SZK.KONSTR.EDW.7-2006.pdf

Każdy Czytelnik Elektroniki dla Wszystkich może nadesłać rozwiązane jednego, dwch lub wszystkich trzech

zadań Szkoły z danego numeru. Rozwiązania można nadsyłać zwykłą pocztą albo mailem.

Paczki z modelami i koperty zawsze adresujcie: AVT - EdW ul. Burleska 9 01-939 Warszawa

i koniecznie podawajcie na kopercie czy paczce zawartość, np. Szko125, Jak7, NieGra125, #7, itd.

Osoby, ktre nadsyłają rozwiązanie e-mailem, powinny wysłać je na adres: szkola@elportal.pl

(szkola, a nie szkoła). W tytule maila i w nazwach wszystkich załącznikw oprcz nazwy konkursu

i numeru zadania umieśćcie także nazwisko (najlepiej bez typowo polskich liter), na przykład: Szko121Kowalski ,

Policz121Zielinski , NieGra121Malinowski , Jak3Krzyzanowski .

Regularnie potwierdzam otrzymanie wszystkich e-maili kierowanych na adres szkola@elportal.pl. Jeśli więc w terminie kilku dni

po wysłaniu maila do Szkoły nie otrzymacie mojego potwierdzenia, prześlijcie pliki jeszcze raz (do skutku).

Bardzo proszę wszystkich uczestnikw, także osoby nadsyłające prace e-mailem, żeby podawały imię, nazwisko, adres zamieszkania

oraz wiek . Jest to pomocne przy opracowywaniu rozwiązań, ocenie prac oraz wysyłce upominkw i nagrd. Jeśli na łamach czasopisma

nie chcecie ujawniać swoich danych Î napiszcie, a zachowam dyskrecję, podając tylko imię i pierwszą literę nazwiska, ewentualnie

miejscowość zamieszkania.

Jeśli nadsyłacie model, zawsze dołączajcie własnoręcznie podpisane i opatrzone datą oświadczenie:

Ja, niżej podpisany, oświadczam, że projekt/artykuł pt.: ÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈÈ,

ktry przesyłam do redakcji Elektroniki dla Wszystkich, jest moim osobistym opracowaniem i nie był wcześniej nigdzie publikowany.

Mam też prośbę dotyczącą schematw: na schematach podawajcie wartości elementw, a dodatkowo dołączcie Wykaz elementw

w postaci pliku tekstowego .

Policz 125

Trzecia klasa Szko ł y Konstruktorēw

W marcu otworzyliśmy trzecią klasę naszej

Szkoły Konstruktorw. W jej ramach kolejny

raz otrzymujecie zadanie do rozwiązania i po

raz pierwszy już w tym numerze dość dokład-

nie omwione są zarwno szczegły proble-

mu, jak i nadesłane rozwiązania zadania

Policz121 . Za jakiś czas ujednolicimy Szkołę

i razem będą rozwiązywane wszystkie trzy

zadania o tym samym numerze.

Zgodnie z obietnicą, w trzeciej klasie nie

będziemy przeprowadzać typowo akademic-

kich rozważań i roztrząsać wszystkich szcze-

głw. W jej ramach zajmujemy się przykła-

dami praktycznych obliczeń . Zasadniczo są to

najprostsze obliczenia, z jakimi mamy do czy-

nienia na co dzień. Przy okazji jest to też

praktyczna nauka korzystania z kart katalogo-

wych, dlatego niekiedy zagłębimy się także

w szczegły, żeby pokazać, jakie jest prak-

tyczne znaczenie niektrych parametrw.

Przykład znajdziecie właśnie w rozwiązaniu

zadania 121, gdzie obszernie omwione są

liczne szczegły, ale absolutnie nie wszystkie.

I tu chciałbym od razu uspokoić wielu z Was:

rozwiązania następnych zadań będą krtsze

i prostsze Î nie obawiajcie się więc nadsyłać

prostych rozwiązań, ktre może nie dotykają

wszystkich szczegłw.

Przedstawiona dalej analiza rozwiązań

zadania Policz121 powinna jednak stać się

kubkiem zimnej wody na rozpalone głowy

zarwno niepoprawnych teoretykw, ktrzy

Budujemy prościutką przystawkę do pomia-

ru prądw stałych. Wykorzystamy połwkę

popularnego wzmacniacza operacyjnego

LM358. Ponieważ zależy nam na małym

spadku napięcia na rezystorze pomiarowym,

wzmocnienie musi wynosić 40dB. Wzmoc-

nione napięcie będzie mierzone popularnym

cyfrowym woltomierzem (multimetrem) na

zakresie 2V, a może nawet 200mV. Zapro-

jektuj prosty układ takiego wzmacniacza

według idei z rysunku A . Wartość rezystora

pomiarowego Rx jest nieistotna Î będzie

wynosić 1Ω lub mniej. Należy podać schemat

i wartości elementw bloku zaznaczonego

kolorem niebieskim. Jeśli ktoś uzna to za

potrzebne, może wykorzystać drugą połwkę

układu scalonego LM358 Î można przyjąć,

że obie mają identyczne wszystkie parametry.

