Szkoła Konstruktorów
S
z
k
o
ł
a
K
o
n
s
t
r
u
k
t
o
r
ó
w
ozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły opis
działania. Model i schematy montażowe nie są wymagane. Przysłanie
Rdziałającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na nagrodę.
Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawansowania, mi-
le widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być umieszczo-
ne na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem i pełnym adresem.
Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku
P
r
a
c
e
n
a
l
e
ż
y
n
a
d
s
y
ł
a
ć
w
t
e
r
m
i
n
i
e
4
5
d
n
i
o
d
u
k
a
z
a
n
i
a
s
i
ę
n
u
m
e
r
u
E
d
W
(
w
p
r
z
y
p
a
d
k
u
prenumeratorów  od otrzymania pisma pocztą).
p
r
e
n
u
m
e
r
a
t
o
r
ó
w

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

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

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

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


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
1999 11 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 04 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 02 Szkoła konstruktorówid590
1999 09 Szkoła konstruktorów
1999 09 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 04 Szkoła konstruktorówid595
1999 01 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 08 Szkoła konstruktorów klasa II
1996 11 Szkoła konstruktorów
1999 10 Szkoła konstruktorów klasa II
2001 11 Szkoła konstruktorów klasa II
2003 11 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 07 Szkoła konstruktorów
1997 11 Szkoła konstruktorów
2000 11 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 12 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 01 Szkoła konstruktorówid589

więcej podobnych podstron