Analog Center 12 2005.pdf

W rubryce „Analog Center” prezentujemy skrótowe opisy urządzeń charakteryzujących się interesującymi, często

wręcz odkrywczymi, rozwiązaniami układowymi. Przypominamy także cieszące się największym powodzeniem, proste

opracowania pochodzące z redakcyjnego laboratorium.

Do nadsyłania opisów niebanalnych rozwiązań (także wyszukanych w Internecie) zachęcamy także Czytelników.

Za opracowania oryginalne wypłacamy honorarium w wysokości 300 zł brutto, za opublikowane w EP informacje

o interesujących projektach z Internetu honorarium wynosi 150 zł brutto. Opisy, propozycje i sugestie prosimy przesyłać

na adres: analog @ ep.com.pl.

Moduł miliwoltomierza do

zasilaczy

Odbiornik

zdalnego

sterowania

Sercem układu jest ICL7107.

Pracuje on w typowej dla siebie

aplikacji. Jedyną różnicą pomiędzy

aplikacją fabryczną jest rezygnacja

z wyświetlania pierwszej cyfry. Ko-

lejnym odstępstwem od powszech-

nie znanych aplikacji ICL7107 jest

nieco nietypowe rozwiązanie pro-

blemu zasilania układu napięciem

ujemnym. ICL7107 potrzebuje do

pracy dwóch napięć +5 VDC i

–3,3…5 VDC. Najczęściej napię-

cie ujemne uzyskuje się z wyjścia

przetwornicy zbudowanej na kil-

ku inwerterach TTL i sterowanej

z jednego z wyjść ukła- cd na str. 40

Odbiornik jest przystosowany

do wpółpracy z nadajnikami (pilo-

tami) bez stabilizacji częstotliwości

generatora, co wiąże się się z ko-

niecznością zapewnienia szerokiego

pasma przenoszenia, rzędu kilku

MHz. Odbiornik pracuje w ukła-

dzie supereakcyjnym, co umożliwia

uzyskanie znacznej czułości. Odpo-

wiedni dobór parametrów układu

pozwala otrzymać w jednym stop-

niu wzmocnienie rzędu kilku tysię-

cy razy, przy jednoczesnej detekcji

modulacji ampliudowej. Stopień

superreakcyjny zbudowano na tran-

zystorze T1. Jest to generator o du-

żym sprzężeniu zwrotnym. Śred-

nie napięcie n abazie T1 zawiera

zdemodulowaną składową sygnału

w.cz., ginącą w tle przebigu często-

tliwości wygaszania o amplitudzie

na poziomie kilkuset miliwoltów.

Filtr dolnoprzepustowy (R2...R4,

C7...C9) ﬁltruje odebrany sygnał,

który następnie jest wzmacniany

w czterech stopniach wzmacniaczy

zbudowanych na tranzystorach T2,

T3, T4.

Prawidłowa praca odbiorni-

ka zależy głównie od parametrów

pierwszego stopnia układu. Zbyt

szerokie pasmo odbiornika (ponad

4 MHz) można zmniejszyćzwiększa-

jąc C4 lub zmniejszając C3.

Rys. 1. Schemat elektryczny modułu miliwoltomierzy do zasilaczy

Elektronika Praktyczna 12/2005

cd ze str. 39

du ICL7107. W zestawie

zastosowano rozwiązanie bardziej

nowoczesne i oszczędne: dodat-

kowy układ scalonej przetworni-

cy +5 VDC na –5 VDC, ICL7660.

Dzięki temu cały kit może być

zasiany z jednego napięcia dodat-

niego. Do działania potrzebuje ona

zaledwie jednego elementu ze-

wnętrznego – kondensatora elek-

trolitycznego o pojemności 10 mF,

w naszym układzie C2. Na wyjściu

OUT ICL7660 otrzymujemy napię-

cie –5 VDC, dość dobrze stabili-

zowane, które następnie doprowa-

dzone zostaje do wejścia V– IC1.