W żadnym wypadku nie chodzi o ekspe-

rymentalne dobranie elementw układu ani

o odszukanie w literaturze podobnego roz-

wiązania, tylko o samodzielne obliczenie

wartości elementw. Dlatego w rozwiązaniu

należy podać:

1. schemat układu

2. wartości elementw

ale dobrze byłoby także:

3. zwięźle wyjaśnić, dlaczego wartości ele-

mentw są takie, a nie inne.

Rozwiązania powinny być możliwie

krtkie, ale ważne jest, by podać wyjaśnie-

Rys. A

nie, dotyczące przyjętych wartości elemen-

tw. Najlepiej, gdyby praca zawierała

zwięzły opis przebiegu obliczeń.

Kartę katalogową LM358 można bez

trudu znaleźć w Internecie, na przykład pod

adresem: www.elenota.pl

Nagrodami będą kity AVT lub książki.

Jestem przekonany, że potraktujecie tę trze-

cią klasę nie tyle jako okazję do zdobycia

upominkw, ale przede wszystkim sposob-

ność do nauki i pogłębiania wiedzy. Wszyst-

kie rozwiązania nadsyłane w terminie 60 dni

od ukazania się tego numeru EdW powinny

mieć dopisek Policz125 (na kopercie,

a w tytule maila dodatkowo nazwisko, np.:

Policz125Szulc ). Z uwagi na specyfikę zada-

nia, bardzo proszę o podawanie swojego

wielu oraz miejsca nauki czy pracy.

Zapraszam do rozwiązania tego zadania

zarwno początkujących, jak i doświadczo-

nych elektronikw ! Można też jeszcze nad-

syłać rozwiązania zadania Policz124 z po-

przedniego miesiąca.

Elektronika dla Wszystkich

Szkoła Konstruktorw

nie mieli w ręku lutownicy, jak też zapaleń-

cw, ktrzy ámyślą lutownicąÑ i ktrzy

z kolei nigdy w życiu nie przeprowadzili

jakichkolwiek obliczeń, błędnie sądząc, że

wszystko można sprawdzić eksperymental-

nie. Dobry konstruktor musi nie tylko umieć

policzyć wartości elementw na podstawie

parametrw typowych, średnich, ale też

uwzględnić rozrzut elementw oraz mieć

świadomość, gdzie tkwią głwne źrdła błę-

dw i potencjalne pułapki oraz jakie elementy

są dostępne, by takie zastosować.

metru regulacyjnego. A oto szczegły.

Większość uczestnikw słusznie przyjęła

schemat jak na rysunku B . Stabilizator

LM317, jak praktycznie wszystkie stabilizato-

ry trzykońcwkowe, podczas pracy utrzymuje

między końcwką wyjściową Out(put) a koń-

cwką Adj(ust) napięcie odniesienia Uref o

wartości nominalnej 1,25V. Na rezystorze R1

zawsze będzie więc wtedy występować napię-

cie rwne napięciu odniesienia, więc przez re-

zystor ten będzie płynął prąd I R1 = Uref / R1

prądzie dzielnika

około 1,25mA,

typowa wartość

prądu Iadj rwna

0,05mA to tylko

4% prądu dzielni-

ka. Wartość mak-

symalna Iadj

0,1mA to dalsze 4 %. Czyli wpływ prądu Iadj

na napięcie wyjściowe będzie w sumie nie-

wielki, kilkuprocentowy. Przy większym prą-

dzie dzielnika wpływ rozrzutu wartości

prądu Iadj jest procentowo jeszcze mniej-

szy. Natomiast przy małej wartości prądu

I R1 procentowy wpływ zmian prądu Iadj

będzie większy, co jest niekorzystne. Pat-

rząc z tego punktu widzenia, prąd I R1 nie

powinien być mniejszy niż 1mA, czyli R1

nie większy niż 1,25kΩ.

Po drugie, ważniejsze, chodzi o zasi-

lacz warsztatowy, ktry z racji swej roli częs-

to nie będzie niczym obciążony. Tymczasem

jak wynika z katalogu, minimalny prąd obcią-

żenia tego układu scalonego to typowo

3,5mA. Problem w tym, że jeśli prąd obciąże-

nia będzie mniejszy, stabilizator o takim sche-

macie wewnętrznym nie będzie mgł prawid-

łowo pracować i napięcie na wyjściu będzie

rosło ponad obliczone wartości. W efekcie nie

uda się uzyskać na nieobciążonym wyjściu

wymaganego w zadaniu napięcia 1,25V. Trze-

ba więc zapewnić, by w każdych warunkach

przez stabilizator płynął prąd o odpowiedniej

wielkości.

Przy braku obciążenia zewnętrznego, prą-

dem obciążenia będzie prąd płynący przez R1

i dalej do masy. Wartość rezystora R1 wyzna-

cza też minimalny prąd obciążenia, ktry nie

powinien być mniejszy niż 3,5mA, a więc:

R1 ≤ Uref / 3,5mA

w praktyce: R1 ≤ 1,25V / 3,5mA = 357Ω

Niektrzy producenci proponują R1 o war-

tości 360Ω, ale inni 240Ω, co zapewnia mini-

malny prąd obciążenia:

I1 = 1,25V / 240Ω = 5,2mA

W niektrych źrdłach zaleca się wartość

R1=120Ω, co z kolei gwarantuje minimalny

prąd obciążenia ponad 10mA.

Hobbysta wykonujący zasilacz dla siebie

może zastosować R1 o wartości 240ΩÈ

360Ω, a potem sprawdzić, czy pod obciąże-

niem napięcie wyjściowe nie spada znacząco.

Wtedy wartość rezystora R2, ktry oczywiś-

cie ma być potencjometrem, wyniesie od

19*240Ω=4,56kΩ

do 19*360Ω=6,84kΩ

Problem w tym, że potencjometry mają

wartości nominalne według szeregu E3

(1-2,2-4,7 albo 1-2-5). Nie ma co szukać

potencjometru 6,8kΩ. W grę wchodzi jedynie

potencjometr o wartości nominalnej 4,7kΩ

albo 5kΩ, ewentualnie 2,2kΩ i 2kΩ z rezys-

torem R1=120Ω.

I dla przeciętnego hobbysty takie oblicze-

nia są absolutnie wystarczające, a układ

Rys. D

Rozwiązanie zadania

Policz 121

W EdW 3/2004 przedstawione było pierwsze

zadanie, ktre brzmiało: Zaprojektuj prosty

stabilizator warsztatowy z układem LM317

według uproszczonego rysunku A . Napięcie

wyjściowe ma być regulowane potencjomet-

rem w zakresie 1,25VÈ25,0V. Zakładamy,

że transformator, mostek i kondensator filtru

są prawidłowo dobrane, więc należy jedynie

podać schemat i wartości elementw bloku

zaznaczonego kolorem niebieskim. Zadanie

w sumie jest łatwe i polega na dobraniu

do układu LM317 rezystora(-w) i potencjo-

metru(-w) o takich wartościach, żeby na

pewno udało się ustawić na wyjściu napięcie

w granicach 1,25VÈ25,0V. Chodzi o prosty

zasilacz przeznaczony do warsztatu, więc bę-

dzie on wykorzystywany rozmaicie, a pobr

prądu z zasilacza będzie się zmieniał w grani-

cach 0È0,5A (ale nie jest potrzebny żaden

ogranicznik prądu) .

Rys. B

Prąd ten popłynie dalej do masy przez rezys-

tor R2, wywołując na nim spadek napięcia.

Czym większa będzie wartość R2, tym

wyższe więc będzie napięcie wyjściowe stabi-

lizatora. Stosując w roli R2 potencjometr i

zmieniając jego wartość R2 od zera do jakiejś

wartości maksymalnej, uzyskamy potrzebny

zakres regulacji, czyli 1,25V È 25,0V. Aby

więc mieć na wyjściu napięcie 25V, trzeba

zastosować potencjometr o takiej wartości,

żeby spadek napięcia na jego pełnej rezystancji

wynisł 23,75V. W szereg z potencjometrem

R2 nie może być włączony dodatkowy rezystor,

bo uniemożliwi on uzyskanie napięcia 1,25V.

Rozwiązania naj-

prostsze . Dla nominalnej

wartości napięcia odnie-

sienia rwnej 1,25V

i przy zaniedbaniu prądu

wypływającego z koń-

cwki Adj obliczenia są

bardzo proste, ponieważ

zakładamy, iż I R1 = I R2 ,

więc analizujemy dzielnik według rysunku

C . Pominięcie prądu Iadj sugeruje nawet karta

katalogowa. Wtedy:

U R2 = I R2 * R2 = I R1 * R2 = (Uref / R1) * R2

= Uref * (R2/R1)

a stąd po przekształceniu obliczamy wartość

R2:

R2 = (U R2 / Uref) * R1

a więc: R2 = (23,75V /1,25V) * R1

R2 = 19*R1

Teoretycznie możemy zastosować dowol-

ne wartości spełniające warunek R2 = 19*R1.

W praktyce trzeba wziąć pod uwagę co

najmniej dwa czynniki.

Po pierwsze, nie należy zanadto zwiększać

wartości R1 i R2. Prąd wypływający z koń-

cwki ADJ, wynoszący typowo 50uA, ma-

ksymalnie 0,1mA, ktry zgodnie z rysun-

kiem D dodaje się do prądu I R1 , powinien być

wielokrotnie mniejszy od prądu płynącego

przez dzielnik (czyli od prądu I R1 ). Przykłado-

wo przy rezystancji R1 rzędu 1kΩ, czyli przy

Rys. A

Rys. C

Nadeszło zaskakująco dużo rozwiązań,

ktre należy podzielić na co najmniej dwie

grupy.

Do jednej grupy zaliczyłem najprostsze

obliczenia, nieuwzględniające ani prądu koń-

cwki Adj (Iadj), ani rozrzutu elementw.

Takie rozwiązania są wystarczające dla ogłu

hobbystw, ktrzy budują jeden egzemplarz

urządzenia dla własnych celw.

Druga grupa to rozwiązania uwzględniają-

ce wpływ prądu Iadj oraz zawierające pełniej-

sze obliczenia, obejmujące tolerancję elemen-

tw oraz rozrzut wartości napięcia odniesie-

nia stabilizatora.

Oddzielna sprawa to świadomość proble-

mu prądu minimalnego. Znaczna część

uczestnikw nawet nie wspomniała o tym

ograniczeniu. Niektrzy zaproponowali re-

zystory o zbyt dużej rezystancji, a inni świa-

domie czy nie, o prawidłowej niedużej war-

tości. Nikt nie zwrcił jednak uwagi na prob-

lem mocy strat i tolerancji użytego potencjo-

Elektronika dla Wszystkich

Szkoła Konstruktorw

samego stabilizatora może wyglądać jak na

rysunku E . Minus mogą sobie postawić ci

uczestnicy, ktrzy zaproponowali wartości

potencjometru większe niż 4,7kΩ lub 5kΩ,

albo też wartości niespotykane w praktyce, na

przykład 6,8kΩ, 4kΩ czy 4,3kΩ. Trzeba

mocno stać na ziemi i pamiętać o tym, co

mamy do dyspozycji.

ale nie oczekujcie, że wszystko będziemy

publikować.

Jeśli więc omawiany zasilacz miałby być

projektem w EdW, na wszelki wypadek nale-

żałoby zapewnić minimalny prąd obciążenia

co najmniej 10mA. Najprościej zrobić to,

zmniejszając R1 do 120Ω. Wtedy jednak

potencjometr R2 musiałby mieć oporność

2kΩ lub 2,2kΩ. Ten prosty, na pozr znako-

mity sposb niesie jednak kolejne niebezpie-

czeństwo, o ktrym nikt z uczestnikw nie

wspomniał.

Otż na potencjometrze wystąpi w skraj-

nym przypadku napięcie 23,75V, co oznacza,

iż przy oporności 2,2kΩ wydzieli się w nim

0,256 wata mocy. Tymczasem wiele potencjo-

metrw ma obciążalność tylko 0,1W albo

nawet 0,05W! Świadomy konstruktor powi-

nien pomyśleć i o tym. Jeśli zażąda użycia

potencjometru o obciążalności powyżej

0,25W, znacząco utrudni zadanie innym, bo

obecnie potencjometry o większej mocy

są coraz rzadziej używane. Chyba że przemil-

czy problem z przekonaniem, iż przy takiej

mocy potencjometr nie powinien się spalić,

a zmniejszenie niezawodności czyjegoś zasi-

lacza nic go nie obchodzi.

Aby definitywnie rozwiązać problem, albo

trzeba znacznie rozbudować układ i zamiast

jednego potencjometru 2,2kΩ o podwyższo-

nej mocy wstawić bardziej rozbudowany blok

regulacyjny z potencjometrem małej mocy,

albo pozostając przy potencjometrze 4,7kΩ

czy nawet 10kΩ, dodać obwd wstępnego

obciążenia wyjścia. Nie jest jednak dobrym

rozwiązaniem zastosowanie w roli takiego

obciążenia rezystora między wyjściem

a masą. Problem w tym, że problem minimal-

nego obciążenia wyjścia jest najostrzejszy

przy najmniejszym napięciu wyjściowym, jak

pokazuje stosowna charakterystyka z katalo-

gowego rysunku F . Nie trzeba jednak kon-

struować bloku o ujemnej rezystancji, gdzie

prąd zmniejsza się przy zwiększaniu napięcia

wyjściowego, albo lustra prądowego o prą-

dzie odwrotnie proporcjonalnym do napięcia

wyjściowego, a wprost proporcjonalnym do

napięcia na stabilizatorze, według rysunku

G . Wystarczy, że takie dodatkowe wstępne

obciążenie będzie jakąś prostą odmianą źrd-

ła prądowego. W rozwiązaniu z rysunku H

stabilność prądu lustra prądowego nie ma żad-

nego znaczenia, podobnie jak w przykładzie ze

źrdłem prądowym według rysunku J . Nieco

inaczej w najoszczędniejszym układzie z ry-

sunku K , gdzie zmiany prądu bazy T1 będą

wpływać na prąd płynący przez R2, a tym

samym na napięcie wyjściowe. Zmiany prądu

bazy będą wynikać ze zmian temperatury Î

temperatura ma wpływ na wzmocnienie prą-

dowe i na wartość napięcia U BE . Z uwagi na

duże wzmocnienie prądowe T1, ponad 100,

zmiany te będą jednak znikome w porwna-

niu z prądem płynącym przez R1 i można je

spokojnie pominąć. Jednak w precyzyjnym

zasilaczu laboratoryjnym należałoby przyj-

rzeć się temu szczegłowi dokładniej albo

wykorzystać ideę według rysunku G, H lub J.

Należy też koniecznie przeanalizować

problem rozrzutu parametrw, czyli tolerancji

elementw. W programach symulacyjnych są

odpowiednie procedury do takich obliczeń,

m.in. według metody Monte Carlo. Przy pro-

jektowaniu prostego zasilacza warsztatowego

nie trzeba przeprowadzać takich symulacji.

Wystarczy z grubsza oszacować rozmiary

problemu. Otż napięcie odniesienia o war-

tości nominalnej 1,25V tak naprawdę może

mieć wartość w zakresie 1,2V È 1,3V, czyli

jego tolerancja wynosi mniej więcej ±4%.

Popularne rezystory mają tolerancję ±5%.

Rys. E

Rozwiązania zaawansowane

Może się jednak zdarzyć, że zasilacz zapro-

jektowany według wcześniejszego rozumo-

wania nie spełni pokładanych w nim nadziei.

Być może maksymalne napięcie wyjściowe

będzie za niskie albo bez obciążenia napięcie

wyjściowe będzie dużo wyższe niż pod obcią-

żeniem. Otż większość producentw podaje,

że typowo minimalny prąd obciążenia układu

scalonego to 3,5mA przy rżnicy napięć wej-

ście-wyjście rwnej czy bliskiej 40V. Jedno-

cześnie gwarantowana wartość to 10mA.

Oznacza to, że mogą zdarzyć się egzemplarze

LM317, ktre przy prądzie 3,5 czy nawet

5mA nie będą poprawnie pracować przy usta-

wieniu na wyjściu najniższego napięcia.

Trudno ocenić szansę, że tak będzie, bo zale-

ży to m.in. od doskonałości technologii pro-

dukcji stosowanej przez danego producenta.

Amator może założyć, że tak nie będzie, a gdy

się jednak zdarzy, wtedy będzie się martwił

albo wykorzysta inny egzemplarz kostki. Jed-

nak prawdziwy konstruktor, projektując

urządzenie, ktre ma być powielane w wielu

egzemplarzach, musi uwzględnić najgorszy

przypadek .

Dotyczy to też każdego projektu przysyła-

nego do publikacji w EdW, zwłaszcza gdy

miałby być do niego kit Î zestaw elementw.

Nie można kierować się wartością typową,

tylko koniecznie trzeba uwzględnić najgorszy

przypadek. Niestety, niektrzy młodzi Czytel-

nicy nawet nie zdają sobie sprawy z proble-

mu, a jednocześnie są zbyt pewni siebie

i uważają, że jeśli ich model zadziałał, to już

nie ma żadnego problemu.

Otż problem jest, i to czasem dość

poważny, a młodziutki ákonstruktorÑ nie ma

o nim bladego pojęcia. Te słowa i zachętę:

áwięcej skromnościÑ, kieruję do tych nastolat-

kw, ktrzy uważają, iż po przeczytaniu kilku

książek i po lekturze kilkunastu numerw

EdW są świetnymi elektronikami i że powin-

niśmy bez zastrzeżeń publikować ich projekty

czy artykuły w EdW. Kochani, prawdziwym

konstruktorem zostaje się po latach nauki

i eksperymentw! Przysyłajcie więc modele

jako rozwiązania głwnego zadania Szkoły,

Rys. G

Rys. H

Rys. J

Rys. F

Rys. K

Elektronika dla Wszystkich

Szkoła Konstruktorw

Największym źrdłem niepewności będzie

R2, bo zapewne będzie zwykłym, węglowym

potencjometrem o tolerancji ±20%, a do tego

o słabej stabilności cieplnej.

Nie ma natomiast potrzeby szczegłowego

zajmowania się prądem Iadj, wypływającym

z końcwki ADJ, płynącym przez R2 i zwięk-

szającym spadek napięcia na nim. Owszem,

ma on pewien wpływ, jednak zgodnie z kata-

logiem prąd Iadj ma wartość co najwyżej

0,1mA. Natomiast przez dzielnik R1, R2 pły-

nie prąd rzędu 5mA. Prąd Iadj stanowi więc

co najwyżej 2% prądu dzielnika i można go

spokojnie pominąć, bo inne odchyłki są

znacznie większe.

Ściślej biorąc, należałoby zastanowić się

nie tyle nad wartością prądu Iadj, tylko jego

ewentualnymi zmianami (głwnie pod wpły-

wem temperatury), ktre według katalogu

typowo wynoszą 0,2uA, a maksymalnie 5uA.

Niemniej zmiana prądu Iad nawet o 5uA jest

do pominięcia, bo stanowi tylko 0,1% prądu

dzielnika, więc wprowadzi odchyłkę co naj-

wyżej 0,1%. Taką lub większą odchyłkę mogą

też wprowadzić zmiany rezystancji zwykłego,

węglowego potencjometru. Jeśli ma to być

zasilacz warsztatowy, można pozostać przy

tanim potencjometrze węglowym. W zasila-

czu laboratoryjnym należałoby zastosować

lepszy potencjometr: albo cermetowy, albo

drutowy, najlepiej wieloobrotowy, albo ewen-

tualnie ze ścieżką oporową z tworzywa

sztucznego.

W każdym razie w zasilaczu warsztato-

wym szczegłowe obliczenia tolerancji

wszystkich elementw nie są niezbędne. Jed-

nak już na pierw-

szy rzut oka wi-

dać, że niestety

przy niekorzyst-

nym zbiegu oko-

liczności należy li-

czyć się z odchy-

łką prawie 30% od

idealnej wartości

wyliczonej. Tym-

czasem w zadaniu

było wyraźnie

powiedziane,

á żeby na pewno

udało się ustawić

na wyjściu napię-

cie w granicach

1,25V È 25,0VÑ .

Bez wgłębiania się w szczegły, nasuwa się

podstawowy wniosek: jeśli układ ma być

zaprojektowany porządnie, a nie po party-

zancku, trzeba przewidzieć dodatkowy punkt

regulacji, by przy najbardziej niekorzystnej

kombinacji odchyłek parametrw elementw

osiągnąć założone najwyższe napięcie 25,0V.

Aby zagwarantować uzyskanie maksymalne-

go napięcia 25,0V, można zastosować dobie-

raną indywidualnie dodatkową rezystancję Rx

o dużej wartości, włączoną rwnolegle z po-

tencjometrem według rysunku L , ale taka

dodatkowa rezystancja będzie zmieniać cha-

rakterystykę potencjometru, co będzie nieko-

rzystne, na przykład gdyby pokrętło miało

być wyskalowane. Lepszy jest sposb z ry-

sunku M , gdzie dodatkowy potencjometr

montażowy PR1 posłuży do ustawienia mak-

symalnej wartości rwnej dokładnie 25,0V.

Nie chodzi jedynie o precyzyjne ustawienie

maksymalnego napięcia 25,0V, ale też

o umożliwienie uzyskania tego napięcia przy

niekorzystnym rozrzucie elementw. Jeśli

chcemy uzyskać regulację w grani-

cach 30%, by w każdym przypadku

skorygować rozrzut elementw,

połowa rezystancji potencjometru

powinna wynosić mniej więcej

30% obliczonej teoretycznie war-

tości rezystora R1 (czyli PR1 powi-

nien mieć około 60% wyliczonej

wartości R1), a wartość rezystora

R1a powinna wynosić około 70%

wyliczonej wartości R1, jak poka-

zuje rysunek M. Zwykły węglowy

ápeerekÑ PR1 nieco pogorszy sta-

bilność cieplną, co jednak w zasila-

czu warsztatowym jest do przyję-

cia. W laboratoryjnym należałoby

zastosować montażowy potencjo-

metr cermetowy lub lepiej wieloobrotowy

helitrim.

Na koniec należy też wspomnieć, że może-

my trafić na egzemplarz stabilizatora z napię-

ciem odniesienia nieco wyższym niż 1,25V Î

wtedy niemożliwe będzie uzyskanie wymaga-

nego w zadaniu napięcia wyjściowego 1,25V.

Jednak taką drobną rżnicę, rzędu co najwy-

żej 50 miliwoltw, możemy pominąć i osta-

tecznie pozostać przy prostszych wersjach.

Potencjometr P2 dla wygody mgłby mieć

bodaj najpopularniejszą wartość 10kΩ,

a układ mgłby wyglądać jak na rysunku N .

Z uwagi na poprawę parametrw przy wyż-

szych częstotliwościach warto dodać

nie tylko kondensator C2 na wyjściu,

ale też dodatkowo C3. Nie są

konieczne natomiast dwie diody,

zaznaczone w niektrych katalogach,

ewentualnie można dodać jedną, mię-

dzy dodatnią końcwką kondensatora

C3 a dodatnią końcwką wyjściową

(zaznaczona linią przerywaną).

Gdyby napięcie dokładnie 1,25V

było bezwzględnie konieczne, nale-

żałoby dodać stabilizator napięcia ujemnego.

Rysunek O , pochodzący z katalogu Texas

Instruments, pokazuje tego rodzaju propozyc-

ję. Inna, to wykorzystanie dodatkowego źrd-

ła niewielkiego ujemnego napięcia odniesie-

nia, na przykład według rysunku P , gdzie

możliwe jest uzyskanie napięć wyjściowych

bliskich zeru i gdzie dodatkowe ujemne

napięcie odniesienia wykorzystywane jest też

w obwodzie źrdła prądowego zapewniające-

go minimalne obciążenie prądem około

10mA.

Rys. O

Rys. P

Podana obszerna analiza, też niepełna, nie-

obejmująca wszystkich szczegłw, nie po-

winna nikogo przestraszyć, tylko pokazać, że

inne jest podejście zawodowego konstruktora,

zupełnie inne początkującego amatora, a jesz-

cze inne doświadczonego hobbysty, ktry

uwzględni tylko część omwionych czynni-

kw. Trzeba też przyznać, że nawet doświad-

czonemu konstruktorowi mogą umknąć jakieś

szczegły, czego efektem będą kłopoty przy

uruchamianiu niektrych egzemplarzy urzą-

dzenia. Właśnie z uwagi na mnstwo rozmai-

tych czynnikw, przed wprowadzeniem na ry-

nek profesjonalnych urządzeń przeprowadza

się nie tylko obliczenia, ale także liczne prak-

tyczne testy, ktre pomagają wykryć takie

potencjalne źrdła kłopotw.

Gratulacje należą się zdecydowanej więk-

szości uczestnikw, a drobne upominki za

rozwiązanie zadania Policz121 otrzymują

zarwno początkujący, jak i bardziej wnikliwi

uczestnicy: Piotr Buś z Tarnobrzega, Piotr

Ławicki z Leszczyny, Michał Jaworski

z Kazimierza, Tomasz Badura z Wrocławia,

Sławomir Maciejewski z Woli.

Rys. L

Rys. M

Rys. N

Elektronika dla Wszystkich

Szkoła Konstruktorw

15-letni Jakub Radwan z Wielgolasu propo-

nuje zagłuszacz telefonw komrkowych .

17-letni Sebastian Janowski z Wrocławia

podał pomysł mwiącej pocztwki, zawiera-

jącej układ scalony, mikrofon i głośnik, ktrą

można byłoby nagrać i wysłać normalnie

pocztą.

Szymon Rusiecki przysłał krciutkiego

maila z enigmatycznym pomysłem automatu

utrzymującego temperaturę w łżku . Łukasz

Bednarski z Dąbrwki Wlk. chciałby zreali-

zować pojazd magnetyczny unoszący się nad

trasą z blachy magnetycznej . Filip Sieradzki

z Lubowa lub Łubowa zaproponował temat:

automatyczny kierowca do samochodu . Z ko-

lei Łukasz Madej z Buczyny przysłał bloko-

wy schemat systemu z kamerą, domofonem,

pytający gościa o hasło i wpuszczający go

albo po podaniu słownego hasła, albo po

pokazaniu do kamery klucza-przedmiotu o

szczeglnym kształcie.

Niektre z tych propozycji są naprawdę

ciekawe, ale ich realizacja byłaby bardzo

trudna, a w warunkach amatorskich wręcz

niemożliwa.

Spośrd innych młodych uczestnikw

kilku przyznało się do przeprowadzenia prb,

ale ich prace też zaliczyłem do teoretycznych,

ponieważ autorzy nie udokumentowali ich

fotografiami. 15-letni Mateusz Łuczak z Po-

znania zajął się wykorzystaniem diod LED,

jednak proponowany schemat zawiera usterki.

14-letni Krzysztof Bartkowski z Karbowa

zaproponował budowę urządzenia, ktre

zmieściłoby się do pirnika i spełniało nastę-

pujące funkcje: zegarka-kalendarza i podpo-

wiadacza na kartkwkach (ściąga), choć

wcale nie jestem zwolennikiem ściąg. Model

wykonałem tj. połączyłem ze sobą proce-

sor(Ò2313) i wyświetlacz LCD 2*16. Jeszcze

nie umiem dobrze programować (pisałem

tylko proste programy w C++), dlatego nie do

końca rozwiązałem zadanie. (È)

Natomiast 21-letni Filip Rus z Zawiercia

napisał : (È) Być może jest już zbyt pźno, ale

mimo wszystko wysyłam swoją propozycję,

żeby zaznaczyć, iż wciąż átam jestemÐ i nadal

śledzę zadania Szkoły, jak i inne artykuły

w EdW ;-) (È) wysyłam tekst opisujący pros-

ty układ nietypowego otwierania domofonu,

ktry bez zarzutu działa od kilku miesięcy we

wrocławskim mieszkaniu studenckim (È).

Praktyczna przydatność opisanego urządzenia

może być dyskusyjna, lecz na pewno kilka

osb, szczeglnie w wieku studenckim, ale nie

tylko, uzna je za ciekawą propozycje. Otż

wyobraźmy sobie, że wracamy do mieszkania

w bloku, w ktrym na klatce schodowej zain-

stalowano domofon, do ktrego zapomnieliś-

my klucza! (È) albo wracamy do domu wraz

ze znajomym (lub znajomą ;-) ), ktry wcześ-

niej u nas nie był, dochodzimy do drzwi domo-

fonowych i co robimy zamiast wyciągnąć

klucz? Sięgamy po telefon komrkowy, wybie-

ramy numer i po chwili drzwi stoją otworem!

Gwarantuję, że wywoła to niemałe zdziwienie

na twarzy gościa, a może nawet mu tym

samym zaimponujemy ;-) Co prawda korzysta

ono z telefonu stacjonarnego, ale (È) nie ma

to większego znaczenia, gdyż przez większość

czasu telefon stacjonarny w takim mieszkaniu

milczy. Po prostu, każdy student ma komrkę!

(È). Jak widać na rysunku 1 , układ składa się

z garstki elementw i z powodzeniem może

być zmontowany na pająka. Wejście układu

podłączane jest do stacjonarnej linii telefo-

nicznej (È). Sygnał zmienny dzwonienia po

wyprostowaniu w mostku D1-D4 przechodzi

przez diodę Zenera D5. (È) Napięcie z C2

zasila cewkę niewielkiego przekaźniczka.

Wyprowadzenia stykw przekaźnika podłącza-

my bezpośrednio pod styki przycisku otwiera-

jącego drzwi w aparacie domofonowym. (È)

Sygnał ádzwonieniaÑ pojawia się na linii na

1 sekundę, co 4 sekundy. Może się to okazać

niewystarczającym czasem na otwarcie drzwi.

Jeśli stosujemy przekaźnik, możemy sprbo-

wać zwiększyć nieco pojemność C2. (È)

Oczywiście, kiedy ktoś zatelefonuje do miesz-

kania, otworzy się zamek na dole. Jednak jak

pisałem, w mieszkaniu studenckim telefon

stacjonarny odzywa się rzadko, a jeśli nawet,

to kilkakrotne zadziałanie zamka nie jest dla

studenta powodem do zmartwień ;-) (È) Ist-

nieje możliwość skonstruowania nieco innego

układu. (È) Otż wystarczy zakupionemu

aparatowi komrkowemu starszej generacji

zapewnić stałe zasilanie, włożyć kartę SIM

zakupioną za 5PLN, a do obwodw podświet-

lenia LCD (najczęściej zaświeca się ono

w trakcie dzwonienia) dołączyć element wyko-

nawczy i gotowe! (È) Uzyskamy niezależność

od osb dzwoniących na nasz numer stacjo-

narny i dodatkowo swego rodzaju áutajnie-

nieÑ numeru otwierającego drzwi do budyn-

ku. Co prawda takie tanie startery mają krt-

ką ważność, jednak w praktyce można pod ich

numer dzwonić przez okres około roku bez

uzupełniania konta.

Tyle o rozwiązaniach nieudokumentowa-

nych fotografiami.

Zadanie g ł ēwne nr 125

Na wakacyjny lipiec przygotowałem zadanie

przeznaczone zwłaszcza dla młodych Czytel-

nikw, ale mam nadzieję, że nie tylko. Impul-

sem do ogłoszenia takiego zadania była przy-

padkowo znaleziona strona internetowa, gdzie

młody miłośnik roweru prezentował z ogrom-

ną dumą swoje proste rozwiązanie wykorzys-

tujące diody LED do átuninguÑ roweru.

Zaskoczyła mnie ta wielka duma z, najdeli-

katniej mwiąc, niezbyt wielkich umiejętnoś-

ci. Tymczasem uczestnicy naszej Szkoły

potrafią bez trudu zaproponować i zrealizo-

wać nieporwnanie lepsze rozwiązania. Dla-

tego postanowiłem powrcić do árowerowe-

goÑ tematu.

Oto więc lipcowe zadanie numer 125:

Zaproponuj układ(-y) elektronicznego

tuningu roweru.

Rozumiem, że będą to przede wszystkim

rozmaite układy z diodami LED, w tym

umieszczone na kołach roweru. Oczywiście

w ramach zadania doskonale mieszczą się

także wszelkie rowerowe układy elektronicz-

ne, ktre nie będą świecić (nie każdy zechce

zmienić rower w migotliwą choinkę).

Bardzo proszę, zwrćcie szczeglną

uwagę na praktyczną stronę zagadnienia,

w tym na problem zasilania oraz zabezpiecze-

nia przed wilgocią, deszczem i wodą z kałuż.

Pole do popisu jest bardzo szerokie Î po

prostu układ ma w jakiś sposb uatrakcyjniać

wygład lub funkcje roweru. Jestem przekona-

ny, że zaproponujecie liczne interesujące idee

i rozwiązania. Jak zwykle czekam zarwno na

prace teoretyczne, jak i na praktycznie spraw-

dzone modele.

Rozwiązanie zadania 120

Temat postawionego w lutym zadania 120

brzmiał: Wariacje na dowolny temat, czyli

- zaproponu dowolne ápozytywnie zakręco-

neÑ urządzenie . Cieszę się, że temat okazał

się interesujący. Jeden z najmłodszych uczest-

nikw napisał: (È) Mam 14 lat. Od dawna

chciałem uczestniczyć w Szkole, lecz nie mia-

łem odwagi, by przysłać moje opracowanie.

Ale wreszcie postanowiłem, że to zrobię.

Chciałbym zaproponować budowę urządze-

nia, ktre (È).

Nadeszło wiele rozwiązań, w tym więk-

szość praktycznych. Modele możecie zoba-

czyć na 18 fotografiach. Aż jedenaście pro-

jektw zakwalifikowałem do sprawdzenia

i publikacji.

Rozwiązania praktyczne

16-letni Mariusz Jaglarz z Chrzanowa napi-

sał: zrealizowałem własny sprzęt audiowizual-

ny, wykorzystałem do tego dwa zestawy do

samodzielnego montażu firmy Nord Elektro-

nik (È), jest to miniiluminofonia LED oraz

wskaźnik poziomu sygnału stereo. Jak widać

na fotografii 1 , płytki z układami oraz diody

LED zostały zmontowane w dużej obudowie

z przezroczystych płyt z pleksiglasu.

Fotografia 2 pokazuje model 24-letniego

Marcina Dobrogowskiego z Gajownik

k/Choroszczy. Marcin postanowił zaprezento-

wać coś praktycznego: podwjny elektronicz-

ny starter do świetlwek. Schemat pokazany

jest na rysunku 2 . Rozwiązanie układowe za-

czerpnął z literatury, a układ przetestował tak-

że z tranzystorami KT898A, 2SC1942,

Rozwiązania teoretyczne

Pojawiły się rozmaite, w tym zaskakujące,

propozycje teoretyczne. Większość takich

propozycji nie zawierała jednak żadnych

szczegłw, a jedynie oglną ideę. I tak

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: