Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
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 wymagane. Przysłanie
Rdziałającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na nagrodę.
Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawansowania, mi-
le widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być umieszczo-
ne na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem i pełnym adresem.
Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku
P
r
a
c
e
n
a
l
e
ż
y
n
a
d
s
y
ł
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
ę
n
u
m
e
r
u
E
d
W
(
w
p
r
z
y
p
a
d
k
u
prenumeratorów  od otrzymania pisma pocztą).
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
ą
)
.
Zadanie 45
Praktycznie w każdym domu znajdują Widzę tu dwa główne kierunki. Czy po stwierdzeniu, że ziemia jest zbyt
się doniczki z kwiatami. U jednych kwiaty Jeden to zegar czy timer, przypominają- sucha, sygnalizator zostanie włączony na
rosną lepiej, u innych gorzej, a nawet fatal- cy dz
więkiem, że właśnie upłynął tydzień, stałe? Oczywiście dz
więk sygnalizatora
nie. Mówi się, że  trzeba mieć dobrą rękę cztery dni, czy inny stosowny okres czasu dla zwiększenia skuteczności powinien
do kwiatów . Spotyka się opinie, że kwia- i że trzeba podlać kwiaty. Pomysł prosty, być przerywany. Ale to nie koniec, czy
ty trzeba kochać, wtedy one odpłacają się wykonanie także. układ będzie piszczał aż do wyczerpania
za uczucie i rosną; niekochane marnieją Druga możliwość to zbudowanie sygna- baterii? To wbrew pozorom jest istotny
i usychają. lizatora umieszczonego w doniczce, który problem! Przypuśćmy, że wyjeżdżamy
Tematem tego zadania nie jest jednak będzie sprawdzał wilgotność, mierząc re- w piątek wieczorem na weekend. Zaraz
zystancję gleby. Ta druga wersja wydaje potem włącza się sygnalizator. Wyje bez-
zbadanie wpływu miłości na się bardziej praktyczna, ale wcale nie zna- skutecznie do wyczerpania baterii, po-
z
b
a
d
a
n
i
e
w
p
ł
y
w
u
m
i
ł
o
ś
c
i
n
a
wzrost i kondycję kwiatów donicz- czy, że w najprostszej wersji jest idealna. wiedzmy dwa dni. Wracamy w niedzielę.
w
z
r
o
s
t
i
k
o
n
d
y
c
j
ę
k
w
i
a
t
ó
w
d
o
n
i
c
z
kowych. Trudno sobie wyobrazić stosowanie po  Zdechły sygnalizator milczy jak grób,
k
o
w
y
c
h
.
jednym sygnalizatorze do każdej doniczki a my jesteśmy zadowoleni i spokojni... do
Temat jest bardziej prozaiczny. Dobrze (w moim przypadku oznaczałoby to poważ- czasu, gdy kwiaty zaczną schnąć.
poinformowani twierdzą stanowczo, że ny wydatek, bo według szacunkowych Co zrobić, by bateria sygnalizatora nie wy-
ani nie chodzi tu o  dobrą rękę , ani o mi- obliczeń, moja żona ma kwiatów niewiele ładowała się w stosunkowo krótkim czasie?
łość, tylko o regularne podlewanie - nie za mniej niż dni w roku). W praktyce wystar- A może uda się tak  wykombinować
dużo i nie za mało wody z odrobiną nawo- czy jeden sygnalizator w kwiatku, który naj- układ, by dodatkowo, dyskretnie sygnalizo-
zu organicznego bądz
nieorganicznego bardziej potrzebuje wody. W moim przy- wał stan baterii?
Znakomitym tematem zadania w naszej padku potrzebny byłby jeszcze co najmniej I jeszcze jeden problem praktyczny. Przy-
Szkole jest zaprojektowanie urządzenia jeden dodatkowy sygnalizator  pilnujący puśćmy, że sygnalizator włączy się gdzieś
przypominającego o konieczności podlania kwiatków na tarasie. w środku nocy. Czy postawi na równe no-
kwiatów. W zasadzie obie wersje wydają się jed- gi wszystkich domowników, którzy klnąc
Oto oficjalny temat zadania: nakowo proste w realizacji. Chciałbym jed- w żywy kamień będą zmuszeni podlewać
nak zwrócić waszą uwagę na kilka okolicz- nieszczęsne kwiaty o wpół do trzeciej
Zaprojektować układ przypomi- ności. w nocy? Co zrobić, by nie narażać domow-
Z
a
p
r
o
j
e
k
t
o
w
a
ć
u
k
ł
a
d
p
r
z
y
p
o
m
i
nający o konieczności podlania W jaki sposób urządzenie ma sygnalizować ników na taki stres? A może uda się wam
n
a
j
ą
c
y
o
k
o
n
i
e
c
z
n
o
ś
c
i
p
o
d
l
a
n
i
a
kwiatów. potrzebę podlania kwiatków? Dz
więkiem? w ogóle wykluczyć taką ewentualność?
k
w
i
a
t
ó
w
.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/99
31
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
Czy można to tak urządzić, by sygnalizator niż dwa układy scalone. Zresztą dwa to by mała bateria (200mAh) wystarczyła na
nie uruchomił się w nocy? Oczywiście jest i tak za dużo - powinien wystarczyć je- minimum pół roku pracy.
to możliwe (fotoelement), ale nic więcej den prosty i tani układ scalony. Nie mu- Jak zwykle zastrzegam, że najciekawsze
nie mogę podpowiedzieć. szę podpowiadać, że będzie to jedna projekty (myślę, że nadeślecie działające
Generalnie układ musi być prosty i ta- z kostek 4001, 4011, 4069, 4093, 4016 modele) w postaci oryginalnej lub po prze-
ni. W przypadku stacjonarnego timera czy 74HC14, 74HC132. Zasilanie oczywi- robieniu na wersję z SMD, mogą zostać
koszt elementów powinien zmieścić się ście z jednej, lub ostatecznie dwóch ba- opublikowane w dziale Elektronika-2000.
w granicach 10zł, a w przypadku małych terii litowych (3 lub 6V), ewentualnie Zachęcam też do przysyłania kolejnych
sygnalizatorów wtykanych w doniczkę 2...4 ogniw guzikowych 1,5V, np. LR44. propozycji zadań do Szkoły, bo nadal nie
powinien być jeszcze niższy. Nie przysy- Nie muszę dodawać, że pobór prądu jest ich wiele.