Niezwykle istotny jest fakt, że

struktura układu ICL7660 zosta-

ła umieszczona w obudowie typu

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–2270 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• zasilanie 4,5...12 VDC

• pobór prądu 1,5 mA/6 V

• czułość odbiornika: około 50 mV

• częstotliwość nośna 430 MHz

Właściwości:

• pomiar napięcia w zakresie 0...99,9 V

• możliwość pomiarów napięć w zakresie

0...0,999 V

• możliwość wykorzystania modułu do po-

miaru prądu

• pole odczytowe: trzy wyświetlacze siedmio-

segmentowe LED

• pojedyncze napięcie zasilające

• zasilanie 5 VDC

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–502 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

DIL8, co w porównaniu z typowy-

mi rozwiązaniami z inwerterami

pozwoliło na znaczną oszczędność

miejsca na płytce obwodu druko-

wanego. 

Zasilanie przekaźników

napięciem niższym od

znamionowego

Czy wiecie, że w tym roku upły-

wa 170 lat od dnia, w którym Joseph

Henry uruchomił pierwszy przekaźnik

elektromagnetyczny? Wprawdzie wy-

nalazki z pierwszej połowy XIX wie-

ku to (z punktu widzenia elektronika)

niemal domena paleontologów, nie-

mniej elektromechaniczne przekaźniki

wciąż mają się dobrze i nie ustępują

konkurencji ze strony przyrządów pół-

przewodnikowych. Połączenie galwa-

niczne zapewniające znikomą i liniową

rezystancję przejścia, a także znaczna

odporność na chwilowe przeciążenia,

to niepodważalne zalety stymulujące

regularne pojawianie się na rynku ko-

lejnych opracowań.

Jednak nie ma nic za darmo.

Zastosowanie w układzie nawet nie-

wielkiego przekaźnika oznacza stratę

mocy, od kilkunastu mW pobieranych

przez uzwojenia wysokoczułych kon-

taktronów do ok. 1,5 W w przypadku

Rys. 1. Układ zasilania przekaźnika

napięciem niższym od znamionowego

popularnych R15–ek. Do tego jedy-

nie nieliczne modele przekaźników są

produkowane w wersjach z cewkami

na napięcie stałe niższe od 6 V a to

dodatkowo utrudnia ich wykorzystanie

w układach z niskonapięciowym zasila-

niem, np. 3,3 V.

Wertując katalog przekaźników

(np. http://www.relpol.com.pl/produkty.

jsp?PID=278 ) możemy za- cd na str. 41

Tab. 1. Zmierzone napięcia załączania i zwalniania kilku popularnych

przekaźników elektromagnetycznych

Producent Typ

U zn

[V DC ]

U zał

[V]

U wył

[V]

R uzw

@20ºC

[ V ]

t zał

typ.

[ms]

Uwagi

Meisei M3S–24H 24 15 8,5 2800 4 DIP, wyk.

czułe

Relpol RM–94P 24 15 9 1100 7 wyk. czułe

Relpol R4 24 15 4.5 600 13

Relpol R15/2PDT 24 12,5 4.5 430 18

Finder 40.52 12 7 6,2 210 7

podobny

do RM94

Rys. 1. Schemat elektryczny odbiorni-

ka zdalnego sterowania

Relpol R15/3PDT 12 7 2 110 18

Meisei M3–5H 5 2,2 1,0 56 4 DIP

Elektronika Praktyczna 12/2005

cd ze str. 39

uważyć, że oprócz zna-

mionowego napięcia zasilania (U zn )

podaje się w nim także minimalne

napięcie gwarantujące pewne za-

działanie oraz napięcie maksymalne

ograniczone dopuszczalną mocą strat

w uzwojeniu. Zazwyczaj widełki te

są dosyć szerokie a załączenie nastę-

puje już np. przy 60…70% napięcia

znamionowego.

