistym ukła-
R8,R10,R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470k&!
R
8
,
R
1
0
,
R
1
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
7
0
k
&!
dzie występują dodatkowe
R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150k&!
R
9
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
5
0
k
&!
diody D6, D7, przez które
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&! PR miniaturowy
P
R
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
0
k
&!
P
R
m
i
n
i
a
t
u
r
o
w
y
płynie prąd żarzenia i kato-
PR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! PR miniaturowy
P
R
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
k
&!
P
R
m
i
n
i
a
t
u
r
o
w
y
da dołączona jest do napię-
PR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k&! PR miniaturowy
P
R
3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
,
2
k
&!
P
R
m
i
n
i
a
t
u
r
o
w
y
cia o około 1,2V niższego od dodatniego na-
pięcia zasilania. Pomaga to uzyskać większą
Kondensatory
maksymalną długość cienia-przerwy.
C1 . . . . . . . .staÅ‚y10nF/630V lub  elektrolit 1...2,2µF/400V
C
1
.
.
.
.
.
.
.
.
s
t
a
Å‚
y
1
0
n
F
/
6
3
0
V
l
u
b

e
l
e
k
t
r
o
l
i
t

1
.
.
.
2
,
2
µ
F
/
4
0
0
V
W układzie podstawowym elementy PR3
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/16V
C
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
0
0
µ
F
/
1
6
V
i D5 nie sÄ… montowane. Przewidziano je do
C3,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MKT 1µF
C
3
,
C
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
M
K
T
1
µ
F
ewentualnych eksperymentów i nietypowych
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF
C
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
7
0
n
F
zastosowań  lampa typu  magiczne oko
C6,C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/16V
C
6
,
C
7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
2
0
µ
F
/
1
6
V
może znalez
ć szereg różnorodnych aplikacji. C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C
8
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
0
µ
F
/
1
6
V
C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF
C
9
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
n
F
Prąd żarzenia ograniczony jest przez rezy-
C10,C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22pF
C
1
0
,
C
1
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
2
p
F
stor R15. Przy wartości 18...22&! na włóknie
żarzenia lampy EM84 powinno wystąpić na-
Półprzewodniki
pięcie około 6,3V. Obecność tego rezystora Rys. 4
D1-D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT85
D
1
-
D
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
A
T
8
5
ogranicza także impuls prądu żarzenia
D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
D
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
N
4
1
4
8
w chwili włączenia zasilania, związany z fak- Rys. 5
D6,D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
D
6
,
D
7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
N
4
0
0
1
tem, że zimne włókno ma rezystancję kilka
D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BA159
D
8
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
A
1
5
9
razy mniejszą niż po rozgrzaniu. Praktyka po-
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IRF840
T
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
I
R
F
8
4
0
kazuje, że wartość tego rezystora można
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL082
U
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
T
L
0
8
2
zwiększyć nawet do 36&!. Niewielkie zmniej-
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CMOS 4049
U
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
C
M
O
S
4
0
4
9
szenie jasności świecenia lampy nie ma zna-
czenia, a zmniejszenie napięcia i prądu żarze-
Pozostałe
nia będzie miało pozytywny wpływ na trwa-
L1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7mH
L
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
,
7
m
H
łość lampy.
La1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .lampa EM84
L
a
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
l
a
m
p
a
E
M
8
4
Zgodnie z danymi katalogowymi zerowÄ… M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mikrofon elektretowy
M
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
m
i
k
r
o
f
o
n
e
l
e
k
t
r
e
t
o
w
y
P
o
d
s
t
a
w
k
a
p
o
d
l
a
m
p
Ä™
N
O
V
A
L
długość cienia, czyli zetknięcie dwóch świe- Podstawka pod lampę NOVAL
Obudowa KM-42
O
b
u
d
o
w
a
K
M
-
4
2
cących pasków następuje przy napięciu siat-
Srebrzanka 0,8...1mm - 30 cm
S
r
e
b
r
z
a
n
k
a
0
,
8
.
.
.
1
m
m
-
3
0
c
m
ki wynoszÄ…cym  22V. W prezentowanym
układzie całkowite napięcie zasilania
wzmacniacza operacyjnego wynosi około
22V. Uwzględniając wyjściowe napięcia na- Płytka drukowana jest dostępna w sieci
sycenia tego wzmacniacza, oznacza to, że na
handlowej AVT jako kit szkolny AVT-2675
wyjściu uzyskuje się zakres zmian napięcia
Elektronika dla Wszystkich
15
Magiczne.QXD 7/26/2004 1:29 PM Page 16
Projekty AVT
Napięcie stałe na wszystkich końcówkach żą rezystancję.
wzmacniacza U1B, także na wyjściu, to po- Oczywiście nie mo-
tencjał masy (pomijając napięcie niezrówno- że to też być dławik
ważenia wynoszące kilka miliwoltów). o jakiejkolwiek in-
Inaczej jest z wyjściem wzmacniacza U1A. dukcyjności. Zbyt
Na jego wejściach panuje wprawdzie napię- mała indukcyjność
cie równe zeru, jednak dzięki obecności po- s p o w o d u j e
tencjometru PR1 i rezystora R9 spoczynko- nadmierny wzrost
we napięcie wyjściowe można zmieniać prądu cewki, nasy-
w szerokich granicach. Jest to konieczne, by cenie rdzenia i mo-
w spoczynku uzyskać na wyjściu wzmacnia- że spowodować
cza potrzebne stałe napięcie spoczynkowe. przegrzanie i wręcz
W czasie pracy wskaz
nik jest sterowany spalenie uzwojenia.
napięciem tętniącym, występującym na ele- Minimalna induk-
mentach R14, C5. W praktyce montowany cyjność to 3,3mH,
jest tylko jeden z rezystorów R14a, R14b, lepiej 4,7...10mH.
zależnie od kierunku włączenia diody D1  Druga istotna spra-
dalsze wskazówki podane są w części Mon- wa to rezystancja
taż i uruchomienie. Wartość C5 można zmie- uzwojenia  minia-
niać w szerokim zakresie, uzyskując dłuższą turowe dławiki
lub krótszą stałą czasową filtru (C5 może o rozmiarach małe-
być kondensatorem elektrolitycznym o na- go rezystora o in-
pięciu 25V). dukcyjności 4,7mH
W układzie występuje dodatkowy rezy- mają zbyt mały ma-
stor R1, który pozwala na sterowanie lampą ksymalny prąd
za pomocą zewnętrznego napięcia stałego, i zbyt dużą rezy-
podawanego na punkty A1, O1. stancję. Działanie
modeli zostało z po-
Montaż i uruchomienie wodzeniem wypróbowane Rys. 6
Układ można zmontować na płytce drukowa- z trzema gotowymi fabryczny-
nej, pokazanej na rysunku 6. Montaż nie po- mi cewkami o indukcyjności Fot. 1
winien sprawić większych kłopotów. Pomocą 3,3...10mH, oznaczonymi na
będą też fotografie modeli (modele zostały fotografii 1 numerami 1...3.
zmontowane na płytkach wcześniejszej wersji, Pracę samej przetwornicy
różniącej się szczegółami od tej z rysunku 6). wysokonapięciowej łatwo
W układzie podstawowym nie należy sprawdzić w gotowym układzie,
montować elementów D5, PR3, a R2 można wyjmując z podstawek lampę
śmiało zastąpić zworą (elementy R2, D5 są oraz wzmacniacz operacyjny
przewidziane do zupełnie nietypowych za- U1. Wtedy nie płynie prąd ża-
stosowań, w których mógłby się pojawić rzenia, przetwornica napięcia
prąd siatki). Przypominam, że w mikrofonie ujemnego jest obciążona w zni-
elektretowym elektroda połączona z obudo- komym stopniu przez PR1
wą to końcówka ujemna. i praktycznie cały prąd jest po-
Jak widać na fotografiach, podstawka lam- bierany przez przetwornicę wy-
py ma być umieszczona od strony elementów, sokonapięciową.
jak wszystkie pozostałe elementy. Płytka ma W tabeli 1 pokazane są wartości prądu za-
wymiary pozwalające umieścić ją w popular- silania oraz napięć na kondensatorze C1 dla
nej obudowie KM-42. Podstawkę należy wlu- różnych cewek z fotografii 1.
tować za pomocą drutów o takiej długości, że- Tabela 1
by znalazła się tuż pod górną pokrywką obu-
prąd napięcie
numer indukcyjność
dowy, w której trzeba wyciąć otwór na lampę. zasilania na C1
cewki cewki
mA V
Osoby zupełnie nieznające lamp elektrono-
1 4,7mH 16,8 301
wych muszą wiedzieć, że pod lampę EM84
2 10mH 26,2 333
koniecznie należy zastosować podstawkę. Rys. 7
3 3,3mH 14,8 311
W żadnym wypadku nie należy próbować do-
4 100mH 32,4 309
lutować przewodów do metalowych nóżek 5 1mH >100 510 Rys. 8
lampy. Takie próby mogą łatwo skończyć się
mikropęknięciami szkła oraz rozhermetyzo- W układzie z miniaturową cewką 1mH
waniem bańki, a więc nieodwracalnym (cewka numer 5) prąd zasilania narastał od
uszkodzeniem lampy. około 90mA do ponad 300mA, a cewka i tran-
Osoby, które same będą kompletować ele- zystor silnie się rozgrzały w ciągu kilku se-
menty układu, należy przestrzec, iż do prze- kund. Przy pozostałych (prawidłowo dobra-
twornicy nie nadają się miniaturowe dła- nych) cewka i tranzystor pozostawały chłodne.
wiki o wielkości ćwierćwatowego rezystora W warunkach normalnej pracy (z lampą)
 mają za mały prąd maksymalny i za du- prąd zasilania przetwornicy będzie nieco
Elektronika dla Wszystkich
16
Magiczne.QXD 7/26/2004 1:30 PM Page 17
Projekty AVT
większy, niż podaje tabela, ale tranzystor T1 ne  w spoczynku paski będą bardzo krótkie,
cały czas powinien pozostawać chłodny, co rozsunięte, a dz
więki będą powodować ich
najwyżej lekko ciepły  nie radzę tego wydłużanie i schodzenie się.
sprawdzać podczas pracy, bo można doznać W każdej z wersji na początek potencjo-
silnego wstrząsu elektrycznego. W każdym metry PR1, PR2 warto ustawić w położe-
razie tranzystor T1 na pewno nie wymaga ra- niach środkowych. Po zmontowaniu ze
diatora. sprawnych elementów układ powinien za-
Przez odpowiednie włączenie elementów działać  głośniejsze dz
więki powinny wyra-
D1, R14 i stosowne ustawienie PR1 można ła- z
nie zmieniać długość świecących pasków.
two uzyskać dwa różne sposoby działania Po takim wstępnym uruchomieniu trzeba je-
układu. Warto wypróbować działanie obu we- szcze ustawić spoczynkowy stan magicznych
rsji i ostatecznie wybrać jedną z nich. pasków za pomocą PR1, a potrzebną czułość
Wersja  dodatnia . W tej standardowej na dz
więki potencjometrem PR2. Potencjo-
wersji dioda D1 ma być wlutowana, jak na metrem PR1 można łatwo wprowadzić wyj-
schemacie ideowym (rysunek 1), rezystor ście wzmacniacza U1A w stan nasycenia 
R14 wlutować w miejsce oznaczone R14a, w takim stanie układ będzie miał dramatycz-
czyli do minusa zasilania, a potencjometrem nie małą czułość. Aby uzyskać dużą czułość,
PR1 trzeba ustawić na wyjściu wzmacniacza należy dobrać położenie potencjometru PR1,
U1A napięcie około  7... 8V, bliskie ujem- by wzmacniacz w spoczynku był tuż przed
nego napięcia nasycenia wzmacniacza opera- progiem nasycenia.
cyjnego. Ilustruje to też rysunek 7. Na wyj- Uwaga! W układzie występuje wysokie na-
ściu wzmacniacza U1A będą więc występo- pięcie. Osoby niepełnoletnie mogą wykonać
wać tylko dodatnie połówki wzmocnionego Rys. 11 i uruchomić układ wyłącznie pod opieką wy-
sygnału. Będą one przechodzić przez diodę kwalifikowanych opiekunów (nauczycieli).
D1 i zostaną uśrednione w filtrze R14, C5. Rys. 12 Wszelkie manipulacje w układzie powin-
W takim układzie w spoczynku szerokość ny być wykonywane po wyłączeniu napięcia
przerwy będzie najmniejsza  świecące  ma- zasilania.
giczne paski będą najdłuższe. Dz
więki będą
zwiększać szerokość przerwy, czyli będą roz- Dla dociekliwych
suwać paski. i zaawansowanych
Wersja  ujemna . Należy włączyć diodę Układ w wersji podstawowej reaguje na
D1 odwrotnie niż na rysunku 1, R14 wluto- dz
więki odbierane przez mikrofon M1. Ale
wać w miejsce R14b, czyli do plusa zasila- ten lampowy wskaz
nik można też sterować
nia, a potencjometrem PR1 ustawić na wyj- zewnętrznym napięciem stałym o dowolnej
ściu U1A napięcie spoczynkowe bliskie do-
datniemu napięciu nasycenia wzmacniacza 
patrz rysunek 8. Wtedy na wyjściu będą po- Rys. 13
jawiać się tylko ujemne połówki sygnału.
Działanie  magicznego oka będzie odwrot-
Rys. 9
Rys. 10
Elektronika dla Wszystkich
17
Magiczne.QXD 7/26/2004 1:30 PM Page 18
Projekty AVT
biegunowości. Można w tym celu wykorzy- cej są nóżki 1 (siatka) i 9 (anoda). Sam wska- ciem 250V). Oznacza to, że lampy EM84,
stać punkty A1, O1 według rysunku 9. Po- z
nik optyczny zasilany jest napięciem EM87 i EM85 można stosować wymiennie.
nieważ układ będzie zasilany z niezależnego 170...300V podanym na nóżkę 6 (ekran). Na- Bardzo podobnie działają lampy EM80
z
ródła (zasilacza), by uzyskać odwrotny kie- tomiast nóżka 7 to właściwe wejście sterujące i EM81, które mają nieco inny układ wy-
runek zmian, można po prostu odwrócić ko- wskaz
nika. Tu warto dodać, że numeracja prowadzeń. Pokazany on jest na rysunku 15.
lejność dołączenia końcówek A1, O1 i diody nóżek w lampach jest prosta: należy odwrócić Jak widać, numeracja nóżek jest nieco inna,
D1 według rysunku 10. W przypadku stero- lampę  do góry nóżkami i liczyć je w kie-
wania napięciem stałym według rysunków 9, runku ruchu wskazówek zegara, począwszy Rys. 15
10 można też zewrzeć diodę D1. od przerwy między nimi. Dodatkowym uła-
W każdym przypadku potencjometrem twieniem w razie wątpliwości jest fakt, że
PR1 należy wtedy tak ustawić napięcie spo- wyprowadzeniami żarzenia są nóżki 4 i 5.
czynkowe, by uzyskać potrzebny zakres Przy normalnej pracy wejście to jest dołą-
zmian. Wartości rezystorów R10 oraz R1 czone do anody triody wzmacniającej i osta-
i ewentualnie R7, R8, PR2 należy dobrać teczny typowy układ pracy jest taki, jak na
w zależności od wielkości tego zewnętrznego rysunku 14a. Jak widać na tym rysunku,
napięcia sterującego. w typowym układzie pracy lampy anoda do-
Można zwiększyć napięcie zasilania do łączona jest do dodatniego napięcia zasilania
15V, co umożliwi uzyskanie na wyjściu przez rezystor o dużej wartości (470k&!), na-
wzmacniacza U1A zmian napięcia większych tomiast elektroda zwana ekranem dołączona
niż 22V, a tym samym regulację długości cie- jest do tego napięcia bezpośrednio. Kto
nia lampy EM84 w pełnym zakresie. Zwięk- chciałby przeprowadzić eksperymenty, może
szając napięcie zasilania należy zadbać, by włączyć w obwód ekranu rezystor o wartości
tuż po włączeniu, gdy lampa jeszcze nie pra- kilkudziesięciu kiloomów (według rysunku
cuje, napięcie na kondensatorze C1 nie prze- 14b), co może nieco zwiększyć czułość
kroczyło 500V (o wartości tego maksymalne- wskaz
nika.
go napięcia decyduje m.in. wartość R12, Podany układ wyprowadzeń i układ pracy
którą można wtedy zwiększyć). W wersji dotyczy też lampy EM87, która ma taki sam
podstawowej jako filtrujÄ…cy kondensator C1 wyglÄ…d wskaz
nika jak EM84 (dwa świecące
przewidziano kondensator stały 10nF o napię- paski), tylko jest czulsza. O ile, zgodnie z ry-
ciu pracy 630V. Można też zastosować kon- sunkiem 11, lampa EM84 wymaga napięć ste-
densator elektrolityczny 0,22...2,2µF/630V. rujÄ…cych na nóżce 1 w zakresie  22V...0V,
W każdym przypadku napięcie maksymalne o tyle dla lampy EM87 wystarczy napięcie
na elektrodach 6, 7, 9 lampy tuż po włączeniu sterujące w zakresie  10V...0V. Lampa EM87
nie powinno przekraczać 500V  granicznej w układzie według rysunku 14a powinna pra-
wartości napięcia drenu tranzystora T1 (dopu- cować z rezystorem Ra o wartości 100k&!,
szczalne napięcie podawane na  zimną lam- a w układzie z rysunku 14b z rezystorami
pę nie powinno przekraczać 550V). Robocze Ra=100k&! i Rl=33k&!; zakres zmian szero-
napięcie zasilania na kondensatorze C1 pod- kości przerwy od zera do wartości maksymal-
czas normalnej pracy lampy będzie niższe nej wynosi  7V...0V. Dla napięć niższych
i nie przekroczy 300V. (bardziej ujemnych) niż podane zakresy, oba
Osoby, które są zainteresowane parame- świecące paski będą na siebie zachodzić. Rys. 16
trami lampy EM84, na rysunku 11 znajdą Identyczny rozkład wyprowadzeń i układ
charakterystykę sterowania. Wartość b na osi pracy ma także lampa EM85, która ma wska- Rys. 17
pionowej to szerokość przerwy między świe- z
nik nie w postaci linijki, tylko  rozchylajÄ…-
cącymi paskami wyrażona w milimetrach. cego się kielicha . EM85 pracuje w układzie
Całkowity pobór prądu ze z
ródła napięcia według rysunku 1 z rezystorem Ra o warto-
anodowego (250V) jest więc niewielki i nie ści 470k&! i wymaga napięć sterujących
przekracza 2mA. Oznacza to, że całkowita w zakresie  18V...0V (przy zasilaniu napię-
moc pobierana ze z
ródła napięcia anodowe-
go nie jest większa niż 0,5W. Właśnie dzięki Rys. 14
temu możliwe jest zasilanie za
pomocą małej, prościutkiej prze-
twornicy.
Lampa wskaz
nikowa EM84
i podobne lampy tak naprawdÄ™
obok właściwej struktury wska-
z
nika optycznego zawierajÄ…
dodatkową triodę, która pracuje
jako wzmacniacz. Widać to wyra-
z
nie na rysunku 12. Na rysunku
13 pokazane sÄ… podstawowe pa-
rametry lampy EM84 oraz układ
wyprowadzeń. Katoda jest
wspólna dla obu części. Wypro-
wadzeniami triody wzmacniajÄ…-
Elektronika dla Wszystkich
18
Magiczne.QXD 7/26/2004 1:30 PM Page 19
Projekty AVT
a anoda triody wzmacniającej jest wewnętrz- na znalez
ć pod krajowym adresem:
nie połączona z elektrodą sterującą wskaz
nika. http://www.mif.pg.
Lampy EM80, EM81, podobnie jak EM85, gda.pl/homepages/
także mają wskaz
nik w postaci  kielicha . frank/ sheetsE2.html
Opisywany wcześniej układ według ry- Wiele dodatkowych informacji można
sunku 1 i płytkę według rysunku 6 można znalez
ć w sieci, wpisując w wyszukiwarkę
z powodzeniem wykorzystać także do stero- typ lampy i słowa kluczowe typu tube, tuning
wania lampami EM80 i EM81 (jeden z wy- indicator, itp.
konanych modeli zawiera lampÄ™ EM81).
W tym celu wystarczy na płytce przeciąć nie-
które ścieżki i zworkami z drutu wykonać Piotr Górecki
nowe połączenia. Uwaga, niewykorzystane
końcówki lampy EM80/81 (nóżki 3, 6, 7) po-
winny pozostać niepodłączone, ponieważ
niektóre mogą mieć wewnętrzne połączenia
z innymi nóżkami. W użytej w modelu lam-
pie EM81 nóżka 6 była wewnętrznie połą-
czona z nóżką 4, co nie jest jasno stwierdzo-
ne w katalogu  w niektórych katalogach wy-
stępuje mało precyzyjny opis takiej nóżki
w postaci i.c., co oznacza internal connec-
tion, czyli wewnętrzne połączenie.
Uwaga! Wszystkie wymienione lampy
mają napięcie żarzenia 6,3Vą10%. W lam-
pie EM84 prąd żarzenia wynosi 210mA, we
wszystkich pozostałych wynosi 300mA  in-
formacja ta jest istotna, ponieważ w opisywa-
nym układzie według rysunku 1 prąd żarzenia
wyznaczony jest przez szeregowy rezystor
R15. W wersji z lampÄ… EM84 rezystor R15
może mieć wartość 18...22&!, natomiast
z lampami EM80, EM81, EM85, EM87 
12...15&!. Wartość napięcia i prądu żarzenia
nie jest krytyczna. Co prawda w katalogu po-
daje się zalecenie, żeby napięcie żarzenia wy-
nosiło 5,7...6,9V (6,3ą10%), jednak praktyka
pokazuje, iż lampa będzie dobrze pracować
także przy mniejszym napięciu  tu dają o so-
bie znać korzystne właściwości włókna żarze-
nia (duży dodatni współczynnik cieplny).
Pozostałe wymienione wcześniej lampy
majÄ… podobne te podstawowe parametry. Ry-
sunek 16 pokazuje charakterystykÄ™ lampy
EM85 (charakterystyki i efekt wizualny lamp
EM80 i EM81 sÄ… podobne do EM85).
Praktyka pokazuje, że do typowych zasto-
sowań nie jest potrzebne wgłębianie się
w szczegóły. Kto chciałby gruntownie po-
znać właściwości tych lamp, może przepro-
wadzić dodatkowe próby. W lampach EM84,
EM85 i EM87 dostępna jest elektroda steru-
jÄ…ca samego wskaz
nika  nóżka 7. Można
zbadać wpływ napięcia na tej elektrodzie na
wygląd świecących pasków. Rysunek 17 po-
kazuje zależność kąta świecenia lampy
EM85 od napięcia na nóżce 7. W takim za-
stosowaniu sekcja triodowa nie jest wykorzy-
stywana (i przynajmniej teoretycznie można
ją wykorzystać do innych celów. Porównanie
rysunków 16 i 17 pokazuje, na ile ta trioda
zwiększa czułość sterowania.
Osoby zainteresowane dalszymi szcze-
gółami znajdą w Internecie pełne karty kata-
logowe wymienionych lamp. Dość obszerne
archiwum kart katalogowych lamp EM moż-
Elektronika dla Wszystkich
19