łajcie więc propozycji sygnalizatorów w stanie czuwania powinien być znikomy,
 doniczkowych zawierających więcej
Rozwiązanie zadania 41
Rozwiązanie zadania 41 szczał. Dlatego i ten sposób uznałem za gdzie dwie żyły przebiegają równolegle
Z
a
p
r
o
j
e
k
t
o
Temat zadania 41 brzmiał: Zaprojekto- niezbyt dobry, tym bardziej, że dwuczę- w pewnej odległości od siebie, pola te nie
wać przyrząd pozwalający określić prze- ściowy przyrząd nie wzbudza we mnie en- znoszą się całkowicie, i wokół przewodu
w
a
ć
p
r
z
y
r
z
ą
d
p
o
z
w
a
l
a
j
ą
c
y
o
k
r
e
ś
l
i
ć
p
r
z
e
bieg przewodów instalacji elektrycznej tuzjazmu. (...) powstaje jednak pewne pole magnetycz-
b
i
e
g
p
r
z
e
w
o
d
ó
w
i
n
s
t
a
l
a
c
j
i
e
l
e
k
t
r
y
c
z
n
e
j
w ścianach budynku (pod tynkiem). W wyniku kilkudniowych eksperymen- ne, które można bez większego trudu
w
ś
c
i
a
n
a
c
h
b
u
d
y
n
k
u
(
p
o
d
t
y
n
k
i
e
m
)
.
Wbrew pozorom zadanie wcale nie było tów ze wzmacniaczami operacyjnymi (co- zmierzyć. Oczywiście jest to zmienne po-
łatwe, jak mogłoby się wydawać na pierw- dziennie po 2 godziny) wykonałem le magnetyczne o częstotliwości 50Hz. Je-
szy rzut oka. Wprost przeciwnie - okazało i sprawdziłem przyrząd, który wykrywa śli w tym polu umieścimy cewkę, w każ-
się trudne, czego nie omieszkali podkre- obecność przewodów bez potrzeby podłą- dym jej zwoju zaindukuje się jakieś maleń-
ślić koledzy, którzy przeprowadzali prak- czania odbiorników prądu - wystarczy obe- kie napięcie. Ponieważ zwojów jest wiele,
D
a
r
i
u
s
z
K
n
u
l
l
tyczne próby. Na przykład Dariusz Knull cność napięcia sieci. (...) napięcie na cewce będzie miało mierzalną
z Zabrza zaczął list tak: Wykonanie przyrzą- W istocie, wzmianka że urządzenie ma wartość, powiedzmy rzędu pojedynczych
du zgodnie z kryteriami podanymi w tema- wykrywać przewody  w ścianach budyn- miliwoltów. Napięcie to można wzmocnić
cie tego zadania tylko z pozoru jest łatwe. ku znacznie utrudniła zadanie. I tym więk- za pomocą wzmacniacza. Uproszczony
Piszę  z pozoru , gdyż wszystko działa... sza pochwała należy się tym, którzy przykład realizacji takiego przyrządu jest
r
y
s
u
n
k
u
1
jedynie na papierze. Zaproponował Pan w ogóle zdecydowali się wziąć udział w je- pokazany na rysunku 1. W roli wskaz
nika
dwa sposoby rozwiązania: albo przyrząd go rozwiązaniu. Okazało się także, że nie- można zastosować pojedynczą diodę
będzie jednoczęściowy (cewka + wzmac- którzy, a może nawet większość uczestni- LED, układ scalony wysterowujący linijkę
niacz), albo całość będzie się składać ków podchodziła do tematu  na macane- diod LED, słuchawkę, brzęczyk piezo,
z części nadawczej i odbiorczej. Przepro- go , bez wiedzy, co i jak chcą mierzyć. Je- miernik wskazówkowy, czy cokolwiek in-
E
d
w
a
r
d
K
r
a
c
h
wadziłem wiele czasochłonnych prób ma- dynie Edward Krach z Ostrowca Św. nego.
jących na celu wykonanie układu według w swoim obszernym liście przeanalizował
pierwszej, prostszej koncepcji. Próbowa- problem od podstaw i zasygnalizował waż-
Punktacja
łem wszystkiego: cewki albo nawijałem niejsze problemy do rozwiązania. Dlatego
Szkoły Konstruktorów
sam, albo wykorzystywałem fabryczne przed omówieniem poszczególnych roz-
dławiki (...). Stosowałem też cewki ze słu- wiązań muszę poświęcić trochę uwagi
Marcin Wiązania Gacki 34
Dariusz Knull Zabrze 34
chawek czy popularnych budzików. Sy- podstawom teoretycznym.
Tomasz Sapletta Donimierz 18
gnał z cewki był wzmacniany za pomocą Wszyscy wiedzą, że jeśli w (pojedyn-
Jarosław Kempa Tokarzew 15
p
ł
y
n
i
e
p
r
ą
d
pojedynczego lub podwójnego wzmacnia- czym) przewodzie płynie prąd, to wokół te-
Paweł Korejwo Jaworzno 15
p
o
l
e
m
a
g
n
e
t
y
c
z
cza operacyjnego (korzystałem z kostek go przewodu powstaje pole magnetycz-
Krzysztof Kraska Przemyśl 15
n
e
TL072, LM358, NE5532). Przy maksymal- ne. Jeśli mamy do czynienia z przewodem
Mariusz Nowak Gacki 15
nym wzmocnieniu, nie powodującym je- dwużyłowym, to możemy powiedzieć, iż Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska 15
Marcin Piotrowski Białystok 12
szcze samowzbudzenia przy najefektyw- w jednej żyle prąd płynie w kierunku do
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. 10
niejszej cewce udawało mi się uzyskać za- obciążenia, a drugą żyłą wraca. Czyli
Jakub Mielczarek Mała Wola 10
sięg rzędu 1cm od przewodu energetycz- w obu przewodach płynie prąd o tej samej
Bartosz Niżnik Puławy 9
nego (do sieci była włączona żarówka wartości, różniący się tylko kierunkiem
Roland Belka Złotów 8
60W). przepływu. Dla prądu stałego jest to oczy- Maciej Ciechowski Gdynia 8
Barbara Jaśkowska Gdańsk 8
Druga metoda - nie miałem kondensato- wiste. Dla prądu zmiennego 50Hz też jest
Czesław Szutowicz Włocławek 8
rów separujących na 2kV, a sztukowanie prawdziwe - chwilowe kierunki prądu
Rafał Wiśniewski Brodnica 8
kondensatorów celem uzyskania odpo- w obu żyłach są przeciwne. Jak się łatwo
Tomasz Gacoń i Paweł Kuchta 6
wiedniej wytrzymałości napięciowej, domyślić pola wytwarzane przez obydwie
Marek Grzeszyk Stargard Szcz. 6
uznałem za bezcelowe - gabaryty przyrzą- żyły mają przeciwne kierunki i... znoszą
Grzegorz Kaczmarek Opole 6
du byłyby zbyt duże. Postanowiłem więc się. Gdyby te dwie żyły były ze sobą wza- Marcin Przybyła Siemianowice 6
Bartłomiej Stróżyński Kęty 6
wpuścić do sieci przebieg o częstotliwości jemnie ciasno skręcone, wypadkowe pole
Paweł Bajurko Warszawa 5
kilkuset Hz (z kluczowaniem różnymi czę- magnetyczne byłoby bardzo małe, prawie
Marcin Barański Koszalin 5
stotliwościami lub bez), jednak transfor- żadne. Na nasze szczęście w przypadku
Michał Kobierzycki Grójec 5
mator sieciowy niemal nic nie przepu- typowego przewodu energetycznego,
32 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/99
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
p
r
z
e
Podsumowujemy zasadę pomiaru: prze- ków. Inni nieświadomie błądzili, szukając
pływ prądu wywołuje powstanie pola ma- rozwiązania po omacku.
p
ł
y
w
p
r
ą
d
u
p
o
l
a
m
a
gnetycznego, które powoduje powstanie Wynika to choćby z treści kilku listów,
g
n
e
t
y
c
z
n
e
g
o
w cewce niewielkiego napięcia. w których znalazłem opisy różnych wymy-
w
c
e
w
c
e
n
i
e
w
i
e
l
k
i
e
g
o
n
a
p
i
ę
c
i
a
To je- ślnych czujników. Uporządkujmy tę spra-
den spo- wę - jeśli przyrząd ma mierzyć pole ma-
sób. Te- gnetyczne, to czujnikiem musi być cewka,
raz drugi, o jak największych wymiarach geome-
oparty na trycznych i dużej liczbie zwojów. Pole ma-
Rys. 1 Wykrywacz z cewką
R
y
s
.
1
W
y
k
r
y
w
a
c
z
z
c
e
w
k
ą
zupełnie gnetyczne nie zaindukuje napięcia w poje-
innej zasadzie. Jak wiadomo, jeśli między dynczym, prostym przewodzie czy pręcie.
dwoma punktami przestrzeni występuje Napięcie na cewce pomiarowej będzie
napięcie, to w tej przestrzeni (izolatorze, tym większe, im większa będzie liczba
n
a
p
i
ę
c
i
e
Rys. 2 Zasada pracy miernika pojemnościowego
R
y
s
.
2
Z
a
s
a
d
a
p
r
a
c
y
m
i
e
r
n
i
k
a
p
o
j
e
m
n
o
ś
c
i
o
w
e
g
o
p
o
np. w powietrzu) zostaje wytworzone po- zwojów, co jest oczywiste, oraz co mniej
le elektryczne. W przypadku przewodów oczywiste - czym większą powierzchnię
l
e
e
l
e
k
t
r
y
c
z
n
e
energetycznych możemy to z grubsza ro- Prąd płynie więc na drodze: przewód fa- obejmuje pojedynczy zwój. Obecność
zumieć następująco: jedna z żył sieci ener- zowy - antena - miernik - masa przyrządu - rdzenia praktycznie niczego nie zmienia.
r
y
s
u
getycznej jest uziemiona, a więc między ciało człowieka - Ziemia. Ilustruje to rysu- Jeśli jeszcze nie wiesz dlaczego, zajrzyj do
n
e
k
3
powierzchnią Ziemi, a drugim przewodem nek 3. Mamy tu do czynienia z bardzo ma- pierwszego lepszego podręcznika elektro-
sieci (przewodem fazowym) występuje łą pojemnością C1 między przewodem fa- techniki i odszukaj wzór na napięcie indu-
zmienne pole elektryczne. y
ródłem pola zowym a anteną, znacznie większą pojem- kujące się w pojedynczym zwoju. Jeśli
są więc przewody fazowe sieci energe- nością C2 między masą przyrządu a ręką, znajdziesz ten wzór, zrozumiesz także, dla-
tycznej. Jeśli w tym zmiennym polu elek- którą trzymamy przyrząd oraz znaczną po- czego napięcie zależy od wzajemnego po-
trycznym zostanie umieszczony jakikol- jemnością C3 między ciałem ludzkim łożenia cewki pomiarowej i przewodu wy-
wiek metalowy (ogólnie - przewodzący) a Ziemią (zamiast pojemności C3 może twarzającego pole magnetyczne.
przedmiot, to pojawi się na nim napięcie też istnieć połączenie galwaniczne ciała Jeśli natomiast działanie przyrządu ma
względem ziemi. W praktyce łatwiej zro- człowieka do Ziemi). Ponieważ pojemność się opierać na drugiej zasadzie i wykorzy-
zumieć i przedstawić występujące tu za- C1 jest najmniejsza, w sumie właśnie ona stywać pole elektryczne i pojemności, to
leżności, biorąc pod uwagę pojemności, decyduje o wielkości płynącego prądu. czujnikiem może być dowolny kawałek
jakie występują pomiędzy poszczególnymi Tym samym mimo, że nie ma bezpośre- drutu czy jakikolwiek inny przewodzący
przewodzącymi elementami. Trzeba bo- dniego połączenia galwanicznego między przedmiot, na przykład kawałek blaszki.
wiem pamiętać, że między każdymi dwo- przyrządem a Ziemią, generalna zasada Nie ma najmniejszej potrzeby, by była to
ma przewodzącymi ciałami, rozdzielonymi pomiaru jest taka sama, jak na rysunku 2. cewka. Nieprzypadkowo narysowałem na
dielektrykiem występuje pewna pojem- Podsumujmy drugi sposób pomiaru: rysunku 3 prostą antenkę. Wygięcie jej
ność elektryczna. Jeśli między tymi ciała- w wymyślny kształt lub w zamkniętą pętle
mi występuje napięcie zmienne, przez tę praktycznie niczego nie zmieni. Tym samym
pojemność płynie prąd zmienny. O warto- przypisywanie dużego znaczenia kształtowi
ści tego prądu, zgodnie z prawem Ohma anteny trąci nieco magią, a w elektronice
decyduje napięcie oraz oporność - ściślej naprawdę nie ma nic z magii.
R
y
s
u
n
e
k
2
reaktancja tego kondensatora. Rysunek 2 Jak wynika z dotychczasowych rozwa-
pokazuje ogólną ideę. Przybliżając antenę żań, według metody pierwszej (z cewką)
pomiarową do przewodu fazowego zwięk- można wykrywać tylko te przewody,
szamy pojemność i tym samym płynący w których płynie prąd. Natomiast według
prąd. Ustawiając antenę tak, by prąd był drugiej metody można wykrywać wszyst-
jak największy, możemy znalez
ć szukany kie przewody, które są pod napięciem, nie-
przewód. W rzeczywistości sprawa jest zależnie czy płynie w nich prąd, czy nie. To
trochę bardziej skomplikowana. Prosta za- bardzo istotna informacja - niektórzy zdo-
sada pomiaru z rysunku 2 dotyczy przy- byli ją dopiero po wykonaniu bardziej
padku, gdy antena i miernik są uziemione. i mniej udanych prób.
Podczas praktycznych pomiarów zazwy- A teraz kolejna sprawa. Na rysunkach 2
czaj nie ma bezpośredniego połączenia i 3 zaznaczyłem miernik - amperomierz.
Rys. 3 Rzeczywisty obwód przepływu prądu
R
y
s
.
3
R
z
e
c
z
y
w
i
s
t
y
o
b
w
ó
d
p
r
z
e
p
ł
y
w
u
p
r
ą
d
u
miernika z Ziemią. Początkującym elektro- Oczywiście nie będzie to pierwszy lepszy
nikom wydaje się, że prąd płynie od prze- wskazówkowy miernik elektromagnetycz-
W
y
s
t
ę
p
o
w
a
n
i
e
n
a
p
i
ę
c
i
a
wodu do ciała człowieka i... ginie w taje- Występowanie napięcia (zmiennego mię- ny. Używany tu przyrząd musi mieć
mniczych okolicznościach. Prądowe pra- dzy przewodem fazowym a Ziemią) powo- ogromną rezystancję wejściową. Przeko-
p
o
l
a
e
l
e
k
t
r
y
c
z
n
e
g
o
wo Kirchhoffa mówi, że prąd nie może po duje powstanie pola elektrycznego, naj się sam, dlaczego:
p
r
ą
d
u
drodze zginąć. Nie zmienia się więc zasa- i w konsekwencji przepływ prądu przez Jeśli odległość między metalowym
da z rysunku 2 - prąd musi zamknąć się powstałe pojemności. prętem (anteną) a przewodem fazowym
w jakimś obwodzie. Tym razem mamy do Wszyscy, którzy przynajmniej z grubsza jest duża, to pojemność między nimi
czynienia z kilkoma elementami: tak to sobie wyobrażali, mieli znacznie uła- jest niezmiernie mała, wielokrotnie
- anteną pomiarową, twione zadanie, ponieważ nie tylko rozu- mniejsza niż 1pF, i płynący prąd jest bar-
- masą przyrządu pomiarowego mieli sens przeprowadzanych ekspery- dzo, bardzo mały, wielokrotnie mniejszy
- ciałem człowieka, które ogólnie biorąc mentów, ale przede wszystkim potrafili od 1 mikroampera. Jeśli natomiast ante-
przewodzi prąd. wyciągnąć wnioski z uzyskanych wyni- na zostanie umieszczona blisko przewo-
du fazowego, występująca pojemność
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/99 33
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
znacznie wzrośnie i może wynieść na- w układzie Darlingtona
wet 1pF. Nietrudno obliczyć, że (przy na- wzmocnią prąd do war-
pięciu sieci 220V i reaktancji kondensa- tości umożliwiającej
tora równej kilku tysiącom megaomów) różnorodne wykorzy-
pojawi się prąd rzędu 0,1 mikroampera. stanie go. Przykłady
r
y
s
u
n
e
k
6
Może się wydawać, że prąd o wartości pokazuje rysunek 6.
0,1uA jest pomijalnie mały. W rzeczywi- Pokrewnym sposo-
stości to stosunkowo duży prąd. Zau- bem będzie wykorzy-
waż, że już na rezystancji 1M&! spowo- stanie tranzystora polo-
Rys. 7 Układ Michała Kośki
R
y
s
.
7
U
k
ł
a
d
M
i
c
h
a
ł
a
K
o
ś
k
i
duje on powstanie spadku napięcia rów- wego FET lub MO-
nego 0,1V. Ale w rzeczywistości pojem- SFET. wzmocnienie będzie zależeć w dużym
ność między małą antenką a przewo- Przy ogłaszaniu tego zadania wspomina- stopniu od skuteczności cewki-czujnika.
dem będzie znacznie mniejsza, a tym sa- łem o innej możliwości - o wpuszczeniu do Natomiast diodę Zenera należałoby do-
mym występujące prądy będą rzędu na- przewodu  obcego przebiegu o częstotli- brać tak, by dioda LED zapalała się już
noamperów. Aby tak małe prądy wywo- wości znacznie większej niż 50Hz przy niezbyt dużych wartościach indukcji.
łały mierzalny skutek, albo trzeba je (1kHz...500kHz), najlepiej modulowanego, Co dość istotne w praktyce - jasność dio-
wzmocnić, albo po prostu podać na re- i póz
niejszym wykryciu go przez odbiornik dy byłaby proporcjonalna do siły pola ma-
zystancję o bardzo dużej wartości, już dostrojony do tej częstotliwości. Nikt gnetycznego. Wbrew pozorom, w ukła-
nie megaomów, tylko gigaomów, i wte- z uczestników nie zainteresował się bliżej dzie nie jest konieczny prostownik. Dioda
dy zgodnie z prawem Ohma występują- takim systemem. Wszystkie nadesłane LED będzie się zapalać przy dodatnich
ce napięcia będą znaczne, nawet rzędu propozycje i modele opierają się na dwóch połówkach sygnału zmiennego na wyj-
woltów czy dziesiątek woltów. wcześniej opisanych zasadach. ściu.
Nie należy się przesadnie martwić o re- Podobne schematy, różniące się szcze-
zystory o takich wartościach. Jednym ze gółami i również zawierające usterki
R
o
m
a
n
G
ę
b
u
ś
sposobów będzie wykorzystanie wzmac- nadesłali Roman Gębuś z Bzianki, który
niacza operacyjnego. Wejścia takich dodatkowo chce zastosować obwód re-
wzmacniaczy, zwłaszcza w wersjach FET zonansowy ze sztuczną indukcyjnością,
A
d
a
m
P
a
ł
u
b
s
k
i
i CMOS mają ogromną oporność wejścio- Adam Pałubski z Piotrkowa Trybunalskie-
M
a
r
c
i
n
M
a
l
i
c
h
wą, a prądy polaryzacji są rzędu 1pA go oraz Marcin Malich z Wodzisławia Ślą-
(CMOS) do maksimum 1nA. Przy wyko- skiego.
Rys. 6 Wykorzystanie tranzystorów
R
y
s
.
6
W
y
k
o
r
z
y
s
t
a
n
i
e
t
r
a
n
z
y
s
t
o
r
ó
w
rzystaniu takiego Kilku kolegów wpadło na pomysł wyko-
A
l
a
n
wz ma c ni a c z a Prace teoretyczne rzystania czujnika hallotronowego. Alan
B
o
g
u
s
i
e
w
i
c
z
w konfiguracji nie- Spośród prac teoretycznych zdecydo- Bogusiewicz z Opoczna chciałby wyko-
odwracającej - zo- wana większość zawierała propozycje rzystać scalony czujnik zawierający
r
y
s
u
n
e
k
4
bacz rysunek 4 - na- wykorzystania cewki jako czujnika (pola oprócz hallotronu także wzmacniacz
pięcie wyjściowe magnetycznego). Niewielki sygnał i przerzutnik. Elementy takie są używane
będzie zależeć nie z cewki ma być wzmacniany za pomo- w aparaturze przemysłowej i sprzęcie po-
tylko od wzmocnie- cą jednego lub dwóch wzmacniaczy wszechnego użytku jako czujniki zbliże-
r
y
s
u
n
k
u
7
nia wyznaczonego operacyjnych. Na rysunku 7 można zo- niowe. Obawiam się jednak, że czujnik
Rys. 4 Wykorzystanie
R
y
s
.
4
W
y
k
o
r
z
y
s
t
a
n
i
e
wzmacniacza
w
z
m
a
c
n
i
a
c
z
a
przez rezystory R1, baczyć schemat nadesłany przez 13-let- taki będzie miał za małą czułość. Trzeba
nieodwracającego
n
i
e
o
d
w
r
a
c
a
j
ą
c
e
g
o
M
i
c
h
a
ł
a
K
o
ś
k
ę
R2, ale także R3 - niego Michała Kośkę z Częstochowy. byłoby to sprawdzić praktycznie. Cieka-
aby uzyskać jak naj- Sygnał z cewki jest wzmacniany we rozważania nadesłał w dwóch listach
J
a
c
e
k
K
o
n
i
e
c
z
n
y
większe napięcie, w dwustopniowym wzmacniaczu. Jeśli Jacek Konieczny z Poznania. Poniżej
przede wszystkim sygnał jest wystarczająco duży, zapala można zobaczyć fragment drugiego listu:
trzeba zastosować
R3 o jak najwięk-
szej wartości. Na-
tomiast przy wyko-
rzystaniu wzmac-
Rys. 5
R
y
s
.
5
niacza odwracają-
Wykorzystanie
W
y
k
o
r
z
y
s
t
a
n
i
e
r
y
s
u
n
k
u
5
cego według rysunku 5
wzmacniacza
w
z
m
a
c
n
i
a
c
z
a
wielkość sygnału wyj-
odwracającego
o
d
w
r
a
c
a
j
ą
c
e
g
o
ściowego będzie wy-
znaczona jedynie przez wartość rezysto-
ra R1, który także powinien mieć jak naj-
większą oporność.
Znacznie prostszym sposobem jest
użycie najzwyklejszego tranzystora. Jak
się nietrudno zorientować z charaktery-
styki wejściowej, dla napięć w zakresie się dioda LED. Celowo nie podaję war- Próba odcyfrowania tych hieroglifów
0...0,4V obwód baza-emiter tranzystora tości elementów, ponieważ ich wartość wykazała, iż autor przeprowadził interesu-
ma ogromną wartość. W obwodzie wej- należy dobrać po przeprowadzeniu jącą analizę problemu. Zaproponował wy-
ściowym tranzystora popłynie wspo- prób. Poza tym na schemacie brakuje korzystanie po dwóch cewek i hallotro-
mniany maleńki prąd i zostanie on kondensatorów filtrujących zasilanie. nów do stworzenia czujnika różnicowe-
wzmocniony. W praktyce jeden tranzy- Bez nich układ o dużym wzmocnieniu go, a więc kierunkowego. Ponieważ jak
stor nie wystarczy, jednak dwa lub trzy niechybnie się wzbudzi. Wymagane sam napisał na początku, są to rozważa-
34 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/99
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
nia czysto akademickie, wyciągnięte Edward bardzo słusznie proponuje za-
wnioski nie są do końca prawdziwe. Nie- stosowanie wskaz
nika akustycznego za-
mniej idea jest oryginalna, a pomysł za- miast pojedynczego LED-a. W ogóle naj-
stosowania wzmacniacza logarytmujące- lepiej byłoby, gdyby wskaz
nik informował
go - znakomity. Aż prosiłoby się, przepro- jakoś o odległości od z
ródła pola, a wiec
wadzić próby i praktycznie zweryfikować zamiast wskaz
nika typu jest/nie ma nale-
wnioski. Serdecznie zachęcam do tego żałoby zastosować wskaz
nik analogowy.
Jacka i wszystkich innych, którzy ograni- Może to być dioda LED o zmiennej jasno-
czają się do teorii. Od Jacka otrzymuję ści, sygnał akustyczny o zmiennej ampli-
sporo ciekawych pomysłów, jednak tylko tudzie lub częstotliwości, linijka diod LED
na papierze. Tylko praktyczne próby po- czy jakikolwiek miernik.
P
i
o
t
r
a
W
ó
j
t
o
w
i
c
z
a
zwolą zweryfikować te pomysły i poży- Fot. 2 Układ Piotra Wójtowicza
tecznie je wykorzystać.
M
a
r
Do takich samych prób zachęcam Mar-
cina Wiązanię, który tym razem nadesłał
c
i
n
a
W
i
ą
z
a
n
i
ę
trzy schematy. Prosty układ pokazany na
rysunku 8 rokuje nadzieje na sukces.
r
y
s
u
n
k
u
8
Bramka CMOS ma ogromną oporność
wejściową, i o poziomie sygnału na wej-
ściu zadecyduje rezystancja R1. I to bę-
dzie jedyny problem, bowiem powinna
Rys. 9 Schemat z miesięcznika Radio (1)
R
y
s
.
9
S
c
h
e
m
a
t
z
m
i
e
s
i
ę
c
z
n
i
k
a
R
a
d
i
o
(
1
)
ona mieć wartość wielu megaomów.
Drugi zaproponowany układ, z cewką
i układem scalonym CS209A najprawdo-
podobniej będzie miał za małą czułość.
B
a
r
t
o
s
z
a
N
i
ż
n
i
k
a
Fot. 3 Model Bartosza Niżnika
Marcin pisze, że przeprowadził próby
z układem podobnym do trzeciego
z nadesłanych. Trochę mi się to wydaje
dziwne, bo obwody wejściowe trzeciego
układu są ewidentnie błędne - schemat
jako jeden z licznych tego autora pojawi
się niebawem w rubryce  Co tu nie
Rys. 10 Schemat z miesięcznika Radio (2)
R
y
s
.
1
0
S
c
h
e
m
a
t
z
m
i
e
s
i
ę
c
z
n
i
k
a
R
a
d
i
o
(
2
)
gra? .
K
u
b
y
M
i
e
l
c
z
a
r
k
a
Fot. 4 Wykrywacz Kuby Mielczarka
Rys. 8 Układ Marcina Wiązania
R
y
s
.
8
U
k
ł
a
d
M
a
r
c
i
n
a
W
i
ą
z
a
n
i
a
E
d
w
a
r
d
K
r
a
c
h
Wspomniany już Edward Krach oprócz Rozwiązania praktyczne
ciekawych rozważań na temat czujników Otrzymałem sześć modeli wykrywa-
reagujących na składową magnetyczną czy. Co ciekawe, większość z nich pra-
oraz elektryczną pola nadesłał także kse- cuje według drugiej metody - pojemno-
rokopie artykułów z literatury. Dwa po- ściowej. Jedynie dwóch kolegów wyko-
chodzą z radzieckiego Radia, czasopisma nało wykrywacze z cewką wykrywającą
F
o
t
o
g
r
a
f
i
a
1
zasłużenie cieszącego się zaufaniem czy- pole magnetyczne. Fotografia 1 pokazu-
K
l
a
u
d
i
u
s
z
a
W
o
z

n
i
a
k
a
telników. Schematy układów są pokaza- je prościutki model Klaudiusza Woz
niaka
K
r
z
y
s
z
t
o
f
a
K
r
a
s
k
i
Fot. 5 Model Krzysztofa Kraski
r
y
s
u
n
k
a
c
h
9
i
1
0
F
o
t
o
g
r
a
f
i
a
2
ne na rysunkach 9 i 10. Trzeci schemat z Wrocławia. Fotografia 2 przedstawia
również pierwotnie pochodzący ze z
ródła
radzieckiego, przedrukowany  żywcem
w czasopiśmie Elektronik Hobby 5/93 za-
wiera ewidentny błąd - z braku z
ródła nie
jestem w stanie stwierdzić, czy błąd po-
chodzi z oryginału, czy co bardziej praw-
dopodobne, wkradł się podczas przeryso-
wywania schematu do polskiego czasopi-
sma. Poza tym schemat ma wartość mu-
zealną, ponieważ jest zrealizowany na ar-
chaicznych tranzystorach M 39...42.
K
l
a
u
d
i
u
s
z
a
W
o
z

n
i
a
k
a
D
a
r
i
u
s
z
a
K
n
u
l
l
a
Fot. 1 Model Klaudiusza Woz
niaka Fot. 6 Układ Dariusza Knulla
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/99 35
Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
P
i
o
nieporównanie bardziej czuły model Pio-
tra Wójtowicza z Wólki Bodzechowskiej
t
r
a
W
ó
j
t
o
w
i
c
z
a
zrealizowany z kostkami uA741
i LM386. Oba wykrywają przewody wte-
dy, gdy płynie w nich prąd.
Pozostałe nie wymagają włączenia ob-
ciążenia, tylko obecności napięcia w ka-
blu, a dodatkowo mogą służyć do wykry-
wania przerwy w żyle kabla.
Fotografia 3 pokazuje prosty model
F
o
t
o
g
r
a
f
i
a
3
autorstwa Bartosza Niżnika z Puław,
z jedną kostką LM324. Fotografia 4
K
u
b
y
M
i
e
l
c
z
a
r
k
a
przedstawia model Kuby Mielczarka
z Woli Małej. Kuba zastosował na wej-
ściu 3 tranzystory w układzie modyfiko-
wanego Darlingtona, a w roli elementu
wykonawczego, membranę piezo stero-
F
o
t
o
g
r
a
f
i
a
5
wana kostką 555. Fotografia 5 prezentu-
Rys. 11 Układ Dariusza Knulla
R
y
s
.
1
1
U
k
ł
a
d
D
a
r
i
u
s
z
a
K
n
u
l
l
a
K
r
z
y
s
z
t
o
f
a
K
r
a
s
k
i
je model Krzysztofa Kraski z Przemyśla. py zaułek; niestety wielu wchodzi weń
Krzysztof również zastosował na wej-  kondensatora z rysunku 2. Czy tak i nie potrafi się wycofać. Z kolei sama
ściu dwa tranzystory, a wskaz
nikiem jest za sprawą wilgoci, czy materiału praktyka to częstokroć wyważanie
jest linijka diod LED z kostką AN6884. ścian, to inna sprawa. W każdym razie otwartych drzwi. Co prawda po latach
Fotografia 6 pokazuje model Dariusza taka nieco przewodząca ściana zakłóca zdobyte doświadczenie ogromnie pro-
F
o
t
o
g
r
a
f
i
a
6
D
a
r
i
u
s
z
a
Knulla z Zabrza. Po licznych próbach działanie czujników pojemnościowych centuje, jednak lepiej zostać dobrym
K
n
u
l
l
a
i trochę przypadkiem Dariusz zaprojekto- i lokalizacja przewodu jest utrudniona konstruktorem korzystając z teorii, do-
wał interesujący układ wzmacniacza a w niektórych przypadkach wręcz nie- świadczeń innych, dodając do tego wła-
o bardzo dużej rezystancji wejściowej, możliwa - zbliżenie anteny do sciany sne próby i eksperymenty. Właśnie dla-
nie używając rezystorów o wielkich war- w którymkolwiek punkcie powoduje za- tego w EdW jest stosunkowo dużo ma-
tościach. Nie wykorzystał do tego celu działanie wskaz
nika. Nie jest to jednak teriału edukacyjnego. I tyle dygresji.