Oprócz tego producent określa

„napięcie odpadowe” tzn. najniższą

wartość napięcia na uzwojeniu, pon-

izej której z całą pewnością nastąpi

odpadnięcie kotwicy. Jego gwaran-

towana wartość wynosi typowo

0,1...0,2*U zn , co jednak w żaden sposób

nie przesądza przy jakim napięciu

rzeczywiście następuje rozłączenie

styków. Dlatego w tab.1 zebrałem

zmierzone napięcia zadziałania (U zał )

i zwalniania (U wył ) kilku popularnych

przekaźników wybranych z podręcznej

szuﬂady. W większości przypadków

zwolnienie kotwicy następuje dopiero

po obniżeniu napięcia do 20..40%

wartości znamionowej. Wyjątkiem

okazał się jedynie przekaźnik Find-

er 40.52 (konstrukcyjnie i wymiar-

owo zbliżony do RM94 Relpolu)

o wyjątkowo małym odstępie pomiędzy

punktami załączenia i zwolniania.

Pozostałe przekaźniki wykazują

znaczną histerezę wynikającą ze

zmian reluktancji obwodu magnety-

cznego. Po przyciągnięciu kotwicy

reluktancja maleje a tym samym do

utrzymania niezmienionej wartości

strumienia magnetycznego wystarcza

mniejszy prąd wzbudzenia w uzwoje-

niu. Stąd już krok do stwierdze-

nia, że do uruchomienia przekaźnika

potrzeba krótkotwałego impulsu star-

towego o amplitudzie przekraczającej

próg zadziałania, a po przyciągnięciu

kotwicy można obniżyć zasilanie do

poziomu wystarczającego jedynie do

podtrzymania stanu załączenia. Zysku-

jemy w ten sposób ograniczenie mocy

traconej w uzwojeniu w stanie ustal-

onym a także możliwość wysterowania

przekaźnika o napięciu znamionowym

wyższym od dysponowanego napięcia

zasilania.

Na rys.1 przedstawiono przykład

prostego drivera zasilanego napięciem

V cc =3 V i sterującego miniaturowym

(DIP16) przekaźnikiem sygnałowym

z cewką o napięciu znamionowym

U zn =5V dc . W stanie spoczynkowym

kondensator C 1 ładuje się ze stałą

czasową R 1 *C 1 do napięcia bliskiego

napięciu zasilania. Załączenie T 3

z jednoczesnym wysterowaniem T 2

zwierającego dodatni biegun C 1 do

masy powoduje, że na uzwoje-

niu przekaźnika pojawia się niemal

podwojone napięcie zasilania pom-

niejszone jedynie o spadki napięcia

na nasyconych T 2 i T 3 . Stała czasowa

R uzw *C 1 decydująca o czasie trwania

impulsu stratowego została jako do-

brana jako kilkakrotnie dłuższa (min.

3x) od katalogowego czasu załączania

przekaźnika.

Obniżając napięcie zasilania

nie można jednak zapominać

o dwóch szczegółach. Rezystancja

uzwojeń charakteryzuje się dodat-

nim współczynikiem temperaturow-

ym (+0,3%/K) co oznacza, że ze

wzrostem temperatury rosną także

napięcia załączania i zwalniania

przekaźnika. Ponadto przy obniżaniu

napięcia zasilania proporcjonalnie

maleje siła utrzymująca kotwicę a tym

samym przekaźnik staje się bardziej

wrażliwy na drgania i udary mogące

spowodować przypadkowe rozłączenie.

Dlatego powyższy układ należy

stosować ostrożnie np. w urządzeniach

przenośnych lub użytkowanych w sze-

rokim zakresie temperatur.

MDz

Sygnalizator

uszkodzenia

bezpiecznika

Rys. 1. Sygnalizator uszkodzenia bez-

piecznika

Na rys. 1 przedstawiono sche-

mat prostego sygnalizatora spalenia

bezpiecznika w niskonapięciowym

obwodzie obwodzie prądu stałe-

go. Można przyjąć, że spadek na-

pięcia na sprawnym bezpieczniku,

przy prądzie znamionowym nigdy

nie przekracza 0,5 V. Z pobieżnego

przeglądu katalogu bezpieczników

ﬁrmy Littlefuse wynika, że reguły

tej nie spełnia jedynie kilka typów

bezpieczników topikowych o skraj-

nie małym prądzie znamionowym

oraz niektóre resetowalne bezpiecz-

niki polimerowe potrzebujące kil-

kudziesięciu minut na regenerację

po przeciążeniu.

Zatem w stanie spoczynkowym,

spadek napięcia na bezpieczniku

F1 i diodzie D2 jest mniejszy niż

sumaryczne napięcie przewodze-

nia dwóch złącz (b–e T1, D1) a

tym samym nie wystarczający do

wysterowania tranzystora T1. Po

uszkodzeniu bezpiecznika cały prąd

polaryzujący płynący przez R2 zo-

staje przejęty przez D1 i bazę T1

powodując jego nasycenie i zapa-

lenie diody LED (D3). Wartość R2

należy dobrać w taki sposób aby

przy znamionowym napięciu zasila-

nia, po uwzględnieniu spadku na-

pięcia na przewodzących złączach,

popłynął przez niego prąd wystar-

czający do nasycenia T1 przy za-

danym prądzie kolektora wyznaczo-

nym wartością R1.

MDz

Radiowy pilot zdalnego

sterowania

Budowa pilota oparta jest na

układzie MC145026. Pilot pracuje

na częstotliwości 430 MHz. Szbkość

transmisji wynosi ok. 1000 bps. Czę-

stotliwość pracy generatora Rc usta-

lają elementy R1, R2 i C1. Pilot

umożliwia generację dwóch różnych

kodów, uruchamiancyh przyciskami

S1 i S2. Podanie zasilania na IC1

powoduje uruchomienie generatora i

wysterowanie wyjścia układu kodem

zaprogramowanym za pomocą wejść

adresowych A1...A9. Wygenerowany

kod (nóżka 5 IC1) steruje bazą tran-

zystora T1, pracującego w

cd na str. 42

Elektronika Praktyczna 12/2005

cd ze str. 40

Zasilacz

back-up

Układ możemy wykorzystać

w różnego typu prostych systemach

mikroprocesorowych o niewielkim

poborze mocy. Podczas normalnej

pracy układu zasilanie do systemu

mikroprocesorowego jest dostarczane

zasilanie oraz - dodatkowo - jest ła-

dowany akumulator. Ładowanie jest

sygnalizowane świeceniem diody

LED. Prąd ładowania akumulatora

zależy w głównej mierze od mak-

symalnego prądu mogącego płynąć

przez diodę LED oraz od wartości

rezystora R1. Po zaniku głównego

napięcia zasilającego, procesor zo-

staje automatycznie zasilany napię-

ciem z akumulatora. 

Rys. 1. Schemat elektryczny radiowego pilota zdalnego sterownia

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–501 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• zasilanie 12VDC

• pobór prądu 30mA

• częstotliwość nośna 430MHz

układzie generatora w.cz.

ze wspólną bazą. Cewka L1 pracuje

jednocześnie jako antena pilota. Dioda

LED V1 zapewnia wizualną kontrolę

pracy nadajnika. 

Sterownik rygla

Układ sterownika rygla składa się

z zasilacza jednopołówkowego (D1,

C4, R6 i D4), dekodera z układem

MC145028, układu wydłużania impul-

su (T1, T2, T3), oraz z przakaźnika

sterującego pracą rygla. Układ sca-

lony IC1 porównuje dane z odbior-

nika z kodem zaprogramowanym za

pomoca wyprowadzeń A1...A9. Jeżeli

odebrany kod pokrywa się z kodem

zaprogramowanym to nastąpi wyzwo-

lenie tranzystora T1. Wysterowanie

kończy się z chwilą wystapienia błę-

du w transmisji lub w momencie jej

zakończenia. Wysterowany tranzystor

T1 ładuje kondensator C3, którego

zadaniem jest wydłużenia pracy prze-

kaźnika. Stała czasowa (R4xC3) ustala

czas podtrzymania zasilania uzwojenia

rygla (4...8 sek.). 

zadaniem jest wydłużenia pracy prze-

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–503 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• zasilanie 9VAC lub 12V DC

• wymiary płytki 56x59mm

Rys. 1. Schemat elektryczny zasilacza

back-up

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–1351 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• napięcie wyjściowe 5 V

• wymiary płytki: 71x30 mm

Rys. 1. Schemat elektryczny sterownika rygla

Elektronika Praktyczna 12/2005

cd na str. 41

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: