Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
Å‚
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
ozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny
i zwięzły opis działania. Model i schematy montażowe nie są wy-
magane. Przysłanie działającego modelu lub jego fotografii zwięk-
R
sza szansÄ™ na nagrodÄ™.
Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawansowa-
nia, mile widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być
umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem
i pełnym adresem.
Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się numeru EdW (w przy-
P
r
a
c
e
n
a
l
e
ż
y
n
a
d
s
y
Å‚
a
ć
w
t
e
r
m
i
n
i
e
4
5
d
n
i
o
d
u
k
a
z
a
n
i
a
s
i
Ä™
n
u
m
e
r
u
E
d
W
(
w
p
r
z
y
padku prenumeratorów  od otrzymania pisma pocztą).
p
a
d
k
u
p
r
e
n
u
m
e
r
a
t
o
r
ó
w

o
d
o
t
r
z
y
m
a
n
i
a
p
i
s
m
a
p
o
c
z
t
Ä…
)
.
Zadanie 38
W EdW 3/99 w rubryce Poczta poinfor- widziane będą modele. Jeśliby przy testowa-
mowano, że są osoby, chcące wykonać we W podstawowej wersji chodzi tylko o niu modelu okazało się, że układ z jakichś
własnym zakresie prędkościomierz do prędkościomierz. Może to być układ powodów nie spełnia oczekiwań, to tym
roweru. Choć zdecydowana większość zde- cyfrowy, ale może być analogowy (nawet bardziej proszę o wiadomość. I to nawet
cydowałaby się na zakup gotowego wielo- wskazówkowy). wtedy, gdy próby zakończyły się totalnym
funkcyjnego komputerka rowerowego, Kto chciałby wzbogacić funkcje fiaskiem. Właśnie takie próby (częstokroć
temat niewątpliwie jest ciekawy. Pomóżcie urządzenia, może go wyposażyć w licznik nieudane) są najbardziej cenne, a ich wyko-
rozwiązać problem. Jaki układ wykonać? Jaki przejechanych kilometrów czy inne nawcy powinni być uhonorowani. Od dawna
dać wyświetlacz? Jak mierzyć prędkość?  wodotryski , takie jak stoper lub licznik podkreślam, że konstruktorem nie można
Czym to zasilać? Czy układ nie powinien być przebiegów dziennych. Ale nie namawiam zostać po naładowaniu sobie głowy
w prosty sposób odłączany ze względu na do takiej rozbudowy. Miałaby ona sens tylko książkowymi informacjami  trzeba
ryzyko kradzieży? Może wykorzystać jakieś w przypadku zastosowania mikroprocesora, przeprowadzać eksperymenty, badania i
gotowe bloki? A może uważacie, że budowa bowiem wtedy wszelkie wymyślne funkcje pomiary. Czekam więc zarówno na
takiego prędkościomierza w ogóle nie ma można bez większych nakładów zrealizować rozwiązania układowe na kartkach, jak i na
sensu? Podzielcie się swoimi opiniami. programowo. modele oraz opisy prób.
A oto oficjalny temat zadania 38: Oczekuję raczej prostszych rozwiązań, Przysyłajcie też propozycje następnych
nawet bardzo prostych, możliwych do prak- zadań do Szkoły.
Zaprojektować układ prędkościomierza do tycznej realizacji przez średnio zaawan-
Z
a
p
r
o
j
e
k
t
o
w
a
ć
u
k
Å‚
a
d
p
r
Ä™
d
k
o
Å›
c
i
o
m
i
e
r
z
a
d
o
roweru. sowanego amatora. Nie ukrywam, że mile
r
o
w
e
r
u
.
RozwiÄ…zanie zadania 34
M
a
c
i
e
j
C
i
e
c
h
o
w
s
k
i
Zadanie z grudniowego numeru EdW było w Szkole. Bardzo się cieszę, że wielu uczest- stników, Maciej Ciechowski z Gdyni napisał
Z
b
a
d
a
ć
w
p
Å‚
y
w
t
e
m
p
e
r
a
t
u
r
y
n
a
następujące: Zbadać wpływ temperatury na ników zrozumiało praktyczny sens takich między innymi: Zadanie numer 30 (testy ba-
różne elementy elektroniczne. żmudnych badań. Doceniam trud włożony terii) bardzo pomogło mi w zdobyciu cennych
r
ó
ż
n
e
e
l
e
m
e
n
t
y
e
l
e
k
t
r
o
n
i
c
z
n
e
Choć zadanie nie było trudne, wymagało w przetestowanie kilkudziesięciu czy nawet informacji odnośnie pojemności, żywotności
sporo uwagi, staranności i czasu. Tym razem ponad stu (!) elementów w kilku różnych oraz wydajności poszczególnych ogniw. Dla-
otrzymałem dużo rozwiązań, z czego kilka od temperaturach. Wymagało to przeprowadze- tego postanowiłem dokładnie zbadać wpływ
osób, które po raz pierwszy wzięły udział nia nawet kilkuset pomiarów. Jeden z ucze- temperatury na elementy elektroniczne
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99
25
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
Å‚
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
(wiem, że to bardzo ważny temat, a wyniki micznej. Nasze czasopismo prezentuje głów- W przeciwnym razie  cała para pójdzie
mogą być zaskakujące). (...) Muszę dodać, że nie proste układy dla hobbystów. Urządzenia w gwizdek .
aby ustalić temperaturę na odpowiednim po- te zazwyczaj budowane są z powszechnie Praktyczne pomiary mogłyby więc wyglą-
ziomie i ją utrzymać, potrzebne jest trochę dostępnych, tanich elementów. Jednak na- dać następująco. Najpierw pomiar nowych
czasu. Pomiary zabrały mi prawie 3 dni, ale wet w takiej sytuacji nie można tracić z oczu elementów w temperaturze pokojowej. Po-
nie był to czas stracony! (...) zagadnienia stabilności cieplnej. Tymczasem tem szok termiczny symulujący wlutowanie
Na koniec muszę przyznać, że uzyskane znaczna część projektów nadsyłanych do Fo- elementów w płytkę (a może naprawdę je
wyniki są zaskakujące. Tego rodzaju danych rum Czytelników czy do działu E-2000 ma wlutować np. w płytkę uniwersalną?). W za-
nie znajdzie się w książce (przynajmniej ja w tym zakresie poważne braki. Choćby z te- sadzie pomiar w czasie lutowania nie jest po-
nie znalazłem). Trudno to obliczyć na podsta- go względu zadanie 34 nie będzie ostatnim trzebny, bo elementy nie będą pracować
wie wzorów. Uważam, że zadanie 34 powin- tego typu. Prawdziwy konstruktor musi po- w takich warunkach. Po szoku termicznym
no rozpocząć cały cykl zadań dotyczących znać  od podszewki ten i wiele podobnych i ostygnięciu do temperatury pokojowej (co
pomiarów układów i elementów, ponieważ problemów. Bez tego nie można uważać się trochę potrwa) elementy znów należałoby
często projektuje się urządzenia pracujące za konstruktora. zmierzyć. Parametry najczęściej będą nieco
w warunkach zimowych. W tym miejscu chciałbym szczególnie po- inne  zwłaszcza dotyczy to rezystorów.
Dariusz Knull z Zabrza napisał: Temat tego chwalić tych wszystkich, którzy nie ograni- Potem ewentualnie umieszczenie na dłuż-
D
a
r
i
u
s
z
K
n
u
l
l
zadania jest bardzo praktyczny, choć przepro- czyli się tylko do sporządzenia tabel, ale tak- szy czas w zamrażalniku i pomiary. Dokładna
wadzone pomiary zajęły mi sporo czasu że wyrazili zmierzone odchyÅ‚ki w procentach wartość temperatury (-10 czy  20°C) nie mu-
(głównie związane to było z oczekiwaniem lub  pi-pi-emach (1ppm=10-6), obliczyli sta- si być znana  chodzi o przybliżoną odchyłkę
na ustalenie siÄ™ temperatury mierzonych ele- bilność temperaturowÄ… (%/°C lub ppm/°C) w temperaturach ujemnych. Na koniec grza-
mentów).W sumie na zbadanie elementów i przeanalizowali tak uzyskane wyniki. Bra- nie suszarką do włosów. Można wszystkie
elektronicznych spożytkowałem cały dzień wo! elementy wraz z termometrem owinąć tkani-
(od rana do póz
nego popołudnia z małymi Z drugiej strony kilka prac zawierało tylko ną i grzać całość kontrolując temperaturę, al-
przerwami), ale nie żałuje tego, gdyż już tabele ze zmierzonymi wartościami rezystan- bo po prostu grzać jeden element i na bieżą-
wcześniej chciałem przeprowadzić tego typu cji, pojemności i napięcia. Doceniam wysi- co obserwować zmiany jego parametrów.
pomiary, ale dopiero zadanie 34 zmobilizo- łek, ale trochę brakowało mi wniosków  Takie pomiary można nazwać warsztato-
wało mnie do tego. (...) mam nadzieję, że autorzy we własnym za- wymi, w odróżnieniu od bardziej szczegóło-
Paweł Bajurko z Warszawy rozpoczął list kresie przeanalizowali wyniki i takowe wnio- wych  laboratoryjnych.
P
a
w
e
Å‚
B
a
j
u
r
k
o
następująco: Zadania ze Szkoły Konstrukto- ski wyciągnęli. Szkoda byłoby bowiem za- I właśnie podobne pomiary wykonała
rów rozwiązuję raczej wybiórczo, a związane przepaścić tyle pracy. Analizując i porównu- większość uczestników. A teraz szczegóły
jest to z ograniczoną ilością czasu. W tym ro- jąc nadesłane tabele mam także nieodparte z Waszych prac.
ku (szkolnym) piszę maturę, więc nie mogę przekonanie, że kilku kolegów zbyt krótko
pozwolić sobie na tak rozrzutne gospodaro- grzało bądz
chłodziło badane elementy. Ich Rezystory
wanie czwartym wymiarem. Jednak temat wyniki są zbyt optymistyczne. Wygląda na Mierzyliście zarówno rezystory precyzyjne
związany z temperaturą skusił mnie, żeby po- to, że temperatura wewnątrz elementu nie o tolerancji 1% jak i popularne o tolerancji
święcić dwa dni na jego skromne opracowa- zdążyła się ustalić. W rezultacie zmierzone 5%. Jeśli chodzi o precyzyjne, to wyniki
nie. Po przeczytaniu rozwiÄ…zania zadania 30 odchyÅ‚ki w skrajnych temperaturach (-20°C, wszystkich testów sÄ… takie same: można
żaÅ‚owaÅ‚em, że nie zdecydowaÅ‚em siÄ™ prze- +80°C) zbyt maÅ‚o różniÄ… siÄ™ od wartoÅ›ci przyjąć, że po lutowaniu (szoku termicznym)
słać czegoś do Redakcji; szkoda, że tak cie- zmierzonych w temperaturze pokojowej. Do- rezystor o tolerancji 1% wróci do swej po-
kawe zagadnienie spotkało się z bardzo ma- tyczy to przede wszystkim kondensatorów, przedniej wartości z dokładnością nie gorszą
łym odzewem. Wyobrażam sobie, że tym ra- zwłaszcza elektrolitycznych. Sam kiedyś niż 0,1...0,2%. Póz
niejsze zmiany temperatu-
zem wiÄ™cej osób zainteresuje siÄ™ tematem. przeprowadzaÅ‚em podobne pomiary, poza ry w zakresie  20...+70°C nie zmieniÄ… rezy-
A jeśli tak ma być, to powstaje problem: co tym prace innych kolegów wskazują, jakiego stancji więcej niż o ą1% wartości początkowej.
badać, żeby nie powielać rozwiązań innych rzędu powinny to być odchyłki. W przypadku rezystorów o tolerancji 5%
uczestników Szkoły. W końcu zdecydowa- Przy okazji jeszcze sprawa. Kilka prac za- nadesłane wyniki nie były jednoznaczne. Nie
łem się na dwa zagadnienia: wpływ tempera- wierało obszerne tabele z wynikami pomia- dziwię się temu. Zawodowy konstruktor się-
tury na próg przełączania przerzutnika rów przy wartościach temperatury od ga do katalogu i zamawia rezystory o dokła-
Schmitta w bramce NOT (CMOS 40106)  20...+300°C lub 0...300°C co 10°C. MateriaÅ‚ dnie okreÅ›lonych wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciach. Hobbysta
i wpływ temperatury na charakterystykę bardzo obszerny, ale na ile przydatny w prak- kupuje na giełdzie lub w sklepie rezystory
przejściową tranzystora polowego z izolowa- tyce? Jak wspomniałem, mógłby być śmiało nieznanego pochodzenia. Nie wie nawet, czy
ną bramką (BUZ 11). Nie są to być może pa- podstawą pracy dyplomowej. Na jego pod- są to rezystory węglowe, czy metalizowane.
rametry o zasadniczym znaczeniu, ale myślę, stawie można wykazać, że zmiany parame- Nie sposób ich odróżnić  na oko . Rezystory
że w połączeniu z opracowaniami innych ko- trów pod wpływem temperatury wcale nie węglowe o dużej rezystancji mają zdecydo-
leżanek i kolegów dadzą pewien komplekso- muszą być liniowe. Natomiast do naszych wanie gorszą stabilność termiczną od metali-
wy zbiór informacji na temat wpływu tempe- celów praktycznych nie są konieczne dokład- zowanych o tej samej tolerancji 5%. Przy po-
ratury. Poza tym podane przeze mnie infor- ne pomiary co 10°C. miarach natknÄ™liÅ›cie siÄ™ na jedne i drugie.
macje dostarczają też innych ważnych da- Spójrzmy na problem od strony praktycz- Właśnie dlatego wyniki poszczególnych kole-
M
a
nych, dotyczących nie tylko temperatury. nej: Nowy element jest wlutowany w płytkę, gów tak bardzo się różnią. Przykładowo Ma-
t
e
u
s
z
M
i
s
i
o
r
n
y
Podobnie jak wspomniani koledzy, ja także a potem w czasie pracy jego temperatura na teusz Misiorny z Suchego Lasu pisze: Wszy-
jestem przekonany, że czas poświęcony na pewno będzie się zmieniać. Niektóre urzą- stkie rezystory miały tolerancję 5%. Przeba-
to zadanie nie był czasem straconym. Wyo- dzenia muszą pracować zimą przy tempera- dałem po dwie sztuki rezystorów 100k&!
brażam sobie, ile pracy i czasu kosztuje do- turach do -20°C. Przypuszczalna górna tem- i 10M&!, gdyż zdziwiÅ‚a mnie ich stabilność
kÅ‚adne przetestowanie ponad stu elemen- peratura otoczenia to okoÅ‚o +30°C. Jednak w porównaniu z innymi nominaÅ‚ami. Na przy-
tów, jednak uzyskane wnioski są naprawdę we wnętrzu obudowy temperatura może być kład rezystor 10k&! przy podwyższeniu tem-
cenne. Niektórzy koledzy przysÅ‚ali obszerne znacznie wyższa, do +60...+70°C. MaÅ‚o tego peratury do 50°C zmieniÅ‚ rezystancjÄ™ o ok.
tabele ze szczegółowymi wynikami przy  jeÅ›li element, na przykÅ‚ad rezystor, bÄ™dzie 0,9% (czyli ma stabilność ok. 300ppm/°C),
temperaturach od -20°C do +300°C. Inni pracowaÅ‚ z maksymalnÄ… dopuszczalnÄ… mocÄ… a 10M&! jedynie o okoÅ‚o 0,1% (ok.
ograniczyli siÄ™ do zakresu 0...+50°C. Takie ta- strat, to temperatura warstwy czynnej wy- 33ppm/°C). Ma ponad 9 razy wiÄ™kszÄ… stabil-
bele po odpowiednim opracowaniu mogÅ‚yby niesie, zależnie od typu +150...+350°C. ność. StÄ…d moje podwójne pomiary, żeby
być podstawą znakomitej pracy dyplomowej O tym nie można zapomnieć! Dlatego zachę- upewnić się, czy tak jest w rzeczywistości,
(warto rozważyć taką ewentualność). cam nie tylko do pracy, ale także do wcze- czy jest to jakiś błąd pomiarowy.
D
a
r
i
u
s
z
K
n
u
l
l
Najbardziej cieszą mnie prace kolegów, śniejszego zastanowienia się co mierzyć, by Dariusz Knull uzyskał pokazane w tabeli
którym zadanie 34, jak piszą, otworzyło oczy pomiary miały związek z rzeczywistością. wyniki:
na bardzo ważny problem stabilności ter-
26 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
Å‚
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
JeÅ›li ktoÅ› nie chce mierzyć, powinien być cza 100ppm/°C, czyli jest lepszy niż w zwy-
przygotowany na najgorszy przypadek. To kłych 5-procentowych rezystorach. Nie ulega
znaczy powinien przyjąć, że popularne rezy- najmniejszej wątpliwości, że w precyzyjnych
story o tolerancji 5% mogą się  rozjeżdżać układach należy stosować tylko takie poten-
pod wpływem temperatury nawet o 3...5%, cjometry nie zważając, że są znacznie droż-
a po lutowaniu wartość rezystancji może sze od innych.
zmienić się o kilka procent (kilkanaście Zdecydowanie gorzej jest z najtańszymi
w przypadku rezystorów węglowych PR-kami węglowymi. Są to oczywiście naj-
R>1M&!). To wcale nie znaczy, że tak będzie zwyczajniejsze rezystory węglowe, na doda-
zawsze. Mówimy o najgorszym przypadku. tek narażone na wpływy atmosferyczne.
Wasze pomiary wykazują, że zazwyczaj war- Choć niektórym kolegom wyniki wyszły nad-
tość rezystancji po szoku termicznym zmie- spodziewanie dobre, inni przekonali się, że
nia się mniej niż o 1%. takie potencjometry potrafią  rozjechać się
Ogólnie biorąc, metalizowane rezystory przy zmianie temperatury o kilka, a nawet kil-
o tolerancji 1% mają współczynnik cieplny kanaście procent. Takie dobre wyniki dotyczą
Tab. 1
T
a
b
.
1
mniejszy niż 100ppm/°C, wiÄ™kszość popular- prawdopodobnie miniaturowych, zamkniÄ™-
nych rezystorów 5-procentowych ma stabil- tych potencjometrów cermetowych, które
ność 200...500ppm/°C, natomiast rezystory zostaÅ‚y bÅ‚Ä™dnie zakwalifikowane jako wÄ™glo-
Piotr Wilk z Suchedniowa trafił na egzem- węglowe o rezystancji powyżej 1M&! mogą we. Popularne PR-ki węglowe (nawet te z za-
P
i
o
t
r
W
i
l
k
plarze o nastÄ™pujÄ…cej stabilnoÅ›ci, a raczej mieć współczynnik powyżej 2000ppm/°C. krytÄ… Å›cieżkÄ…) na pewno nie sÄ… stabilne.
R
a
f
a
Å‚
W
i
Å›
n
i
e
w
s
k
i
n
a
p
i
s
a
Å‚
niestabilności: W każdym razie budując precyzyjny układ po- Rafał Wiśniewski napisał: ... większość
100&!: 33ppm/°C miarowy (termometr, miernik poziomu) nie z nich ma spore odchyÅ‚ki rezystancji, szcze-
1M&!: 910ppm/°C wolno pomijać problemu stabilnoÅ›ci cieplnej gólnie potencjometry o nominaÅ‚ach powyżej
5,1M&!:2100ppm/°C rezystorów. Wielu z Was podkreÅ›laÅ‚o kolosal- 1M&!. (...) potencjometry te nie mogÄ… być
10M&!: 2240ppm/°C nÄ… różnicÄ™ miÄ™dzy rezystorami o tolerancji używane tam, gdzie potrzebna jest duża do-
M
a
r
c
i
n
W
i
Ä…
z
a
n
i
a
Natomiast Marcin Wiązania z Gacek napi- 1%, a zwykłymi, 5-procentowymi. Kilku kole- kładność, np. w obwodach napięcia odnie-
sał: Najmniejszy współczynnik temperaturo- gów słusznie doszło do wniosku, że do pre- sienia. (...) W miarę możliwości należy unikać
wy mają rezystory o mniejszych nominałach. cyzyjnych układów korzystnie jest stosować stosowania w swych układach potencjome-
W przypadku rezystora 10M&! przy tempera- rezystory o większej mocy. Tak! I to z kilku trów lub stosować ich jak najmniej.
P
i
o
t
r
W
i
l
k
turze 50°C jego wartość zmieniÅ‚a siÄ™ o 10%. wzglÄ™dów. Piotr Wilk napisaÅ‚: Po obliczeniu stabilno-
Także po szoku termicznym najbardziej zmie- ści PR-ków okazało się, że jest gorsza niż
niÅ‚y siÄ™ wartoÅ›ci rezystorów o wiÄ™kszych no- 1000ppm/°C (do 2600ppm/°C). Zastosowanie
minałach. (...) Można z tego wyciągnąć wnio- Potencjometry tego typu elementów na pewno wpłynie na
sek, że rezystory, nawet dobrane z dużą do- Nietrudno się domyślić, że generalnie po- dokładność konstruowanych przyrządów.
kładnością, po wlutowaniu zmienią znacznie tencjometry mają mniejszą stabilność niż re- Chcąc się przekonać, jakie elementy zasto-
swą wartość. zystory. W przypadku potencjometru do re- sowano w moim multimetrze zdjąłem obu-
Podany wniosek jest słuszny, a w przypad- gulacji siły głosu zmiany rezystancji o 10% dowę i dostałem się do środka. Zastosowa-
ku najtańszych rezystorów węglowych kon- nie mają żadnego znaczenia. Nie ma żadnego no tam inny PR-ek niż zbadałem. Przede
sekwencje są naprawdę poważne (wspo- problemu przy połączeniu potencjometrycz- wszystkim nie miał odsłoniętej ścieżki wę-
r
y
s
u
n
k
u
1
a
mniany rezystor 10M&! po szoku termicznym nym według rysunku 1a, gdzie istotne jest glowej. Mimo to w instrukcji przyrządu wi-
zwiększył rezystancje o prawie 20%). tylko zachowanie stosunku napięć, bowiem dnieje napis  Gwarantowana klasa dokładno-
M
a
r
c
i
n
P
i
o
t
r
o
w
s
k
i
Podobne wyniki uzyskaÅ‚ Marcin Piotrowski jednakowe procentowo zmiany wartoÅ›ci RX Å›ci: 23°C Ä…5°C .
D
a
r
i
u
s
z
K
n
u
l
l
z Białegostoku. Zmiana rezystancji w tempe- i RY nie mają wpływu na napięcie wyjściowe. Dariusz Knull wśród zbadanych PR-ków,
raturze +80°C dla rezystorów R<100k&! nie Znacznie gorzej, gdy niestabilny potencjo- w wiÄ™kszoÅ›ci o przyzwoitej stabilnoÅ›ci
przekraczała 3%, a dla rezystorów R>1M&! metr współpracuje z rezystorem według 100...300ppm/C, trafił na jeden o współczyn-
r
y
s
u
n
k
u
1
b
przekraczaÅ‚a 5%, dochodzÄ…c do 11% dla rysunku 1b. W tym przypadku współczynnik niku cieplnym równym 6800ppm/°C!
R=10M&!. termiczny potencjometru ma duży wpływ na Więcej komentarzy chyba nie potrzeba.
Nieprzypadkowo uczulałem Was na rezy- napięcie wyjściowe.
story o wysokich nominałach. Jeśli będą to Duże, obrotowe potencjometry węglowe Kondensatory
rezystory węglowe, stabilność cieplna bę- mają bardzo słabą stabilność (do Tu Wasze wyniki dokładnie odzwierciedla-
M
a
r
c
i
n
W
i
Ä…
z
a
n
i
a
dzie bardzo kiepska  rezystory takie w żad- 1000ppm/°C), jednak ze wzglÄ™du na ich prze- jÄ… dane katalogowe. Marcin WiÄ…zania napi-
nym wypadku nie nadają się do precyzyjnych znaczenie, nie ma to większego znaczenia sał: (...) Najmniejszy współczynnik tempera-
R
a
f
a
Å‚
W
i
Å›
n
i
e
w
dzielników, generatorów, itd. Rafał Wiśniew- praktycznego. turowy mają kondensatory ceramiczne małej
ski z Brodnicy tak podsumował swe badania: Spora liczba uczestników zbadała poten- pojemności. W przypadku kondensatora ce-
s
k
i
Skupiłem się wyłącznie na rezystorach i po- cjometry, zwłaszcza montażowe (PR-ki) i wy- ramicznego 100nF, jego wartość przy wzro-
tencjometrach montażowych, ponieważ są niki okazały się bardzo interesujące. ście temperatury zmieniła się o 50%. (...)
to elementy używane w każdym urządzeniu. Sprawdziliście, iż zgodnie z danymi katalo- Kondensatory MKT mają niezłe parametry,
(...) W niektórych wypadkach byłem zaszoko- gowymi, współczynnik cieplny potencjome- natomiast elektrolityczne są gorsze od in-
wany: z jednej strony dokładnością rezysto- trów montażowych typu helitrim nie przekra- nych.
M
a
t
e
u
s
z
M
i
s
i
o
r
n
y
rów precyzyjnych, z drugiej rezystorów wę- Mateusz Misiorny relacjonuje: Pomiary
glowych o dużej rezystancji. Byłem bardzo kondensatorów wykonałem dla dwóch eg-
zdziwiony, że ich opory tak odbiegają od nor- zemplarzy danego nominału, ale różnego ty-
my. (...) w niektórych wypadkach myślałem pu, np. badałem 100nF (mały  lizaczek ) i fo-
dosłownie, że to miernik zaczął szaleć. liowy 100nF/250V. Różnica jest ogromna.  Li-
Jak jednak odróżnić rezystor węglowy od zaczek ma najgorszą stabilność ze wszyst-
metalizowanego o tej samej rezystancji i to- kich przebadanych przeze mnie kondensato-
lerancji (5%)? rów  prawie 14000ppm/°C! Można go Å›mia-
Nie trzeba odróżniać! W praktyce wystar- ło wykorzystywać jako element reagujący na
czy do rezystora dołączyć omomierz, zaapli- temperaturę... Ale już bez żartów  konden-
kować szok termiczny i przekonać się, jakie satory takie nie nadają się do żadnych precy-
właściwości ma dany egzemplarz. To prosty zyjnych obwodów  przecież zmiana tempe-
i wystarczajÄ…co skuteczny sposób  pole- ratury z 20°C na 50°C (co jest realne) powodu-
cam. je zmianę pojemności o 40%! Podobnie jest
Rys. 1 Dzielniki napięcia
R
y
s
.
1
D
z
i
e
l
n
i
k
i
n
a
p
i
Ä™
c
i
a
z drugim rekordzistÄ…   lizaczkiem
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99 27
na giełdzie można kupić aż tak dobre ele-
menty.
Tranzystory
Mniej więcej połowa uczestników mierzy-
ła zależność wzmocnienia prądowego tranzy-
storów od temperatury. Okazało się, że
wzmocnienie znacznie się zmienia. Niektórzy
z przerażeniem stwierdzili, że współczynnik
termiczny wynosi 2000...10000ppm/°C. Tak
jest, ale to nie powód do niepokoju. Tranzy-
story generalnie mają duży rozrzut wartości
wzmocnienia. Urządzenia muszą być projek-
towane tak, by parametry układu w niewiel-
kim stopniu zależały od wzmocnienia tranzy-
stora.
Generatory
Tylko kilku kolegów  pastwiło się nad ge-
neratorami. Nadesłany materiał nie daje pod-
staw do rzetelnych porównań. Potwierdziło
się, iż małą stabilność mają proste generato-
ry z bramek 4001, 4011 czy 4093. Dobrze
wypadły układy z kostkami 4047, 555, trochę
gorzej z 4060. Trudno mi jednak porównać
Rys. 2 Układ pomiarowy kostki 40106
R
y
s
.
2
U
k
Å‚
a
d
p
o
m
i
a
r
o
w
y
k
o
s
t
k
i
4
0
1
0
6
takich napięciach i wyszły im wartości wyniki, ponieważ nie wiadomo, jakie kon-
100...480ppm/°C. DaÅ‚ siÄ™ też zauważyć spory densatory i rezystory byÅ‚y zastosowane
220nF  przy temperaturze 50°C miaÅ‚ pojem- rozrzut miÄ™dzy egzemplarzami o tym samym w obwodach oscylatora. Trudno ocenić, na
ność o 46% większą niż wyjściowa. napięciu. W każdym razie popularne  zener- ile wynik bierze się z właściwości elemen-
Sami przekonaliście się, że kondensatory ki o napięciach 4,7...6,2V, uchodzące za naj- tów RC, a na ile z właściwości układu scalo-
ceramiczne ferroelektryczne (praktycznie bardziej stabilne, wcale nie mają aż tak do- nego. Zagadnienie jest jednak bardzo cieka-
wszystkie  lizaczki o pojemności powyżej brych parametrów, jak można przypuszczać  we i niewykluczone, że stanie się treścią ko-
1nF) nadają się tylko do obwodów odprzęga- należy liczyć się ze współczynnikiem lejnego zadania w Szkole.
nia zasilania oraz jako kondensatory sprzÄ™ga- 300...500ppm/°C.
jące. Jest to znacznie gorzej niż w przypadku Bramki Schmitta
P
a
w
e
Å‚
B
a
j
u
r
k
o
Najlepiej oceniliście kondensatory cera- większości popularnych stabilizatorów serii Badanie przeprowadził Paweł Bajurko. Oto
miczne o pojemnościach <1000pF oraz folio- 78XX. relacja: Na badanie kostki 40106 zdecydowa-
we MKT. Kondensatory ceramiczne niewiel- Dariusz Knull zwrócił uwagę na stabilizator łem się głównie dla prostoty przeprowadza-
kiej pojemności to cała długa historia, zwią- LM317. Napisał: (...) kostki tego typu wyma- nych pomiarów i dla zbadania rozrzutu mię-
zana głównie z techniką w.cz. Nie będziemy gają wprawdzie zastosowania dwóch rezy- dzy negatorami wewnątrz jednej kostki i roz-
się w to wgłębiać. Natomiast kondensatory storów zewnętrznych w celu ustalenia napię- rzutu między różnymi kostkami (i oczywiście
foliowe MKT rzeczywiście mają niezłą stabil- cia wyjściowego, ale ich stabilność jest kilka- dla zbadania wpływu temperatury na punkt
ność: w całym zakresie temperatur pracy ich krotnie lepsza od popularnych 78XX i 79XX. przełączania). Układ, w jakim badałem kostkę
r
y
s
u
n
k
u
2
.
pojemność nie zmienia się więcej niż Potwierdziliście, że zwykłe diody krzemo- 40106 pokazany jest na rysunku 2.
o ą1...2%. we znacznie zmieniają napięcie przewo- Część układu narysowana kolorem niebie-
JeÅ›li chodzi o zwykÅ‚e elektrolity, to opinie dzenia z temperaturÄ… (okoÅ‚o 2...2,2mV/°C) skim byÅ‚a wystawiona na zmienne tempera-
są rozbieżne: niektórzy twierdzą, że w całym i że zauważalnie lepsze w tym względzie są tury, diody sygnalizowały stan wyjść badanej
zakresie temperatur pracy zmiany są rzędu LED-y.
2...5%, inni przekonali się, iż są znacznie Dwóch czy trzech
40106
większe  do 20%. Jestem przekonany, że Kolegów sprawdza-
zbyt optymistyczne wyniki związane są ze ło właściwości spe-
zbyt krótkim czasem grzania lub chłodzenia cj al i z owanych
podczas testów. W przypadku zwykłych alu- z
ródeł napięcia od-
miniowych elektrolitów zmiany naprawdę niesienia LM385.
mogą sięgać 20%, a nawet więcej. Nieco le- Potwierdzili katalo-
piej zachowujÄ… siÄ™  tantale , o czym zresztÄ… gowe dane o
niektórzy przekonali się naocznie, ale i im da- stabilności rzędu
leko do stabilnoÅ›ci foliowych MKT. 80...120ppm/°C, co
naprawdÄ™ jest bar-
Diody Zenera i stabilizatory dzo dobrym wyni-
Duża grupa uczestników przebadała różne- kiem. Niektóre ka-
kostki 40106
go rodzaju diody, w tym diody Zenera a tak- talogi handlowe po-
że stabilizatory scalone i z
ródła napięcia od- dają dla tych
M
a
r
c
i
n
W
i
Ä…
niesienia. Oto niektóre wnioski. Marcin Wią- kostek znacznie
zania: (...) najmniejszy współczynnik cieplny mniejsze współ-
z
a
n
i
a
mają diody o napięciach 5,1; 5,6 i 6,2V. W pozo- czynniki, nawet
staÅ‚ych diodach wzrost temperatury do 20ppm/°C, jednak
50°C zmienia napiÄ™cie nawet powyżej 5%. nie ma co liczyć, że
W przypadku diod Zenera po szoku termicznym w pierwszym lep-
napięcie nie wraca do pierwotnej wartości. szym sklepie czy
Mateusz Misiorny, Dariusz Knull i Piotr
M
a
t
e
u
s
z
M
i
s
i
o
r
n
y
,
D
a
r
i
u
s
z
K
n
u
l
l
i
P
i
o
t
r
Wilk określili współczynnik cieplny diod o
W
i
l
k
28 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
Å‚
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
kostki, wyjścia te były dodatkowo buforowa- Wyniki pomiarów jednego tranzystora
ne przez negatory narysowane kolorem czar- opracowałem graficznie i przedstawiam je na
r
y
s
u
n
k
u
4
.
nym, diody zostały zabezpieczone jednym re- rysunku 4.
zystorem R. Jako stabilizator napięcia praco- Pomiarów dokonywałem w trzech różnych
wały układy 7805 oraz 7810. Kręcąc poten- temperaturach. Jak widać, ze zmianą tempe-
cjometrem  łapałem moment kiedy zapala ratury charakterystyka przesuwa się. Nieste-
się i gaśnie pierwsza i ostatnia dioda. Jak wi- ty, tym sposobem nie udało się zmierzyć
dać metoda ta ma tę zaletę, że badanych jest wpływu temperatury na parametr RDSon  dla
sześć bramek jednocześnie, ułatwia to bada- małych wartości RDS wynik jest obarczony
nie rozrzutu między nimi. Układ scalony ba- dużym błędem, co widać na rysunku. (...) Ze
daÅ‚em w temperaturze pokojowej  ok. 22°C, wzglÄ™du na to wszystko mój rysunek pozwa-
wystawiałem go też za okno  termometr la raczej na zorientowanie się w przebiegu
wskazywaÅ‚ wówczas -5°C, zamykaÅ‚em w za- charakterystyki i wpÅ‚ywie temperatury, niż na
R
y
s
.
3
U
k
Å‚
a
d
p
o
m
i
a
r
o
w
y
M
O
S
F
E
T
a
mrażalniku  producent gwarantuje tam tem- Rys.3 Układ pomiarowy MOSFET-a
przekazanie czytelnikom Elektroniki dla
peraturÄ™ poniżej -16°C, ogrzewaÅ‚em też su- Wszystkich precyzyjnej informacji.
szarką do włosów  spodziewam się, że tem- Napięcie 10V pochodziło ze stabilizatora Mam nadzieję, że Szanowny Pan Redaktor
peratura wynosiÅ‚a ok. +50°C. Wyniki pomia- 7810, tranzystor zaznaczony na niebiesko byÅ‚ nie posÄ…dzi mnie o szaleÅ„stwo, że zachciaÅ‚o
rów dwóch kostek różnych producentów ze- poddany działaniu różnych temperatur, rezy- mi się rysować taki wykres, który być może
stawiłem w tabelkach (podane są progi prze- stor R miał tolerancję 1%. Pomiarów doko- można znalez
ć w katalogu. Ja go nie znala-
łączania i histereza w procentach). nywałem dla napięć UGS o skoku 0.1V. Na- złem, więc  popełniłem ten rysunek. Wyda-
Pierwszą rzeczą, jaka rzuca się w oczy, jest pięcie UDS przeliczałem na opór RDS, uwzglę- je mi się, że wykres daje czytelniejszą infor-
duży rozrzut wielkości histerezy u różnych dniając opór wewnętrzny miernika zaznaczo- mację o danym zjawisku niż np. tabelka
producentów. Można zauważyć, że histereza nego na schemacie jako UDS. z liczbami (wystarczy porównać wykres z za-
zmienia się nieznacznie wraz z temperaturą, mieszczonymi wyżej tabelkami), dlatego
w sposób różny u różnych producentów. włożyłem sporo pracy w stworzenie tego ry-
U jednego histereza zawęża się ze wzrostem sunku. (...)
temperatury, u drugiego przeciwnie. Podob- Doceniam zarówno trud, jak i rysunek
nie wzrost napięcia zasilania u jednego pro- przydzielając nagrodę.
ducenta powoduje zawężanie histerezy,
u drugiego jej poszerzenie. Natomiast roz- Podsumowanie
rzut w obrębie jednej kostki sięga co najwy- Oprócz wspomnianych wcześniej osób
żej 2 %. Podsumowując  właściwości tych chciałbym jeszcze dodać, że wyróżniające
M
i
c
h
a
Å‚
G
o
Å‚
Ä™
b
i
e
w
kostek bardziej zależą od producenta niż od się prace, nadesłali także Michał Gołębiew-
s
k
i
,
M
a
r
c
i
n
K
a
c
z
o
r
o
w
s
k
i
,
P
a
w
e
Å‚
N
i
e
d
z

w
i
e
d
z
temperatury, rozrzut między kostkami jest ski, Marcin Kaczorowski, Paweł Niedz
wiedz-
k
i
,
B
a
r
b
a
r
a
J
a
Å›
k
o
w
s
k
a
,
S
e
b
a
s
t
i
a
n
K
r
z
y
w
o
s
z
duży, ale w obrębie jednej kostki umiarkowa- ki, Barbara Jaśkowska, Sebastian Krzywosz
i
D
a
n
i
e
l
A

u
k
i
e
w
i
c
z
ny. i Daniel A
ukiewicz. Ostateczne wnioski, jakie
Analiza danych z tabeli wyjaśnia przy oka- można wyciągnąć ze wszystkich nadesła-
zji, dlaczego generatory z bramką Schmitta nych prac, są zbieżne z zamieszczoną poniżej
M
a
r
c
i
n
a
P
i
o
t
r
o
w
są tak mało stabilne i dlaczego trudno podać tabelką zestawioną przez Marcina Piotrow-
s
k
i
e
g
o
uniwersalny wzór na częstotliwość w zależ- skiego (dodałem linijki dotyczące rezystorów
ności od zastosowanych elementów RC. metalizowanych 5% i scalonych z
ródeł na-
pięcia odniesienia).
MOSFET Jak wspominałem, jestem bardzo zadowo-
Oto dalsza część relacji Pawła Bajurko: lony z poziomu prac, a szczególnie ze stwier-
Charakterystyka przejściowa tranzystora po- dzeń typu: zadanie to pozwoliło mi poznać
lowego była trudniejsza do zbadania, wyma- wagę problemu. Gratuluję kolegom, którzy
gała użycia dwóch woltomierzy i wielu po- po raz pierwszy wzięli udział w Szkole  nie-
miarów. Tranzystor badałem w układzie którzy otrzymują nagrody bądz
upominki.
Rys. 4 Zmierzona charakterystyka MOSFET-a
R
y
s
.
4
Z
m
i
e
r
z
o
n
a
c
h
a
r
a
k
t
e
r
y
s
t
y
k
a
M
O
S
F
E
T
a
r
y
s
u
n
k
u
3
.
przedstawionym na rysunku 3. Oczywiście temat nie został wyczerpany.
Nie wszystkie ele-
menty zostały prze-
badane. Wystąpił
duży rozrzut wnio-
sków. Nie wątpię
jednak, że zadanie
to uczuliło Was na
problem wpływu
temperatury. ZachÄ™-
cam więc wszyst-
kich, którzy chcą zo-
stać prawdziwymi
konstruktorami, że-
by osobiście prze-
konali siÄ™, co warte
są ich podzespoły.
Próby przeprowa-
dzajcie zawsze
w warunkach jak naj-
bardziej zbliżonych
do rzeczywistych.
A dodatkowych in-
formacji szukajcie
w katalogach i (nie-
Tab. 3
T
a
b
.
3
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99 29