Szkoła Konstruktorów
Druga klasa Szkoły Konstruktorów
Co tu nie gra? – Szkoła Konstruktorów klasa II
Na rysunku A pokazany jest schemat, nade-
bilizator nie będzie mógł śuwzględnić” spad-
powiedziane, czy na to napięcie podawane na
słany przez jednego ze starszych Czytelników ku napięcia na tym rezystorze. W związku z punkt JP2 wpływają prąd i napięcie wyjściowe.
EdW. Według opisu, ma to być prosty wzmac-
powyższym, rezystor pomiarowy powinien być A od tego wiele zależy. Dlatego musimy rozpa-niacz. m.cz. o mocy do 2W (...) można go umieszczony w obwodzie dodatnim i to przed trzyć dwie możliwości.
zrealizować na byle jakich tranzystorach, np. dzielnikiem R7/R6.
Wersja pierwsza. Może to być wersja zasi-
starych ruskich.
W tym miejscu pojawia się problem pomiaru
lacza, gdzie mikrokontroler tylko ustawia na
Jak zwykle pytanie brzmi:
spadku napięcia na śgorącej” szynie zasilania.
JP2 napięcie zadane przez użytkownika i śnie
Z informacji, które
interesuje się” dalszymi losami tego napięcia.
Rys. A
Co tu nie gra?
udało mi się zna-
Wtedy napięcie i prąd wyjściowy, reprezento-
leźć w Internecie, wane przez sygnały z punktów JP1 i JP3, są Bardzo proszę o
pomiar tego napię-
mierzone w przetworniku A/D i wyświetlane na
możliwie krótkie odpo-
cia wcale nie nale-
wyświetlaczu lub obrazowane w inny sposób,
wiedzi. Kartki, listy
ży do prostych: np. przez linijkę świetlną. Podkreślam, że w i e-maile oznaczcie
należy wziąć pod tej pierwszej, prostszej wersji, napięcie i prąd dopiskiem NieGra172
uwagę, że rezy-
wyjściowy mierzone za pomocą punktów JP1,
i nadeślijcie w terminie
stor pomiarowy JP3 są jedynie wyświetlane jako informacja 60 dni od ukazania się
musi mieć małą dla użytkownika, a nie wpływają na napięcie w tego numeru EdW. W
wartość, przez co punkcie JP2.
e-mailach podawajcie
spadki napięć na
Wersja druga. W drugiej wersji mikro-
też od razu swój adres
nim będą małe, kontroler i jego oprogramowanie pełnią rolę pocztowy, żebym nie
co pociąga za regulatora i stabilizatora. Przetwornik A/D pro-musiał pisać, gdy przy-
sobą duże kłopoty cesora mierzy napięcie na wyjściu, porównuje dzielę upominek. Można też jeszcze przysyłać przy budowie wzmacniacza pomiarowego. (...) z napięciem zadanym z klawiatury i tak steruje
rozwiązania poprzedniego zadania 171. Autorzy
Inną sprawą jest sposób stabilizacji napięcia punkt JP2, żeby na wyjściu uzyskać zadane najlepszych odpowiedzi otrzymają upominki, a
(niekoniecznie musi to być błąd). Jakiś czas przez użytkownika napięcie. Ta druga wersja najaktywniejsi uczestnicy są okresowo nagra-temu w śElektronice Praktycznej” zamieszczo-
wydaje się zdecydowanie lepsza, ponieważ
dzani bezpłatnymi prenumeratami EdW lub ny był schemat podobnego zasilacza sterowa-oferuje dodatkowe możliwości. Program może
innego wybranego czasopisma AVT.
nego cyfrowo, w którym zastosowano LM317 mierzyć prąd i nie tylko wskazywać jego war-do sterowania tranzystorem mocy, a nie do tość, ale też pracować w roli ogranicznika prądu Rozwiązanie zadania 167
stabilizacji, która zrealizowana była programo-
– po wzroście prądu do nastawionej granicy
W EdW 1/2010 pokazany był rysunek B,
wo. Moim zdaniem jest to droga jakby naokoło,
będzie zmniejszał napięcie na JP2 i na wyjściu,
schemat nadesłany jako fragment rozwiązania poza tym napisanie programu, który będzie żeby prąd nie przekroczył nastawionej wartości.
zadania głównego 162. Jest to wzorowany na dobrze stabilizował (tj. co najmniej tak dobrze Jednak w praktyce ta druga wersja śze stabiliza-schemacie z literatury schemat stabilizatora, jak LM317) napięcie nie wydaje mi się rze-cją cyfrową” wcale nie jest wiele lepsza, i to z
który ma współpracować z mikroprocesorem. czą błahą, ale mogę być w błędzie, gdyż nie kilku względów.
Zaznaczone na czerwono punkty, oznaczone JP,
próbowałem. W każdym razie, wydaje mi się,
Wspominam o tym, ponieważ takim sche-
mają być podłączone do portów mikrokontrole-
że nie warto (pomijając walory edukacyjne) matem, umieszczonym w Internecie, i opisanym ra: dwa (JP1, JP3) do wejść przetwornika A/D,
zastępować stabilizacji analogowej, stabilizacją wśród śProjektów Czytelników” w siostrzanym
jedno (JP2) do wyjścia przetwornika D/A.
cyfrową.
czasopiśmie, zainteresowało się wielu uczest-
Ja na początek przytoczę pracę jednego z
Przyjrzyjmy się układowi dokładniej. Warto
ników Szkoły Konstruktorów EdW. I właśnie
uczestników: (...) Przymierzając się do budo-
było przerysować schemat do postaci, uła-
niektórzy chcieli wykorzystać taki układ w
wy własnego zasilacza sterowanego cyfrowo, twiającej analizę – rysunek C. Załóżmy, że zasilaczu w prostszej wersji pierwszej, a inni w początkowo myślałem o podobnym schemacie. IC1 to popularna kostka LM317, bo nie ma wersji drugiej śze stabilizacją cyfrową”. W obu Z mojej analizy wynika, że włączenie rezystora powodu, żeby było inaczej. Wejście JP2 służy przypadkach byłaby to zła decyzja. Przyjrzyjmy pomiarowego R8 jest nieprawidłowe, gdyż sta-do ustawiania napięcia wyjściowego, natomiast
się szczegółom.
punkty JP1 i JP3 służą do pomiaru odpowiednio
Wersja prosta wbrew pozorom byłaby bar-
Rys. B
napięcia i prądu wyjścio-
Rys. C
dzo sensowna i atrakcyjna w praktyce, ponie-
wego. W zadaniu było
powiedziane, że te trzy
Q1
+
OUT+
punkty są dołączone do
IC1
C5
C1
C4
R4
portów mikrokontrole-
VCC
C2
IN
OUT
OUT_
OUT
+
ra. Niewątpliwie stero-
ADJ
R6
wany za pomocą kla-
R5
R3
JP2
+
JP1
wiatury mikrokontroler
+
wytwarza na wyjściu
+
JP3
PWM napięcie stałe,
C3
R8
które jest podawane
R1
GND
R2
R10
na JP2 i w ten sposób
R7
R9
ustawia napięcie wyj-
ściowe. Jednak nie było
48
Czerwiec
Czerwiec 2010
2010
Elektronika dla Wszystkich
worldmags & avaxhome
Szkoła Konstruktorów waż budzi też nadzieję na zrealizowanie jeszcze
wahania napięcia z poten-
OUT+
Rys. D
VCC
+
prostszej wersji, z modnymi dziś wskaźnikami
cjometru (Uster) będą
OUT_
OUT
_
analogowymi i potencjometrem, zadającym zmieniać napięcie UX i I
O
STABILI-
napięcie wyjściowe, według koncepcji z rysun-
napięcie wyjściowe. Dla
GND
JP1
JP2
+
ZATOR
ku D. Tak przynajmniej chcieli go wykorzystać uzyskania dobrej stabili-JP3
niektórzy uczestnicy naszej Szkoły w zadaniu zacji, napięcie sterujące głównym, dotyczącym zasilaczy.
Uster powinno być dobrze
I
U
GND
Taki pomysł jest z gruntu błędny, i to z kilku
stabilizowane i filtrowa-
powodów. Tylko na pozór jest to stabilizator z ne. Obecność dodatkowym tranzystorem, zwiększającym prąd
stabilizatora
2N2905
TIP73
wyjściowy. Otóż wśród licznych przykładów LM317 nic tu LM
LM 317
317
VI
V
RS
VO
V
zastosowań stabilizatora LM317 można znaleźć nie pomoże, bo IN
OUT
500
500W
0,7
0,7W
+
propozycję z jednym tranzystorem, a w niektó-
on pilnuje tylko
+
ADJ
C2 +
5k
5kW
rych kartach katalogowych jest zamieszczony p r e c y z y j n i e R1
LM
LM 317
317
120k
120kW
C1
VI
VO
V
schemat stabilizatora dużej mocy z dodatkowymi
napięcia U
We
IN
OUT
Y, a
Wy
Pot
22
22W
47
47
dwoma tranzystorami, w tym z nieprodukowa-
nie U
ADJ
mF
X. Nie ma
+
nym już 15-amperowym TIP73 – patrz
_
rysunek
tu sprzężenia
+
E. Takie stabilizatory śwzmocnione” tranzysto-zwrotnego z
10
10mF
1N4002
+
*
rami dają wprawdzie większy prąd, jednak tracą
wyjścia zasila-
Rys. E
dwa kluczowe zabezpieczenia: termiczne i zwar-
cza. Dlatego też
10
10mF
ciowe. Dlatego też większość kart katalogowych
dodanie obwo-
stabilizatora LM317 i pokrewnych nie zawiera du pomiaru prądu według pomysłu T1
Rys. F
U1
R
takich propozycji.
z rysunków B, C popsułoby dobry
VCC
S
IN
OUT
Niemniej można byłoby spróbować zreali-
współczynnik stabilizacji napięcia.
+
0,7
0,7W
+
zować prosty zasilacz regulowany, na przykład
Rezystor pomiarowy (R8 na rysun-
ADJ
=1,25V
według rysunku F. Pozwalałby on uzyskać kach B i C) należałoby umieścić R1
YU
+
napięcie wyjściowe UOUT w zakresie od mniej inaczej. Okazuje się, że można to 120
120W
+ 10mA
więcej 2V wzwyż.
zrobić bardzo prosto i to co najmniej
LM358
Pot
U
Jednak propozycja z rysunków B i C nie na dwa sposoby. W szczegóły nie OUT
OUT
jest takim śwzmocnionym stabilizatorem”! Tu będziemy wchodzić, a zajmiemy się XU
trzeba przypomnieć, że podstawową zasadą tym w kolejnych odcinkach cyklu stersterU
RB
_
działania stabilizatorów trzykońcówkowych jest
Kuchnia Konstruktora.
RA
utrzymywanie stałego napięcia o wartości
Natomiast zupełnie inne jest
około 1,25V między wyjściem OUT a końców-
działanie układu
Rys. G
ką ADJ(ust). Gdy układ z rysunku F nie jest z rysunków B i IT
obciążony, przez stabilizator i przez rezystory C, ponieważ tam tu
tu nachylenie
nachylenie charakterystyki
charakterystyki wynika
wynika
I
LM
LM 317
317
A I
ze
ze spadku
spadku napęecia
napęecia
L
R
120k
120kW I
U
I
na
na rezystancji
rezystancji emiterowej
emiterowej T1
T1
S, i dalej przez R1 do wyjścia wzmacnia-
tranzystor jest
A
T
IN
OUT
T1
cza operacyjnego, płynie tylko mały prąd ok. włączony ina-ADJ
S
Y
S
R
U
10mA, niezbędny do prawidłowej pracy stabi-
czej, co pokazane
S
U
U
1,25V1,25V
+
IT
=Y=Y
lizatora. Także przy małych prądach obciążenia
jest na rysunku
I
U
A
cały prąd płynie przez stabilizator U1, ponieważ
G. Owszem, sta-
IL
spadek
spadek napięcia na rezystorze R
T
I =I
=
L I
I
I
S jest mały.
bilizator nadal
A+
A T
U
napięcia
L
X
OUTO
X
na
na R
IA
Wtedy obecność R
U
U
RL
U
S
S i tranzystora T1 można
pilnuje swojego
T
pominąć. Dopiero przy prądzie wyjściowym własnego napięcia UOUTO
IT
U
około 1A, spadek napięcia na rezystorze RS
UY=1,25V, doda-
zbliża się do 0,7V i otwiera tranzystor T1. Przy
jąc je do napięcia
IL
prądach obciążenia większych od 1A, przez sta-
UX, jednak przy
bilizator płynie prąd około 1A, natomiast reszta
wzroście prądu obciążenia, napięcie wyjściowe
storem pomiarowym R8, który jeszcze bardziej
przez tranzystor T1. Przez cały czas stabilizator
UOUT na obciążeniu jest niższe o US – o spadek
zwiększałby zmiany napięcia wyjściowego pod
pilnuje, by napięcie UY wynosiło 1,25V. W napięcia na rezystorze RS. Gdy wzrastający prąd wpływem prądu obciążenia.
układzie z rysunku F napięcie wyjściowe UOUT
obciążenia zwiększy spadek napięcia US do
Nasuwa się pytanie – jaką funkcję w ana-
jest sumą napięcia na wyjściu wzmacniacza około 0,6...0,7V, to zacznie się otwierać tranzy-lizowanym układzie pełni wtedy stabilizator
operacyjnego UX i napięcia charakterystycz-
stor T1 i płynący przezeń prąd zahamuje dalsze
LM317?
nego stabilizatora UY=1,25V. Napięcie UX ma obniżanie się napięcia wyjściowego. Przy dal-W praktyce – żadną. Jest jedynie pomocni-
wartość wyznaczoną przez napięcie na suwaku
szym zwiększaniu prądu obciążenia, napięcie czym układem sterującym dla tranzystora mocy potencjometru (Uster) i przez wzmocnienie wyjściowe UOUT nadal będzie jednak trochę T1, który przy prądzie maksymalnym wymaga wzmacniacza (RB/RA+1). Minimalna wartość malało, z uwagi na wzrost napięcia baza-emiter prądu bazy większego, niż może dostarczyć
napięcia UX w przypadku kostki LM358 wynie-
tranzystora T1 lub mówiąc inaczej, z uwagi na
wyjście wzmacniacza operacyjnego LM358.
sie około 0,7...0,8V – będzie to śujemne napię-
obecność dynamicznej rezystancji emiterowej Ale zamiast stosować LM317 w roli drivera, cie nasycenia” wzmacniacza LM358 przy dość
tranzystora. Na charakterystyce na rysunku G można układ uprościć i uzyskać takie same dużym prądzie wpływającym około 10mA.
przebieg napięcia wyjściowego w funkcji pobo-
właściwości. Wystarczy w roli T1 wykorzystać
Taki zasilacz miałby rację bytu, choć nie ru prądu IL pokazuje czerwona linia. Jak z tego układ Darlingtona, a jeśliby komuś nie podobał
miałby obwodu pomiaru i ograniczania prądu widać, układ z rysunku G w ogóle nie zasługuje się podwójny spadek napięcia UBE, to może
ani żadnych zabezpieczeń przeciwzwarcio-
na miano stabilizatora. Jeszcze gorzej byłoby w
wykorzystać układ Szikla’ego – rysunek H.
wych. Warto też zauważyć, że podczas pracy, oryginalnym układzie z rysunków B, C z rezy-Właśnie układ Szikla’ego pozwoli nieco zmniej-
Elektronika dla Wszystkich
Czerwiec
Czerwiec 2010
2010
49
worldmags & avaxhome
Szkoła Konstruktorów
szyć straty napięcia na elementach sterujących.
3.0
układ
układ
Nietrudno znaleźć w katalogu kostki LM317
+
Darlingtona
Darlingtona
informację, że nawet przy dużej wartości RS,
I = 1.5
1.5 A
2.5
czyli przy małych prądach stabilizatora, mini-
malny spadek napięcia między końcówkami IN,
tu
1.0 A
OUT wynosi ponad 1,5V, jak pokazuje rysunek
sterster
outo
U
T
2.0
V
J. A przecież problem dotyczy dużych prądów, UOUTO
-
U
inin
gdy prąd wyjściowy jest rzędu kilku amperów, a
V-V
500
500 mA
mA
prąd bazy T1, pobierany z wyjścia stabilizatora,
1.5
200
200 mA
mA
może wynosić 100...500mA – wtedy zgodnie z
20
20 mA
mA
rysunkiem J, spadek napięcia na stabilizatorze
Rys. H
1.0
będzie większy niż 1,6V. Jak pokazuje rysunek
-50
-50 -25
-25
0
25
2
50
5
75
7
100
100 125
125 150
150
Rys. J
K, taka sama lub nawet odrobinę lepsza sytua-T Temperatura złącza
cza ( °C)
+
J Temperatura z ą
(
cja jest w zasilaczu z obwodem Sziklai’ego.
Przeanalizuj jeszcze raz podane wiadomo-
U1
układ
IN
LM317
1,6V
1,4V1,4V
ści, bo wniosek jest zaskakujący – stabilizator
Sziklai'ego
ADJ
OUT
in.ok.1,6V
in.ok.
LM317 absolutnie nie jest potrzebny, bo nie
+
min.ok.m
R1
+
min.ok.m
stersterU
T
in.2,3V
in.2,1V
m
m
poprawia w niczym działania układu. Napięcie
UOUTOU
RB
R
0,7V
R
S
B
0,7V
wyjściowe w układzie z rysunku G i tak zależy
od napięcia UX i jego ewentualnych wahań, a
T
T
R
U
U
OUTO
R
także zależy od prądu wyjściowego I
A
A
OUTO
U
U
L. Jest to
więc zupełnie niepotrzebna komplikacja, nie
mająca żadnego uzasadnienia, a wprowadza-
nić, czyli zamienić na napięcie stałe za Rys. K
jąca w błąd nieuważnych i początkujących, pomocą filtru dolnoprzepustowego, w
+
RZ
którym wydaje się, że kostka LM317 pełni tu tym wypadku obwodu R5C3. Zaproponowane swą kanoniczną funkcję stabilizatora i polepsza
elementy dają dużą stałą czasową 10ms. I to
właściwości. W rzeczywistości jest odwrotnie.
jest istotny problem w wersji drugiej z mikro-
RB
Można się nawet pokusić o stwierdzenie, że
procesorem w roli ścyfrowego” stabilizatora.
TU
lepszy byłby układ z dodatkowym rezystorem Mianowicie z uwagi na obecność R5C3, układ OUTOU
RZ według rysunku L, ponieważ rezystor ten będzie reagował na gwałtowne zmiany prądu RA
może stanowić prymitywny ogranicznik prądu obciążenia ze znacznym opóźnieniem, absolut-Rys. L
podczas ewentualnego zwarcia wyjścia. A zde-
nie niedopuszczalnym dla porządnych stabili-
cydowanie lepsza byłaby wersja z tranzystorem
zatorów. Teoretycznie można byłoby próbować
PNP z rysunku M, ale to już zupełnie inna to poprawić, stosując bardzo dużą wartość C5, historia.
rzędu tysięcy mikrofaradów, ale z innych wzglę-
Tutaj zwolennicy techniki cyfrowej zaprote-
dów nie jest to dobry pomysł. Jeszcze gorzej
stują i stwierdzą, że wszystko to nieprawda, bo
będzie w przypadku przeciążenia lub zwarcia
+
wszystko można skorygować cyfrowo, odpo-
– może się okazać, że zanim zareaguje proce-
wiednio pisząc program dla procesora.
sor i obwód R5,C3, duży prąd przeciążeniowy
RB
sterster
T
Owszem, można programowo odjąć spadek
uszkodzi albo zasilacz (tranzystor szeregowy
U
UOUTO
napięcia na R8 od napięcia występującego i mostek prostowniczy), albo układ/element, U
na R6, R7, jednak wbrew pozorom nie da się który jest obciążeniem.
RA
zmniejszyć dynamicznej oporności wyjścio-
Przecież oryginalna wersja z rysunków B, C
Rys. M
wej, która jest równa sumie R8 i rezystancji nie ma żadnego szybkiego zabezpieczenia prze-dynamicznej złącza emiterowego tranzystora. ciwzwarciowego, co jest bardzo poważną wadą.
Dotyczy to zarówno pierwszej, prostszej wersji,
Owszem, takim zabezpieczeniem przeciwzwar-
jak i wersji, gdzie stabilizację ma zapewnić ciowym może być rezystor pomiaru prądu (R8
IN
OUT
program w mikrokontrolerze.
na rysunkach B, C), ponieważ przy zwarciu to
ADJ
To może być zaskoczenie dla śmikroproce-
on określi prąd maksymalny, o ile oczywiście
LM
LM 317
317
1,25V
~1V
sorowców”, którzy mają nieuzasadnione prze-
transformator i prostownik dostarczą takiego
+
Z
konanie o wyższości rozwiązań cyfrowych nad
prądu. Ponieważ z innych względów wartość
analogowymi. Także tym wypadku wydaje im rezystora R8 powinna być jak najmniejsza, LM
LM 358
358
arciezw
się, że programowo można nie tylko uwzględnić
więc wartość prądu ograniczania przy zwarciu
0,75V0,75V
~1V~1V
~
T
W
spadek napięcia na R8, by napięcie wyjściowe
będzie niepraktycznie wysoka, jak pokazuje
UOUTO
U satsat
U
220A0A
Uwy było dokładnie równe nastawionej i wska-
przykład z rezystorem R8=0,05Ω z rysunku
=0,05=0,05 8
~
zywanej na wyświetlaczu wartości. Wydaje N. Warto przy tym zauważyć, że minimalne Rys. N
R
I ZWZW
im się też, że można programowo zrealizować
napięcie wyjściowe UOUT przy bardzo małych
funkcję skutecznego ogranicznika prądowego i
prądach obciążenia, i bez obciążenia, wyniesie
Problem braku zabezpieczenia zwarciowego
zabezpieczenia przeciwzwarciowego i skutecz-
około 2V z uwagi na napięcie UY stabilizatora oraz znaczne opóźnienie, wnoszone przez pro-nie wyeliminować negatywny wpływ obecności
oraz na ujemne napięcie nasycenia wzmacnia-
cesor, a zwłaszcza jeszcze większe opóźnienie
rezystora pomiarowego R8.
cza LM358 (Usat), wynoszące około 0,75V obwodu R5C3 powodują, że wersja druga z Teoretycznie tak, a w praktyce nie. Zacznijmy
przy prądzie 10mA wpływającym do wyjścia. procesorem w roli regulatora jest co najmniej od tego, że sygnał wyjściowy z mikroprocesora,
Natomiast przy dużych prądach wyjściowych IL
niebezpieczna. Co gorsza, bez świadomości
podawany na punkt JP2 to przebieg PWM, czyli
rzędu amperów, minimalne napięcie wyjściowe
problemu nawet przeprowadzone pomiary
przebieg prostokątny, o międzyszytowej ampli-
UOUT będzie mniejsze, około 1V, jak pokazuje mogą dać optymistyczne wyniki. Mianowicie tudzie zapewne 5V. Taki przebieg trzeba uśred-rysunek N.
jeśli pomiary nie będą obejmować stanu zwar-
50
Czerwiec
Czerwiec 2010
2010
Elektronika dla Wszystkich
worldmags & avaxhome
Szkoła Konstruktorów cia i będą statyczne, realizowane za pomo-czuje problemów związanych z zasilaczami, a rezystora pomiaru prądu R8, jednak nie poja-cą woltomierza i amperomierza, to wszystko w omawianym układzie z rysunku B technika wiły się prawidłowe propozycje poprawy. Jak może się zgadzać i może się wydawać, że cyfrowa nie jest w stanie wyeliminować wad i wspomniałem, tymi kwestiami zajmiemy się
układ uwzględnia obecność rezystora R8 i dzia-
błędów części analogowej.
szeroko w cyklu Kuchnia Konstruktora. A na
ła świetnie. Wady można wykryć dopiero za
Ogólnie biorąc, zadanie Co tu nie gra?
razie podsumowując zadanie Co to nie gra? 167
pomocą oscyloskopu, zmieniając gwałtownie numer 167 okazało się trudne. Napłynęło informuję, że upominki otrzymują: prąd obciążenia. Wtedy okaże się, iż parametry
mniej niż zwykle rozwiązań. Wygląda na to, że
Andrzej Telszewski
– Banie,
dynamiczne takiego zasilacza są wręcz fatalne.
część uczestników nie przeanalizowała dokład-
Rafał Miąskiewicz
– Kawęczyn,
A to może się zemścić w wielu praktycznych nie działania tranzystora, współpracującego z Jan Łocki
– Wrocław.
zastosowaniach. Niestety, analizowany układ układem LM317. Owszem, część uczestników Wszystkich uczestników dopisuję do listy
został zaprojektowany przez kogoś, kto nie słusznie podkreślała, że wadą jest umieszczenie kandydatów na bezpłatne prenumeraty.
Trzecia klasa Szkoły Konstruktorów
Policz 172
elektroników, którzy nie potrafią przeanalizo- czone szeregowo, więc +
Przymierzamy się do budowy nietypowego, wać wszystkich subtelności układu. Można też ich napięcie się sumuje.
eksperymentalnego zdalnego sterowania z jeszcze nadsyłać rozwiązania zadania Policz171
W najprostszym przypad-
RL
0,36W
0,36W
wykorzystaniem modułów radiowych 433MHz.
z poprzedniego miesiąca.
ku można było przyjąć,
Posiadane moduły umożliwiają przesyłanie syg-
że napięcie w obwodzie
nałów o częstotliwości do 5kHz. W naszym Rozwiązanie zadania wynosi 4*1,5V=6V, co
systemie potrzebne są tylko dwa rozkazy. W Policz 167
przy mocy 0,36W=360mW daje prąd
nadajniku pracowałby generator przebiegu pro-
W EdW 1/2010 przedstawione było zadanie I = 360mW / 6V = 60mA Rys. B
stokątnego, który po naciśnięciu przycisku dałby
Policz167, które brzmiało: Mamy urządzenie Teraz wystarczyło podzielić
przebiegi o jednej z potrzebnych częstotliwości
zasilane z czterech baterii jednorazowych, alka-pojemność ogniwa przez prąd, by otrzymać
f1 lub f2. Zastanawiamy się, czy w odbiorniku licznych paluszków AA. Średnio pobiera ono czas pracy. Dla pojemności 2000mAh wynik nie wykorzystać dwóch obwodów rezonanso-moc 0,36W (rysunek B).
jest oczywiście taki sam:
wych nastrojonych na te dwie częstotliwości,
W ramach zadania Policz167 należało:
t = 2000mAh / 60mA = 33,3h
według ogólnej idei z rysunku A. Zakładamy,
- obliczyć, a raczej oszacować czas pracy z
Poszczególni uczestnicy przyjęli różne
że częstotliwości tych obwodów f1, f2 będą jednego kompletu baterii.
wartości pojemności ogniwa alkalicznego, od
leżeć w zakresie 1...5kHz. Chcemy wykorzy-
Wprawdzie zadanie było o tyle trudniejsze, 1800mAh do 2890mAh i obliczone przez nich stać gotowe dławiki i popularne kondensatory
że trzeba było zdobyć dodatkowe informacje o
mniejsze lub większe czasy pracy odpowiadały
MKT. Gotowi jesteśmy przeprowadzić liczne pojemności alkalicznych paluszków AA (LR6), tak przyjętej wartości. Takie proste obliczenia
próby, sprawdzić różne konfiguracje układowe jednak uczestnicy dobrze sobie z tym poradzili.
pozwalały oszacować czas pracy z bardzo małą
i sprawdzić doświadczalnie, czy taka koncepcja
W Internecie można bez trudu znaleźć potrzeb-
dokładnością, niemniej były jak najbardziej
się sprawdzi. Jednak nawet do wstępnych prób
ne informacje o pojemności. Efektem jest duża
prawidłowym i wystarczającym rozwiązaniem
potrzebne są elementy LC, które trzeba kupić. liczba uczestników tego zadania.
postawionego zadania.
W ramach zadania 172 należy:
- zaproponować wartości częstotliwości f
Podstawowe obliczenia
Dla dociekliwych
1, f2,
- obliczyć, jakie dławiki i kondensatory nale-
Problem polegał na tym, że nie ma jednej W omawianym przypadku dokładne obliczenia ży w tym celu zakupić.
jedynie słusznej wartości pojemności baterii były praktycznie niemożliwe, i to z kilku powo-Jak zawsze, bardzo proszę, żeby nadsyłane alkalicznych. Producenci podają różne war-dów. Warto mieć wyobrażenie o wchodzących
rozwiązania były możliwie krótkie. Praca powin-
tości, przeważnie w zakresie od 2000mAh do tu w grę zależnościach i wątpliwościach, by na zawierać zwięzły opis przebiegu obliczeń.
3000mAh. Można było ostrożnie przyjąć, że nie trzymać się kurczowo wzorów i informacji Nagrodami będą kity AVT lub książki, a pojemność takiej baterii wynosi na przykład handlowych. Otóż na uzyskiwaną pojemność najaktywniejsi uczestnicy są okresowo nagra-2000mAh, czyli 2Ah. Do obliczeń trzeba też mają duży wpływ rozwiązania technologiczne, dzani bezpłatnymi prenumeratami EdW lub było przyjąć wartość napięcia baterii – mogło to wykorzystywane przy produkcji baterii. Baterie
innego wybranego czasopisma AVT. Wszystkie
być napięcie nominalne, czyli 1,5V. Pomnożenie
dobrych firm mają znacząco lepsze właści-
rozwiązania należy nadsyłać w terminie 60 dni
tych dwóch wartości daje ilość energii zawartej
wości od wielu znacznie tańszych baterii nie-
od ukazania się tego numeru EdW. Powinny w jednej baterii: markowych (ale czasem bywa też odwrotnie).
E = 2Ah * 1,5V = Dokładniejsza analiza mogłaby wykazać, że Rys. A
f1
f
A
f1
f
f2
f
3VAh = 3Wh
korzystniejsze ekonomicznie jest wykorzysty-
My mamy zestaw
wanie trochę gorszych, ale dużo tańszych baterii
A
B
moduł
czterech takich bate-
niemarkowych niż drogich wyrobów znanych
nadawczy
RX
B
rii, więc sumaryczna
firm, reklamujących się w telewizji. Ale to
moduł
ilość zawartej w nich
zupełnie inny temat. Dla nas ważny jest fakt, że
G
TX
odbiorczy
energii to 12Wh.
nieużywane baterie alkaliczne różnych wytwór-
generator
f2
f
W zadaniu było ców mogą mieć znacząco różną pojemność.
one mieć dopisek Policz172 (na kopercie, podane, że średnia moc, czyli średni pobór ener-Pojemność baterii. Jeden z uczestników
a w tytule maila dodatkowo nazwisko, np.: gii, wynosi 0,36W.
napisał: Według angielskiej Wikipedii pojem-
Policz172Jankowski). Z uwagi na specyfikę
Wystarczy podzielić ilość energii przez moc,
ność alkalicznych baterii AA, czyli LR6, wynosi zadania, bardzo proszę o podawanie swoje-by otrzymać czas pracy:
od 1700 do 3000mAh.
go wieku oraz miejsca nauki czy pracy. W t = 12Wh / 0,36W = 33,3h Ale to nie jest cała prawda o bateriach:
e-mailach podawajcie też od razu swój adres
Baterie starczą na 33 godziny, czyli jedną pojemność zależy nie tylko od producenta, ale pocztowy.
dobę i dziewięć godzin.
też od prądu rozładowania i od temperatury
Zapraszam do rozwiązania tego zadania
Większość uczestników liczyła nieco ina-
pracy. W materiałach reklamowych podawa-
zarówno doświadczonych, jak i początkujących czej. Rysunek B sugeruje, że ogniwa są połą- na jest pojemność przy małym albo bardzo Elektronika dla Wszystkich
Czerwiec
Czerwiec 2010
2010
51
worldmags & avaxhome
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
2010 06 Szkola konstruktorow kl Nieznany2010 05 Szkola konstruktorow kl Nieznany2010 06 Wyklad 11 Filtrowanie Nieznany2010 08 Szkoła konstruktorów klasa III2002 06 Szkoła konstruktorów klasa II2010 07 Szkoła konstruktorów klasa III2001 06 Szkoła konstruktorów klasa II2010 09 Szkoła konstruktorów klasa III2010 07 Szkoła konstruktorów klasa II2010 09 Szkoła konstruktorów klasa II2010 05 Szkoła konstruktorów klasa III1999 06 Szkoła konstruktorów1996 06 Szkoła konstruktorów2000 06 Szkoła konstruktorów klasa II1999 06 Szkoła konstruktorów klasa IIwięcej podobnych podstron