układu podciągającego znanego jako bo- wina układu, tylko dodatkowa obiektyw- Nagrody otrzymają także pozostali ko-
K
l
a
u
d
i
u
s
z
otstrap, tylko zastosował wzmacniacz na okoliczność. ledzy, którzy nadesłali modele: Klaudiusz
W
o
z

n
i
a
k
K
u
b
a
M
i
e
l
c
z
a
r
e
k
z obwodem okresowego zerowania. Dlatego wszyscy, którzy zechcą wyko- Woz
niak z Wrocławia, Kuba Mielczarek
r
y
s
u
n
B
a
r
t
o
s
z
N
i
ż
n
i
k
Schemat układu pokazany jest na rysun- rzystać przedstawione właśnie informa- z A
ańcuta i Bartosz Niżnik z Puław.
ku 11. Co pewien czas wejście wzmac- cje, powinni uwzględnić i ten czynnik. Doceniam fakt, że znaczna liczba mo-
k
u
1
1
niacza operacyjnego jest zwierane do Warto rozważyć, czy optymalny nie był- deli posiada obudowę i jest gotowa do
sztucznej masy przez klucz 4066. Gdy by przyrząd wykrywający zarówno skła- wykorzystania w praktyce.
klucz jest rozwarty, wejście wzmacnia- dową indukcyjną, jak i pojemnościową. Jak wspomniałem, część puli nagród
cza praktycznie wisi w powietrzu. Niewiele to skomplikuje układ, a da do- otrzymają koledzy, którzy nadesłali jedy-
W tym czasie rezystancja widziana mię- datkowe możliwości. Zachęcam wiec do nie rozwiązania na papierze. Spośród
dzy anteną-czujnikiem a masą jest dalszych prób praktycznych. prac teoretycznych na nagrody i upomin-
M
i
c
h
a
ł
K
o
ś
k
a
ogromna, wyznaczona przez rezystancję ki zasługują: Michał Kośka z Częstocho-
R
o
m
a
n
G
ę
b
u
ś
E
d
w
a
r
d
otwartego klucza i rezystancję wejścio- Uwagi końcowe wy, Roman Gębuś z Bzianki i Edward
K
r
a
c
h
wą wzmacniacza operacyjnego. Wska- Gratuluję wszystkim, którzy zmierzyli Krach z Ostrowca Św.
z
nikiem są słuchawki i jest to znakomity się z tym niełatwym zadaniem! Spośród Czołówkę uczestników, którzy po tym
pomysł. Dziwna może się wydawać de- modeli najwyżej oceniłem wykrywacze zadaniu mają najwięcej punktów, znaj-
D
a
r
i
u
s
z
a
K
n
u
l
l
a
P
i
o
t
r
a
W
ó
j
t
o
cyzja pracy generatora taktującego przy Dariusza Knulla z Zabrza, Piotra Wójto- dziecie w tabeli. Punktacja uwzględnia
w
i
c
z
a
K
r
z
y
częstotliwościach ponadakustycznych. wicza z Wólki Bodzechowskiej i Krzy- oryginalność pomysłu, możliwość i celo-
s
z
t
o
f
a
K
r
a
s
k
i
Po próbach Dariusz podjął taką właśnie sztofa Kraski z Przemyśla. Zwłaszcza wość praktycznej realizacji, jak również
decyzję. Dariusz doszedł do bardzo ciekawego wiek i możliwości autora. Zwróćcie uwa-
Sprawdziłem wszystkie modele poka- układu końcowego. I tu nasuwa mi się gę, że za dwoma pierwszymi na liście
zane na fotografiach. Generalnie wszy- istotna dygresja. Dariusz, jak zresztą ukształtowała się spora grupa, mająca
stkie pracują, jednak ich czułość jest róż- sam kiedyś napisał w liście, jest stupro- zbliżoną ilość punktów. Piotrowi Wójto-
na, w kilku przypadkach za niska. Okaza- centowym praktykiem. Zadanie 41 chy- wiczowi, wchodzącemu w skład tej gru-
ło się, że wszystkie dobrze zdają egza- ba przekonało nie tylko jego, iż warto py dodatkowo zaliczyłem dwa punkty za
min przy wykrywaniu kabla umieszczo- mieć także wiedzę teoretyczną, żeby nie rozwiązanie poprzedniego zadania - wy-
nego w powietrzu. Gorzej przy wykry- szukać po omacku. Wydaje się na przy- ciszacz muzyki z kostką NE572. Nade-
waniu kabli w ścianach. W grę wchodzi kład, że wkuwana w szkole reguła pra- słał je mianowicie w kopercie, na której
nie tylko czułość. Czujniki z cewką wy- wej dłoni czy reguła lewej dłoni to bez- umieścił dopisek  Szkoła 41 i list trafił
magają włączenia obciążenia (konieczny wartościowa teoria. Sam pamiętam, ja- do pudełka z rozwiązaniami zadania 41,
przepływ prądu), ale i to nie jest najwięk- kim gestem i miną parodiowaliśmy re- a nie 40. Cóż, zdarza się...
szy problem. Czujniki pojemnościowe gułę lewej dłoni. I nagle przy okazji takie- Pozdrawiam wszystkich uczestników
też nie pracowały idealnie. Okazało się go jak to zadania okazuje się, że to wszy- i sympatyków Szkoły. Serdecznie zachę-
bowiem, że częstokroć ściana nie jest stko ma sens praktyczny. Właśnie har- cam do spróbowania sił w kolejnych za-
dobrym izolatorem i troszkę przewodzi. monijne połączenie teorii i praktyki daje daniach.
W
a
s
z
I
n
s
t
r
u
k
t
o
r
Rezystancja jest wprawdzie bardzo du- najlepsze rezultaty i pozwoli zaoszczę- Wasz Instruktor
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
ża, jednak porównywalna z reaktancją dzić mnóstwo czasu. Sama teoria to śle- Piotr Górecki
36 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/99