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

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

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

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


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
1999 04 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 11 Szkoła konstruktorówid599
1999 02 Szkoła konstruktorówid590
1997 04 Szkoła konstruktorów
1999 09 Szkoła konstruktorów
2003 04 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 09 Szkoła konstruktorów klasa II
2001 04 Szkoła konstruktorów klasa II
2001 04 Szkoła konstruktorów
1999 11 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 01 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 08 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 10 Szkoła konstruktorów klasa II
2002 04 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 07 Szkoła konstruktorów
2003 04 Szkoła konstruktorów
2007 04 Szkoła konstruktorów
2002 04 Szkoła konstruktorówid!639

więcej podobnych podstron