ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1985-21 issue may

MI&JZ3 e jaargang nr. 5 mei 1985 ISSN 0167-7349

Hoofd redakteur: P.V. Holmes Chef redaktie: E.J.A. Krempelsauer Chef ontwerp: K.S.M. Walraven

Uitgave van: Eiektuur B V , Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-74200, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13a, Beek (L)

Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.

Redaktie Nederland: P.E.L. Kersemakers (hoofd landgroep), J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, I. Gombos Redaktie buitenland: A. Schommers, R.Ph. Krings Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen Vormgeving: C. Sinke

uit de inhoud: Globetrotters en verzekeringsadviseurs opgelet: In deze houder voor cassettebandjes zit een heuse alarminstallatie waarmee tenten kunnen worden beveiligd! Weliswaar kan met dit tentalarm niet worden verhinderd dat de ritssluiting wordt geopend, maar dat wordt dan wel met een luid gekrijs aan de omgeving kenbaar gemaakt. Het effekt laat zich raden. . . tentalarm

blz. 5-30

Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs

Auteursrecht: De auteursrechtelijke bescherming van Elex strekt zich mede uit tot de illustraties met inbegrip van de printed circuits, evenals tot de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex opgenomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een ingezonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewerken; de uitgeefster is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en aktiviteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke vergoeding.

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5133 Gangelt.

© Uitgeversmaatschappij Eiektuur B.V.-1985 Printed in the Netherlands

Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

jaarabonnement 1985 Nederland België buitenland f 42,50 Bfrs. 840 f 58,Een abonnement loopt van januari tot en met december en kan elk gewenst moment ingaan. Bij opgave in de loop van een kalenderjaar wordt uiteraard slechts een deel van de abonnementsprijs berekend. Bij abonnementen die ingaan per het oktober-, novemberof decembernummer wordt tevens het volgende kalenderjaar in rekening gebracht. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt).

Of een equalizer voor een goed geluid noodzakelijk is, daarover verschillen de meningen. Feit is in ieder geval dat met deze equalizer iedereen zijn eigen sound bij elkaar kan mixen. mini-equalizer

blz. 5-33

Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: C. Sinke W.H.J. Peeters (advertenties) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag. Prijslijst nr. 3 is van toepassing. Korrespondentie: In linker bovenhoek vermelden: TV technische vragen LP lezerspost HR hoofdredaktie AW adreswijzigingen ADV advertenties ABO abonnementen RS redaktiesekretariaat

Wedden dat deze kapaciteitsmeetbrug een hit wordt? Immers, met zo'n meetschakeling is men niet meer aangewezen op de soms toch wel heel merkwaardige opschriften die door sommige fabrikanten op de kondensatoren worden gezet. kapaciteitsmeetbrug blz. 5-36

elextra

5-04

komponenten

5-51

zelfbouwprojekten

ampèremeter voor netstroom Wie stroom wil sparen, moet eerst eens meten.

5-16

kaleidoskoop

5-24

over LED's en voorschakelweerstanden Hoe bepaal ik een voorschakelweerstand?

5-26

MD/mikrofoonversterker Nog een Elex-audio-bouwsteen.

5-15

'n tip Over het kopiëren van print-layouts.

5-29

kogelspel Wie balanceert de kogel naar de groene LED?

5-18

boekenmarkt

5-39

nieuwe produkten

5-43

LED-roulette De tien LED's van Vrouwe Fortuna.

5-21 meer-luidsprekersystemen Serie en parallel schakelen van luidsprekers.

5-48

reset-toets voor huiscomputers Ontsnap uit het vastgelopen programma met één druk op de knop.

5-28

tentalarm Anti-inbraakalarm voor kampeerders.

5-30

mini-equalizer Vijf potmeters zorgen voor de juiste toon.

5-33

kapaciteitsmeetbrug Een handig apparaatje om kondensatoren te meten.

5-36

recorder-omschakelaar Een geraffineerd kastje voor het omschakelen tussen twee cassette-recorders.

5-42

intoets-piep voor de ZX-81 Maakt elke druk op de toetsen hoorbaar.

5-44

grondbeginselen hoe zit dat? Waarom TL-buizen knipperen.

5-11

licht uit gas Zo werken fluorescentiebuizen.

5-40

polariteitsbeveiliging Over verschillende ompoolbeveiligingsschakelingen.

5-40

kursus ontwerpen, deel 7 Konstante spanningen en stromen.

5-46

informatie, praktische tips vier maal vier Wetenswaardigheden over vierlaags-halfgeleiders.

5-12

bij de voorpagina "Rien ne va plus". Zeggen we daarmee genoeg? Inderdaad, het Elex-printje op de voorgrond is een mini-roulette, waarbij je de kogel niet alleen kunt zien, maar ook horen. " 0 " , zult u nu misschien zeggen, "daarom die luidspreker". Niet helemaal, die luidspreker hebben we zo'n centrale plaats laten innemen, omdat het overgrote deel van de thema's in deze Elex op de een of andere manier met geluid te maken hebben. Eén van de uitzonderingen is het kastje boven de luidspreker: een ampèremeter voor energiebewuste elektriciteitsverbruikers.

Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-Schakelingen en over wat Elex nog méér voor de lezer betekenen kan.

Schema's

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel moge lijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet " L P " op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar.

Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de ge bruikte schema symbolen af van officiële teken afspraken (DIN.NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens " & " , " 1", " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico ) — 10~12 — een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10~9 = een miljardste ^ = (micro) = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10 3 = een duizendste k = (kilo) = «P = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = miljard

I*©«tta» 121 él9ö Jffi

Be«k Cl.)

Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 k£2 = 3900 Q 6M8 = 6,8 MQ = 6 800 000 Q 0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4/J7 = 4,7 M F = 0,000 0047 F

De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde. Meetwaarden Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kQ/V

Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten: Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4: 16 cm x 10 cm (Europa-forrnaat) Elex-printen zijn goedkoper dan printen die speciaal en uitsluitend voor een bepaalde schakeling zijn ontwikkeld. Als je zorgt steeds een paar Elex-printjes in voorraad te hebben, kun je bij het verschijnen van een nieuw nummer altijd meteen met bouwen beginnen. Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de on-

.7

:.ï%

derdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. Vaste doorverbindingen zoals de koperbanen van Elex-printen staan er echter niet op. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen. Tip: Plaats alvorens te solderen al Ie onderdelen, aansluitpennen en eventuele extra doorverbindingen (draadbruggen) op de print. Kontroleer alles aan de hand van de plattegrond. Soldeer pas indien alles in orde is bevonden. Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaardonderdelen, die goed verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt. De werkspanning van foliekondensatoren moet minstens 20% hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien.

O p A m p 741

In schema's en onderdelenlijsten wordt uitsluitend het gemeenschappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weergegeven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 741, komt in de volgende "gedaanten" voor: M A741, LM 741, MC 741, RM 74„ SN 72741, enzovoorts. Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 watt-soldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife punt". 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeerwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alle onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 a 2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit

als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op. 10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.

Foutzoeken Doet de schakeling het niet meteen? Geen paniek! Nagenoeg alle fouten zijn snel op te sporen bij een systematisch onderzoek. Kontroleer allereerst de opgebouwde schakeling: — Zitten de juiste onderdelen op de juiste plaats? Kijk of de onderdelenwaarden en typenummers kloppen. — Zitten de onderdelen niet verkeerd om? Zijn de voedingsspanningsaansluitingen niet verwisseld? — Zijn de aansluitingen van halfgeleiders korrekt? Heeft u de onderdelenplattegrond misschien opgevat als het onder-aanzicht van de schakeling, in plaats van het bovenaanzicht?

— Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig. Voel eventueel de aansluitdraden met een pincet aan de tand. Omdat men fouten die men zelf gemaakt heeft nu eenmaal gemakkelijk over het hoofd ziet, verdient het aanbeveling om iemand anders ook eens naar de opge bouwde schakeling te laten kijken. Het is geen gek idee om aan de hand van de opbouw het schema te tekenen en dit schema te vergelijken met het in Elex afgedrukte schema. Meet als volgende stap de voe dingsspanning en — indien opgegeven — de meetpunten. Bedenk dat de spanning van een bijna lege batterij snel daalt. Indien de fout in deze fase nóg niet is ge vonden moet de vakman erbij worden gehaald. De meeste verkopers in elektronicazaken zijn zelf ook aardig thuis in de amateur-elektronica en zullen u als klant zeker willen helpen (als het niet druk is). Bovendien kunt u gebruik maken van de technische vragenservice van Elex. Hoe duidelijker het probleem is omschreven, des te beter uw vraag kan worden beantwoord. Vergeet bijvoorbeeld niet om meetresultaten op te geven. Stuur geen schakelingen op. Elex repareert geen printen.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen delen moeten zijn geaard.

* De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -doorvoer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel moeten mechanisch stevig zijn bevestigd. (Alléén een soldeerverbinding is onvoldoende!). * De aarddraad moet langer zijn dan de twee andere draden. Bij onverhoopt lostrekken van de netkabel blijft de aardverbinding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 mm van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbrekingen en onderlinge kortsluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde meetklemmen; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspanningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

U zult ongetwijfeld wel eens bemerkt hebben, dat een gasontladingslamp, bijvoorbeeld een TL-buis, eerst enkele malen flikkert voordat ze definitief oplicht. Dit komt doordat de buis een bepaalde opwarmtijd nodig heeft, in dit artikel zullen we de werking van zo'n lamp bespreken. Hoe ziet ze er nu eigenlijk uit en hoe werkt ze? In de buis bevindt zich een onbrandbare kwikdamp. Aan de uiteinden zitten gloeidraden (elektroden) die als ze verwarmd worden, elektronen uitzenden. Deze komen in de kwikdamp terecht en omdat kwikdamp geleidt, loopt er dus een stroom van het ene uiteinde via het gas naar het andere uiteinde van de buis. Hierdoor licht het gas op. Overigens wordt de buis iets warmer ten gevolge van de stroom; ze wordt echter niet zo warm als bij een gloeilamp het geval is. ook bij een koude buis stromen elektronen door de damp. smoorspoe! L1 <

&

•

VCK gloeidraden

.K

KJ-

ontstoorkondensator

dus verwarmd. Na enkele sekonden is het bimetaal afgekoeld en wordt de stroomkring weer onderbroken. Nu komt de spoel in aktie. Door de stroom in de spoel is hier een magnetisch veld ontstaan. Als er geen stroom meer loopt, verdwijnt het magnetisch veld. De spoel wil dit verdwijnen tegengaan door een zelfinduktiespanning. Omdat de spanning in de spoel en de netspanning in serie zijn geschakeld, wordt de ontsteekspanning van de buis bereikt: de buis licht op. Ze licht een tweede keer op, als de spoel opnieuw een spanningsstoot levert; dat wil zeggen als het kontakt tussen de elektroden van de starter opnieuw verbroken wordt. De starter wordt niet meer aktief, als de lamp definitief oplicht. De brandspanning van de buis is namelijk veel lager dan de ontsteekspanning. Als de buis dus definitief oplicht, is de spanning over de elektroden van de buis veel kleiner dan de ontsteekspanning van de starter. L1 is overigens ook voor de lamp geschakeld omdat deze zo'n relatief lage brandspanning heeft. De spoel heeft namelijk een hoge zelfinduktie, die ten gevolge van de wisselstroom als een voorweerstand werkt. Elektriciteitsbedrijven zijn niet zo gelukkig met de spoelen, omdat deze een faseverschuiving van de stroom ten opzichte van de spanning tot gevolg hebben. bimetaal

*w & Naast de beschreven gasontladingsbuis zijn in het principeschema ook nog een smoorspoel (L1), een starter en een ontstoorkondensator te zien. De starter bestaat uit een kleine neonlamp, dat is ook een gasontladingslamp. Eén van de elektroden van de neonlamp is een bimetaal. Als de lamp wordt ingeschakeld, ontsteekt het neonlampje. De lichtboog verwarmt het bimetaal, dat daardoor krom trekt en kontakt maakt met de andere elektrode. Het neonlampje sluit daardoor zichzelf kort. Er gaat dan een stroom lopen door de spoel en de gloeidraden van de buis. Deze gloeidraden worden

starter

ontstoorkondensator

85662X-2

vier maal vier

over vierlaagshalfgeleiders

Schijn kan bedriegen, ook bij halfgeleiders: niet alles wat er uitziet als een "tor", is ook inderdaad een transistor. De low-power thyristor BRX 49 bijvoorbeeld lijkt sprekend op de NPN-transistor BC 547: hij heeft dezelfde plastic behuizing en ook drie pootjes (figuur 1). De verschillen worden pas duidelijk als we met een ohmmeter*) of met de testschakeling van figuur 2 gaan uitproberen, tussen welke aansluitingen stroom loopt. Bij de NPN-transistor is dat het geval tussen de basis en ieder van de twee andere aansluitingen. Overigens maar in één richting, want als we de meetpennen verwisselen, gaat het niet meer. Het inwendige van zo'n transistor bestaat kennelijk uit twee tegen elkaar in geschakelde dioden, die een gemeenschappelijke anode hebben (figuur 3a). Het vreemde is alleen dat er van de koliektor naar de emitter wèl een stroom kan gaan lopen als we gelijktijdig een stroompje van de basis naar de emitter sturen (figuur 4). De kollektordiode geleidt dan eigenlijk in achterwaartse richting. Die basisstroom hoeft maar heel klein te zijn; hij wordt

Figuur 3. Uit een test met een ohmmeter of met de schakeling van figuur 2 blijkt dat een transistor (a) en een thyristor (b) beide zijn opgebouwd uit dioden.

*) Met een universeelmeter lukt deze proef alleen, als de interne meetspanning minstens 3 volt bedraagt. Een meter met slechts één 1,5-volt batterij is dus niet bruikbaar; dan moet de schakeling van figuur 2 uitkomst bieden.

Figuur 4. Als we met een weerstand of een natte vinger een basis- of een gate-stroom veroorzaken, gaan zowel de transistor als de thyristor geleiden. Alleen de thyristor blijft geleidend ais we de stuurstroom onderbreken.

c^ Figuur 1. Hetzelfde uiterlijk en toch heel verschillend: de thyristor BRX 49 en de transistor BC 547. Figuur 2. Een eenvoudige schakeling om halfgeleiders door te meten. Als er een stroom loopt van de plus- naar de min aansluiting, gaat de LED branden.

Figuur 5. Het watermodel van een thyristor. Een waterstroompje door de gateaansluiting ontgrendelt de grote klep onder de trechter, zodat de trechter leeg kan lopen. Het tegengewicht sluit de klep daarna weer. Het grendeltje valt dan op zijn plaats en de " t h y r i s t o r " is weer gesperd. Figuur 6. Het schemasymbool van de thyristor: eigenlijk een diode, die door een stuurimpuls op de gate in doorlaatrichting w o r d t geopend en open blijft, zolang er stroom vloeit.

C+) ano

jate

•

•

ontsteek stroom

Figuur 7. De PUT kan op twee manieren worden opengezet: door een positieve impuls op de ene of een negatieve impuls op de andere gate. Figuur 8. Van een thyristor en een PUT kun je een wisselstroom-schakelaar maken. Erg gebruikelijk is deze schakeling overigens niet.

begrensd door een weerstand van 10 kQ. In experimentele opstellingen kan in plaats daarvan ook een enigszins vochtige vinger gebruikt worden; in een definitief ontwerp is dat minder handig. Zodra we de weerstand (of de vinger) weer weghalen, verdwijnt de kollektorstroom ook. Bij een thyristor ligt het iets anders. Tussen de basis en wat we maar gemakshalve even de koliektor zullen noemen meten we in beide richtingen een zeer hoge weerstand. Dat komt omdat er tussen basis en koliektor twee tegengesteld gerichte dioden zitten met een gemeenschappelijke kathode

(figuur 3b). De drie diodeovergangen in een thyristor worden begrensd door in totaal vier laagjes silicium; vandaar de naam "vierlaagshalfgeleider". In de schakeling van figuur 4 gedraagt de thyristor zich op het eerste gezicht net zo als een transistor: zonder basisstroom gebeurt er niets. Zodra we de weerstand aanbrengen of met een vochtige vinger een basisstroom veroorzaken, gaat hij geleiden. Maar dan komt het grote verschil: als we de weerstand weghalen, blijft de thyristor toch geleiden. Een transistor heeft dus een konstante basisstroom nodig, voor een thy-

ristor is een korte impuls voldoende. De thyristor kan ook niet uitgeschakeld worden. Hij gaat pas weer sperren, als de stroomkring even wordt onderbroken. Om het verschil tussen de twee soorten halfgeleiders te benadrukken hebben de aansluitingen andere namen gekregen: basis, koliektor en emitter heten bij de thyristor respektievelijk gate, anode en kathode. Op de werking kunnen we hier niet al te diep ingaan. Voor de praktijk is het voldoende als u zich voorstelt dat door de impuls op de gate de middelste van de drie dioden tijdelijk buiten werking wordt gesteld. Het watermodel

van figuur 5 maakt het misschien allemaal nog wat duidelijker. Als u erg handig bent met plexiglas, metaal en rubber moet u maar eens proberen het na te bouwen; pas daarna zult u ten volle kunnen waarderen hoe heerlijk ongekompliceerd de elektronische techniek eigenlijk is. Het schemasymbool van de thyristor zien we in figuur 6. De anode moet aan plus komen en op de gate moet een positieve impuls komen om de thyristor te openen. Een thyristor geleidt maar in één richting. Dat is ook te zien aan het schemasymbool: in wezen is het een diode, die in doorlaatrichting

2 ©

Figuur 9. De triac kan worden aangestuurd door een positieve of een negatieve impuls of natuurlijk door een wisselstroom. Figuur 10. De diac is een triac die automatisch begint te geleiden bij een spanning van meer dan 30 volt. De polariteit doet niet ter zake.

gate

O+/-/'V anode 1

©

10

o ó

eerst moet worden ingeschakeld. De thyristor-tetrode of PUT (programmable uni-junctiontransistor) heeft vier aansluitingen. Er zijn namelijk twee gates. Een t.o.v. de kathode positieve puls op de ene gate öf een t.o.v. de anode negatieve puls op de andere opent de thyristor. De pijltjes in figuur 7 geven aan hoe de ontsteekstroom loopt die de thyristor in geleiding doet komen. Een PUT zou in kombinatie met een gewone thyristor kunnen worden gebruikt als een stuurbaar element dat in beide richtingen stroom doorlaat (figuur 8). Voor hetzelfde (of minder) geld kan in dat geval een triac worden toegepast. Ook die geleidt in beide richtingen en heeft bovendien het

voordeel, dat hij zowel op een positieve als op een negatieve stuurimpuls reageert (figuur 8). Een laatste lid van deze halfgeleiderfamilie is de diac. Ook dit is een vierlaagshalfgeleider, maar hij heeft slechts twee aansluitingen (figuur 10). De diac begint pas te geleiden als de spanning over de aansluitingen de 30 volt overschrijdt. In geleidende toestand is de spanningsval over de aansluitingen echter heel laag: ongeveer 0,7 volt. In dat opzicht onderscheidt de diac zich dus van een zenerdiode. Een diac en een triac worden vaak samen gebruikt in schakelingen die door middel van fase-aansnijding de netspanning kunnen regelen (lichtdimmers).

M D/m i krofoon-voorversterker Ongetwijfeld bent u ondertussen een heel eind gevorderd met de bouw van de ELR-25 audio-voorversterker, die we vorige maand hebben gepubliceerd. In het ontwerp was toen een plaatsje "vrijgelaten" voor uitbreiding met een voorversterker voor platenspeler en/of mikrofoon. Deze voorversterker ligt nu voor u, dus aan de slag!

Anders dan bij de ELR-25 zelf gebruiken we bij de MD/mikrofoon-voorversterker geen speciale audio-IC's; met een gewone opamp gaat het ook prima. Oorspronkelijk hadden we alleen een MD-voorversterker in gedachte, maar door een kleine ingreep kon er nog een mikrofoonvoorversterker " b i j " — dus twee vliegen in één klap! Laten we maar

eens een blik werpen op de...

Schakeling Figuur 1 toont het schema van onze voorversterker. De ingang is geschikt voor een elektro-dynamische mikrofoon èf voor een platenspeler met een MD (magneto-dynamisch)element. Het ingangsgedeelte is voor beide signalen identiek. Het ingangssignaal belandt via C1 op de ingang van opamp IC1, welke fungeert als doodgewone wisselspanningsversterker. De DC-instelling van IC1 wordt door R2, R3 en R4 verzorgd. De niet-inverterende ingang van de opamp wordt hiermee op halve voedingsspanning gelegd. Op deze manier hebben we geen aparte symmetrische voedingsspanning nodig. C2 zorgt ervoor dat stoorspanningen op de voeding (bijvoorbeeld brom) niet aan de

ingang van de opamp verschijnen. Er worden hier namelijk zeer kleine signaalnivo's verwerkt, zodat elke kans op storing zorgvuldig moet worden "gesmoord"! De totale ingangsimpedantie bedraagt ca. 47 kQ. Dan de versterker zelf. In tegenstelling tot bij "normale" wisselspanningsversterkers zien we hier geen terugkoppelwéérstand, maar een terugkoppel-netwerk, bestaande uit een hoop R's en C s . Voor mikrofoon en platenspeler worden twee verschillende netwerken gebruikt. Waarvoor dient dat alles? Allereerst de stand "mikro". De aan de terugkoppelweerstand R9 parallelgeschakelde kondensator C4 laat de versterking, normaal zo'n 56x (R9/R5), in het hoog (boven de gehoorgrens) afvallen — een maatregel die de stabiliteit van de schakeling bevordert. In de stand " M D " vindt er ook hoog-afval plaats, maar

Onderdelenlijst (1 kanaal) R1.R10 = 100 kQ R2.R8 = 120 kQ R3.R4 = 22 kQ R5 = 270 Q R6 = 560 Q R7 = 10 kQ R9 = 15 kQ C1.C8 = 1 pF/16 V C2 = 22 M F/16 V C3 = 47 ^F/16 V C4 = 330 pF C5.C6 = 15 nF C7 = 27 nF C9 = 100 M F/16 V IC1 = I_F 356 S1 = dubbelpolige omschakelaar standaardprint formaat 1 (of formaat 2 voor twee kanalen) voeding: zie tekst Kosten: ca. f20,—

dan met een heel wat ingewikkelder netwerk. Van nature wordt elke grammofoonplaat volgens de zogenaamde RIAA-kromme opgenomen. Dit houdt in, dat de lage frekwenties relatief minder sterk zijn dan de hoge frekwenties. Het frekwentieverloop is vastgelegd in een standaardkromme (RIAA). Voor de weergave moet dit "kromme" frekwentieverloop weer rechtgetrokken worden. Hiervoor zorgt nu het netwerk R6, R7, R8, C5, C6 en C7. Degenen die over het RIAAgebeuren wat meer willen weten, verwijzen we hiervoor naar het artikel "recipRIAA", Elex december '84. Nog even iets over de voeding. Deze kan betrokken worden van de 15 V-voeding van de audio-voorversterker. Wanneer het versterkertje los wordt gebruikt, kan een 9 V-batterij worden gebruikt.

B o u w en gebruik In figuur 2 wordt aangegeven hoe de versterker op een formaat 1 Elexprint kan

worden opgebouwd. Voor stereo zijn twee van deze printjes nodig (of één formaat 2 Elexprint). Gezien de eenvoud van de schakeling zal het bouwen waarschijnlijk zonder al te veel problemen verlopen. Daarna kan er een plaatsje in de audiovoorversterker worden gezocht, waar beide printen boven of naast elkaar kunnen worden ondergebracht. Zo, nu kunnen we beginnen met de bedrading tussen de printen en de diverse ingangsbussen. Beide uitgangen van de voorversterker worden door middel van afgeschermde kabel verbonden met de vrije ingangen op de audio-voorversterkerprint. De cinch-bussen voor de MD-ingangen moeten geïsoleerd opgesteld worden ten opzichte van het chassis. De verbinding van deze ingangsbussen naar de versterker wordt eveneens met afgeschermde kabel uitgevoerd. Hierbij wordt de afscherming aan de ingang verbonden met de massaaansluiting van de cinch-bus — dus niet met het chassis!

Dit is gedaan.om vervelende aardlussen te voorkomen. Voor een mikrofoon-aansluiting geldt hetzelfde. Het jack-chassisdeel dient dan eveneens geïsoleerd t.o.v. het chassis gemonteerd te worden. Dan nog S1. Wanneer wordt gekozen voor èf mikrofooningang öf MD-ingang, dan kunnen in plaats van S1 draadbrugjes gemonteerd worden. Voor handige knutselaars bestaat de mogelijkheid, de omschakeling mikrofoon/MD onder te brengen op de hoofdbedienknop van de audiovoorversterker. In dat geval moet een 5-standenschakelaar met 5 moederkontakten gebruikt worden, waarop twee ingangs-omschakelaars (MD-cinch/mikrofoon-jack) en beide schakelfunkties van S1 extra worden ondergebracht — alles met afgeschermde kabel bedraad. De afschermingen moeten bij de schakelaars natuurlijk wel doorverbonden worden!

••••••pap

inkl. print

oo o

amperemeter voor netstroom De tijd waarin niemand zich zorgen maakte over het energieverbruik ligt alweer ver achter ons. Sindsdien zijn we ons ervan bewust geworden dat de energievoorraden op aarde niet onbegrensd zijn. Bovendien hebben we ingezien dat men de natuur en het milieu niet tot in het oneindige kan belasten met de afvalstoffen die bij de opwekking, of, beter gezegd, de omzetting van energie ontstaan. Om tot een zinvol gebruik van elektrische energie te komen, kan het van belang zijn te weten hoeveel stroom een bepaald apparaat "verbruikt". Met behulp van de elektriciteitsmeter en een horloge met sekondenwijzer kunnen we weliswaar een meting uitvoeren, maar deze methode is onhandig

en tijdrovend. Met een meetapparaat voor wisselstroom gaat het veel beter. Voor dit doel hebben we een goedkope weekijzermeter ingebouwd in een kastje met een aangegoten steker en een ingebouwde kontaktdoos. Het schema van dit meetinstrument is zo eenvoudig als maar kan: de meter staat in serie met het aangesloten apparaat, zodat de afgenomen stroom door de meter vloeit. Weekijzermeters zijn voor dit doel zeer geschikt; ze kunnen tegen een stootje, ze kunnen wisselstromen meten en zijn bovendien niet zo duur (ca. f 1 5 , - ) . Om het stroomverbruik van huishoudelijke apparaten te meten komen twee typen in aanmerking. Het type voor een maximale stroom van 1 A is

1 /\ of 10 A

h

1 w e ekijzer-

ter

<=?

\ Ï

/

i

\

/

of J

I I

85638X-1

Tabel 1.

1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2 4 6 8 10

P A 44 A 88 A 132 A 176 A 220 A 440 A 880 A 1,32 A 1,76 A 2,2

W W W W W W W kW kW kW

meter

\

ƒ }

Figuur 2. Dit kastje met aangegoten steker en ingebouwde kontaktdoos is handig en veilig.

10 A

Tabel 1. Zo rekent men de afgelezen stroomwaarde om naar vermogen. Slechts bij ohmse belastingen zijn de gegevens geheel korrekt.

)

1 1

I

Figuur 1. Een van de stekerpennen is intern met de kontaktdoos doorverbonden. De weekijzermeter is in de andere leiding opgenomen. De meter heeft geen polariteit.

1A

1

1

'

(geldt vo or een nets banning van 220 V, P = 220 • I)

geschikt voor apparaten tot 220 W, en een meter van 10 A kan 2200 W (dus 2,2 kW) "verwerken". Dergelijke hoge vermogens treffen we bijvoorbeeld aan bij elektrische kachels, die dan ook terecht bekend staan als stroomvreters. Elektronische apparaten verbruiken zelden meer dan 220 W. Het bleek helaas niet mogelijk een eenvoudige schakeling te ontwerpen waarmee de beide meetbereiken op dezelfde meter zijn af te lezen. De parallelweerstand (shunt) die hiervoor nodig is zou veel te heet worden. In tabel 1 kunnen we opzoeken met hoeveel vermogen een bepaalde stroomsterkte overeenkomt. De waarden in deze tabel zijn uitsluitend van toepassing op zogenaamde ohmse belastingen;

dat zijn apparaten die de stroom en de spanning zonder faseverschuiving afnemen. Elektronische apparaten mogen we in grote lijnen wel als ohmse belastingen beschouwen. Bij motoren en TL-buizen kunnen echter tamelijk grote afwijkingen ontstaan. Om de juiste waarde te berekenen moet de cos cp van de motor bekend zijn; deze moeten we dan vermenigvuldigen met het vermogen dat we in de tabel hebben gevonden. Bij het inschakelen van een apparaat kan het gebeuren dat de meternaald aanvankelijk zeer sterk uitslaat. Dit veroorzaakt geen schade aan de meter, want weekijzermeters zijn goed bestand tegen kortstondige overbelastingen.

weeki zermeters Zoals men weet kan ijzer gemagnetiseerd worden. Als we een stuk ijzer in een magneetveld plaatsen wordt het ijzer zelf magnetisch. Hierbij maakt het niet uit of het magneetveld nu wordt opgewekt door een spoel waar stroom doorheen loopt, of dat het afkomstig is van een permanente magneet. Als we het stuk ijzer uit het magneetveld verwijderen, keert het weer terug

spoel

vast weekijzerp laatje

draaibaar • week ijzerplaatje

nulpuntinstelling

Figuur 1. De twee weekijzerplaatjes in de spoel worden door de spoelstroom gemagnetiseerd en stoten elkaar af. Figuur 2. Het principe van de weekijzermeter. De naald slaat uit doordat de twee weekijzeren plaatjes elkaar afstoten. Figuur 3. Als dit symbool op de schaal van de meter staat is het een weekijzermeter.

luchtdemping

in de niet-gemagnetiseerde toestand. Deze laatste eigenschap vinden we overigens alleen bij weekijzer; andere ijzersoorten behouden een deel van het magnetisme. Weekijzermeters bevatten een spoel waarin zich twee weekijzeren plaatjes bevinden. Als er stroom door de

spoel loopt, ontstaat een magneetveld dat de beide plaatjes magnetisch maakt. De magneetpolen die op elk van de plaatjes ontstaan, hebben uiteraard dezelfde richting. Dit heeft tot gevolg dat de plaatjes elkaar afstoten, en wel des te sterker naarmate het magneetveld van de spoel sterker is. Deze veldsterkte is afhankelijk van de stroomsterkte in de spoel. De kracht van de afstoting wordt bij de weekijzermeter overgebracht op een aanwijsnaald; daarom is een van de plaatjes vast gemonteerd aan de binnenzijde van de spoel, en het andere draaibaar, op de as van de aanwijsnaald. Om te bereiken dat de schaalverdeling zoveel mogelijk lineair verloopt, moeten de plaatjes een speciale vorm hebben. Alleen in de onderste regionen van het meetbereik, tot ongeveer 20% van de maximale waarde, is een weekijzermeter niet nauwkeurig af te lezen. Weekijzermeters zijn in vergelijking met draaispoelmeters minder nauwkeurig en minder gevoelig. Dit houdt in dat ze een sterkere meetstroom nodig hebben (c.q. een hogere meetspanning). Anderzijds hebben ze ook duidelijke voordelen: in de eerste plaats kunnen ze gelijk- en wisselstromen (c.q.-spanningen) meten, want ook als de magneetpolen op de ijzeren plaatjes omkeren blijft de afstoting behouden. Bovendien zijn ze beter bestand tegen overbelastingen omdat de spoel, anders dan bij draaispoelmeters, uit tamelijk dik draad is gewikkeld.

Het kogelspel is een bekend behendigheidsspelletje, waarbij men een of meer kogeltjes in de daarvoor bestemde gaatjes moet zien te krijgen. Die kogeltjes bevinden zich meestal in een rond plastik doosje en worden bewogen door het doosje voorzichtig heen en weer te bewegen. Omdat de kogeltjes nogal klein zijn en de gaatjes niet erg diep, kan dit eenvoudige spel zelfs zeer geduldige mensen tot wanhoop drijven. Zeker als er in zo'n doosje een stuk of 5 kogeltjes rond rollen. U kent dat wel: net als men het vijfde kogeltje bijna in het gaatje heeft, rollen de andere vier weer van hun plaats!

Een elektrische kogel? Ja, met deze schakeling wordt het rondrollen van een kogeltje elektronisch nagebootst, en door LED's weergegeven. De onzichtbare kogel kan met twee potmeters in alle vier de windrichtingen worden bewogen. Elk van de vier rode LED's stelt een windrichting voor en de middelste groene LED het gaatje waar de kogel in moet rollen. Bovendien heeft men de beschikking over een derde potmeter, waarmee men de "diepte" van het gat kan instellen. Hoe minder diep het gat is, des te moeilijker is de kogel erin te krijgen. Dus met die derde potmeter kan men de moeilijkheidsgraad instellen. De positie-LED's geven aan in welke buurt de kogel zich bevindt; is de kogel in de " p u t " gevallen, dan gaan alle rode LED's uit en licht alleen de middelste groene LED op. De posities van de windrichtingen IM.O.Z. en W zijn in figuur 1 weergegeven. m

J, Werking ui

Voor de aanduiding van de

kogelspel windrichtingen gebruiken we zogenaamde vensterdiskriminatoren, een voor de N-Zrichting en een voor de 0 W-richting. De vensterdiskriminatoren zijn opgebouwd met resp. de als komparator geschakelde OPAMP's A1, A2 en A3, A4. Figuur 2 illustreert de werking van zo'n vensterdiskriminator. Afhankelijk van de ingangsspanning UJ levert de vensterdiskriminator twee uitgangsspanningen u-| en U2, die net als in de digitale techniek maar twee toestanden kan aannemen: bijna nul en bijna de voedingsspanning. Dit gaat als volgt in zijn werk: Als de spanning op de niet-inverterende ingang van een van de komparatoren (bijvoorbeeld A1) groter wordt als de spanning op de inverterende ingang, dan staat op de uitgang ongeveer de volle voe-

dingsspanning. In het omgekeerde geval wordt de uitgangsspanning bijna nul. Steeds komt op één ingang van de komparatoren A1 en A2 uit figuur 1 een referentie-spanning te staan ( U a en Ut,), die met behulp van een spanningsdeler uit R1/R2/P wordt verkregen. De referentiespanning kan met de potmeter veranderd worden. In elk geval staat op punt U a t.o.v. massa een hogere spanning als op punt Ut,. In figuur 3 is een willekeurige spanningskromme voor ui getekend en de "reaktie" van de komparatoren hierop. Wordt Uj groter dan de referentiespanning Ub, dan slaat de uitgang van de komparator A2 om naar bijna nul, zoals ook te zien is onder in de grafiek. Omdat de spanning op U^ kleiner is als die op U a , slaat deze komparator ook

Figuur 1. De schakeling van het kogelspel bestaat eigenlijk uit twee vensterdiskriminatoren, die beide in één IC zijn ondergebracht. Figuur 2. Hier is te zien dat vensterdiskriminatoren opgeb o u w d zijn uit twee komperatoren, die een gemeenschappelijke ingangsspanning en een instelbare referentiespanning hebben. Figuur 3. In deze grafiek is het verloop van een willekeurige ingangsspanning weergegeven (ui). Daaronder zien w e het bijbehorende verloop van de uitgangsspanningen u i en u2.

0

9....25V

A. "ip * T1,T2=BC547B A l ... A 4 = IC1 = LM 324 D l ... D5 = LED P2a,P2b = 1 k Mn stereo

9...25V

0-

Ï4 IC1

®-£

zie tekst

< *

u i L )a

's

"1

Ub

5

O^U2

®

Figuur 4. Bij de bouw moet er zoals gebruikelijk goed op gelet worden dat het IC en de dioden niet verkeerd om worden gemonteerd. Figuur 5. Zo zou men bijv. de LED's op de frontplaat kunnen plaatsen. De buitenste LED's geven de vier windrichtingen aan, de middelste LED stelt het gat voor waarin de "kogel" moet worden gerold. Figuur 6. De schakeling past met gemak in bijna elk kastje. Met een stuurknuppelpotmeter wordt het spel nog echter.

Onderdelenlijst

I

^ö —

I

R1,R2,R5. . .R8.R11.. .R13 = 10 kQ. R3,R4,R9,R10,R14 = 1 kQ. P1.P3 = 47 (50)-kQ-potmeter, lin. P2 = 1 kQ-potmeter, stereo D1. . .D4 = LED, rood. D5 = LED, groen T1,T2 = BC547B IC1 = LM 324

o-l1"1

Diversen: 9 V batterij Elexprint formaat 1 Kosten: ca. f 25,— (zonder batterij)

N (rood)

E5*Sa

W (rood)

r^:T1

Put (groen)

Z (rood)

EwTI

O (rood)

eerder om dan A1. De spanning u-| blijft konstant totdat de referentie-spanning op punt U a is bereikt. Dan schakelt ook A1 om, maar dan naar de positieve voedingsspanning. Het bereik tussen U a en Ut, noemt men het spanningsvenster; de breedte ervan kan veranderd worden door de referentie-spanning (met P) te variëren. Is het venster klein (dus als het gat niet erg diep is), dan wordt het ook moeilijker om de kogel in het gat te krijgen. Voor de regeling van de vensterdiskriminatoren wordt in het schema (figuur 1) een stereopotmeter gebruikt, waarmee men tegelijk het N-Z- en het OW-venster kan beïnvloeden. Het is natuurlijk ook mogelijk om twee losse potmeters te gebruiken. De in totaal vier uitgangen van de beide vensterdiskriminatoren sturen elk een van de rode LED's. Als de kogel zich niet in een van de beide spanningsvensters bevindt, dan licht bijv. een van de beide N-Z-LED's op. Die LED dooft pas als de ingangsspanning van de komparatoren (op de loper van P1 of P3) binnen het bereik van het desbetreffende spanningsvenster komt. Lukt het de speler om de " k o g e l " zo te manipuleren dat de ingangsspanningen beide binnen het bereik van de vensters liggen, dan gaan alle LED's uit. De serieweerstanden R3, R4, R9 en R10 begrenzen de stroom die door de LED's loopt. Via R5, R6, R11 en R12 wordt de basis van T1 aangestuurd. T1 geleidt alleen als tenminste een van de rode LED's oplicht. Zijn alle rode LED's uit,dan sperrt T1. In dat geval is er voldoende spanning om T2 open te sturen en daarmee de groene LED D5 op te laten lichten.

De o p b o u w Voor de bouw van het

kogelspel heeft men een standaard Elex-printje formaat 1 nodig, dat aardig vol wordt gebouwd (zie figuur 4). Veel onderdelen, zoals bijv. alle LED's en de potmeters worden niet rechtstreeks op de print gesoldeerd, maar voorzien van voldoende lange aansluitdraden die met stekkertjes op printpennen worden gestoken. De vier OPAMP's zijn allemaal ondergebracht in één IC. Bij de keuze van een passend kastje kan men zijn fantasie zijn gang laten gaan. Bovendien kan men natuurlijk voor P1 en P3 een stuurknuppel-potmeter gebruiken. Heel praktisch, omdat de " k o g e l " dan met één hand gestuurd kan worden. Het ziet er trouwens ook realistischer uit dan een paar schuifpotmeters. Voor P2 nemen we een stereo potmeter met een draaiknop. Eventueel kan om de potmeter nog een schaal worden aangebracht met de moeilijkheidsgraad. Hoe het komplete spel er uit zou kunnen zien, toont figuur 6. Tot slot nog een opmerking: als men in plaats van een stuurknuppel-potmeter twee normale draaipotmeters gebruiken wil, kan worden volstaan met de goedkoopste typen. De waarde van de potmeters maakt niet zoveel uit. Waarden van 1 kQ tot 1 MQ zijn bruikbaar.

• •• %% • •• ' • •• •• ' ' • • •• ' • •• ' • •• ' .

• • •

llfl

• • • • •••• •• •• • ••••• • ••• : ••• ••• • ••• •••• • ••• • •• • • • • •

•••••

•

1

I

1

• •• < • •• i

• • •

"Rien ne va plus", zegt de croupier. De roulette gaat draaien en gespannen kijkt iedereen toe als het balletje steeds langzamer over de rode en zwarte velden rolt en tenslotte bij een bepaald getal stopt. Voor vreugde of teleurstelling is weinig tijd, want de volgende ronde begint en hoopvol worden de nieuwe inzetten geplaatst. Tegen beter weten in, want de enige echte winnaar is de exploitant van het casino. Voor lezers die hun speel-

1

ï

N

1

drift willen uitleven zonder ernstige financiële konsekwenties is het hier beschreven ontwerp misschien wel wat. Alles verloopt elektronisch en dat is maar goed ook, want de mechanische eisen die aan een roulette gesteld moeten worden zijn niet mis. Tien in een kring opgestelde LED's simuleren het balletje. Het geluid dat het balletje maakt, wordt geleverd door een toongenerator die tevens de snelheid van de bal regelt. Buitengewoon

©

©

3

•

i

realistisch dus; het enige wat nog ontbreekt is het geroezemoes op de achtergrond en het gerinkel van glazen. Mischien kunt u daar wat familieleden en bekenden voor inschakelen.

De schakeling Het blokschema van figuur 1 onthult, hoe eenvoudig het geheel is opgebouwd. Blok A is een AMV, een astabiele multivibrator, die een toon opwekt waarvan

de frekwentie langzaam afneemt tot nul. Via het bufferblok B komt die frekwentie ook terecht in blok C. Dat blok bevat twee TTL-IC's: een decimale teller en een dekoder. Samen zorgen die ervoor dat de LED's in de goede volgorde worden aangestuurd. Figuur 2 geeft het volledige schema. De multivibrator is een kombinatie van een NPN- en een PNP-transistor (T1 en T2). Zou R2 direkt verbonden zijn met de positieve voedingsspanning, dan zou de A M V oscilleren op een konstante frekwentie. Dat is natuurlijk niet de bedoeling; daarom zijn R1 en C2 aangebracht. Als de drukschakelaar S1 wordt gesloten, laadt C2 zich betrekkelijk langzaam op via R1. De laadspanning van de kondensator is ook de basisspanning van T1 en als zodanig heeft deze een duidelijke invloed op de frekwentie. Zodra dus de "croupier" op de knop drukt, zien de spelers dat de " b a l " gaat rollen, eerst langzaam, dan steeds sneller. Wordt de knop losgelaten, dan neemt de frekwentie weer langzaam af omdat C2 zich via R2 en de basis van T1 ontlaadt. Als de frekwentie tenslotte nul is, staat het balletje stil. De hier beschreven multivibrator fungeert eigenlijk als een spanningsgestuurde oscillator. De maximale frekwentie wordt bepaald door de waarden van C2 en R2. Wie de maximale snelheid van het balletje te hoog of te laag vindt, kan daar dus

© Figuur 1. Het blokschema is een goed hulpmiddel om snel te kunnen overzien, hoe een schakeling w e r k t .

5V

s

^*© 100M 16 V

1

©

D1. « ff u

2M2

16 V

©

oo

IC2 CUKA

7 4

g

0

Qc

OA

fe>€)

8

13

QB

CLK B , R0I1) R9 [II RO (2) R9 121 10

rr

IC1 74145

1

^ Mv'

(7445)

BC 547B

y D1

HW' ^-®

D 1 0 = l O x LED

8" ~hfï \<4* < Figuur 2. Een eenvoudige schakeling, die u urenlang spanning en plezier kan bezorgen. Figuur 3. Als u precies volgens deze tekening werkt, kan er (vrijwel) niets misgaan.

Onderdelenlijst R1 = 47 kïï R2 = 100 kQ R3 = 10 Q R4.R6 = 1 kQ R5 = 120 Q Cl = 100 ^F/16 V C2 = 220^iF/16 V C3 = 100 nF C4

= 2,2JJF/16 V

D1...D10 = LED (rood, groen of geell T1.T3 = BC 547B T2 = BC 557B IC1 = 74145 (7445) IC2 = 7490 of 74LS90 Diversen:

l—O 10

fOsOHI-O

lo?

mmSiMSSmm J»

1 Elex-print, formaat 1 1 luidspreker 8 Q/0,5 W S1 = drukschakelaar 1 x aan 20 soldeerpennen (1,2 mm <> j) 1 IC-voetje 14-pins 1 IC-voetje 16-pins soepel montagedraad, montagemateriaal, behuizing, enz. Materiaalkosten inklusief print en luidspreker, exklusief voeding: ca. f 25,—

naar hartelust mee experimenteren. Het oscillatorsignaal is te horen door de luidspreker. Dat geeft een geluid dat synchroon loopt met het aan- en uitgaan van de tien LED's. De buffertrap met T3 heeft alleen tot taak het uitgangssignaal van de oscillator op voldoende nivo te brengen om IC2 aan te sturen. Blok C zorgt ervoor dat het balletje behalve hoorbaar ook zichtbaar wordt. IC2 telt de impulsen die via pen 14 binnenkomen. Het resultaat wordt in binaire vorm op de vier uitgangen Q A tot en met Q Q gezet. Na telkens tien impulsen worden alle uitgangen " l a a g " en begint het tellen opnieuw. In tabel 1 is precies te zien welke signalen er na iedere volgende impuls aan de uitgang verschijnen. Wie het onbegrijpelijk vindt dat je met vier uitgangen tot tien kunt tellen, moet zich maar voorstellen dat de uitgangen D, C, B en A respektievelijk de getallen 8, 4, 2 en 1 voorstellen. Enig rekenwerk leert dan al snel dat het echt klopt. Deze manier om getallen weer te geven heet

"BCD-code" (Binary Coded Decimal). In feite zouden we nu op de uitgangen van IC2 vier LED's kunnen aansluiten om de zaak speelklaar te krijgen. Alleen omdat de meeste mensen niet binair kunnen tellen, is IC1 noodzakelijk. Dit IC zet de binaire informatie om in de voor ons wat meer vertrouwde decimale vorm. Hoe dat gebeurt, is te zien in tabel 2. IC1 heeft tien uitgangen en na iedere tel wordt een volgende uitgang "laag". Dit IC heet daarom een BCD-decimaal-dekoder. Op de uitgangen kunnen direkt de tien LED's worden aangesloten. Aan de andere kant zijn de LED's via R5 verbonden met de voedingsspanning. Een uitgang die " h o o g " is, voert een spanning van ongeveer 5 volt. De aangesloten LED brandt dan niet. Zodra een uitgang " l a a g " wordt (ongeveer 0 volt) kan er een stroom gaan lopen en dan brandt de LED wel.

Montage Net zo eenvoudig als de

10

a:*m

•

9

8

7

•

6

START

®

5

•

4

•

3

•

a

•'

schakeling is het nabouwen op een Elex-print, formaat 1. In figuur 3 is aangegeven waar de diverse onderdelen en doorverbindingen moeten komen. Het is verstandig, met de draadbruggen te beginnen; streep ze af op de bouwtekening, dan weet u zeker dat u er niet een vergeet. Daarna volgen de IC-voetjes en dan de weerstanden, kondensatoren en transistors. Drukschakelaar S1, de luidspreker en de LED's worden natuurlijk niet op de print gemonteerd, maar vanaf het speelveld via kabels verbonden met soldeerpennen op de print. De anodeaansluitingen van alle LED's komen aan het gemeenschappelijk aansluitpunt M. De voedingsspanning moet 5 volt bedragen; een 4,5-volt batterij is eventueel bruikbaar, maar de levensduur zal niet zo lang zijn omdat TTL-IC's nogal wat stroom trekken. De standaardvoeding uit Elex, juni 1984, kan hier goede diensten bewijzen. Om katastrofes te voorkomen moet hij dan wel worden voorzien van een 5-volt spanningsregelaar.

Het speelveld Hoe dat eruit komt te zien, laten we met een gerust hart aan de inventiviteit van onze lezers over. De uitvoering van figuur 4a komt het meest overeen met een echte roulette. Nog realistischer wordt het als de genummerde velden afwisselend in rood en zwart worden uitgevoerd. De luidspreker kan in het midden gemonteerd worden. Wie principieel tegen kansspelen is, kan de uitvoering van figuur 4b kiezen. Dan is het een behendigheidsspel, waarbij het er om gaat op een zo hoog mogelijk getal uit te komen. De maximale snelheid van de oscillator zal dan wel wat verlaagd moeten worden. Bij het inschakelen van de voedingsspanning zal één van de LED's gaan branden. Welke, dat hangt af van het toeval. Als vervolgens de knop wordt ingedrukt, gaat het balletje rollen. Er moet goed op worden gelet, dat de knop niet mag worden losgelaten voordat de maximale snelheid is bereikt. En dan: Rien ne va plus. . .

1 85609X-4

Figuur 4. Enige ideeën voor de uitvoering van het speelveld. Met een beetje fantasie kan het natuurlijk nog veel mooier.

Tabel 1.

decimaal D 0 -1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tabel 1. Het verband tussen de decimale getallen 0 t / m 9 en de binair gekodeerde uitgangstoestand van het teller-IC 7490.

Tabel 2. Het verband tussen de binair gekodeerde ingangsinformatie en de toestand van de uitgangen bij het dekoder-IC 74145.

uitgangen C B A

L L L L L L L L H H

Low High

L L L L H H H H L L

L L H H L L H H L L

L H L H L H L H L H

"0" "1"

Tabel 2.

inga nge n C B A

decimaal

D

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

L L L L L L L L H H

L L L L H H H H L L

L = LOW =

U

H = High = " 1 "

L L H H L L H H L L

L H L H L H L H L H

0

1

2

3

L H H H H H H H H H

H L H H H H H H H H

H H L H H H H H H H

H H H L H H H H H H

jitgangen 4 5 6 H H H H L H H H H H

H H H H H L H H H H

H H H H H H L H H H

7

8

9

H H H H H H H L H H

H H H H H H H H L H

H H H H H H H H H L

Philips heeft onlangs een nieuwe serie Mini "In hel oor"-hoortoestellen (M30-serie) op de markt gebracht. De apparaatjes zijn nauwelijks groter dan een parel, zodat ze nagenoeg geheel in de gehoorgang kunnen worden geplaatst. Door het formaat en doordat uitwendige slangetjes ontbreken, zijn de toestellen in het dragen vrijwel onzichtbaar.

bijna

te dragen Modulair systeem De nieuwe hoortoestellen zijn door Philips ontwikkeld volgens een uniek, modulair concept. Het apparaatje bestaat uit twee, aan elkaar vast te klikken delen: op het ene deel bevindt zich alle elektronica, het andere is een " l e e g " oorstukje. Het oorstukje wordt voor iedereen apart gemaakt, zodat de pasvorm altijd optimaal is. Het elektronica-gedeelte daarentegen is universeel en is, naar gelang de mate van hardhorendheid, in drie typen verkrijgbaar. Mocht de vorm van de gehoorgang in de loop der tijd veranderen — bij voorbeeld bij kinderen in de groei — dan hoeft alleen een nieuw oorstukje te worden aangemeten; het "oude" elektronicastukje wordt er vervolgens gewoon weer aangeklikt.

Foto 1. Het nieuwe modulaire hoortoestelletje, dat Philips onlangs op de markt heeft gebracht en dat nagenoeg geheel in de gehoorgang kan worden geplaatst.

Akoestische voordelen Dankzij het kliksysteem kan het hoortoestel a la minute

worden vervangen en hoeft de drager bij reparatie niet meer zonder te zitten. Bovendien zijn er akoestische voordelen: minimale vervorming, zeer goede weergave van medeklinkers en minder last van eventuele hinderlijke fluittonen. De bediening is eenvoudig, terwijl het aanpassen en de service geheel in handen van de audiciën blijven. De Audiological Equipment Division binnen Philips Export B.V. verwacht dat de M30-serie tot een expansieve groei in de hoortoestellenverkoop zal leiden. Recente ervaringen in de Verenigde Staten met "in het oor"-hoortoestellen rechtvaardigen die verwachting. Sinds de introduktie van die typen is de Amerikaanse markt van hoortoestellen met circa veertig percent gegroeid.

Eerst naar de huisarts Wat is de gang van zaken indien iemand een M30-hoortoestel wil aan-

Foto 2. Een stukje hoortoestelontwikkeling. De slang dateert van voor de tijd dat de elektronica haar intrede deed in deze branche. Links een tweetal kasttoestellen, in het midden een drietal "achter het oor"-toestellen en de nieuwste, tevens kleinste loot aan de stam: het Mini " I n het oor"-toestel.

schaffen? Allereerst gaat hij naar zijn huisarts of KNOarts en vervolgens naar een audiciën, die met behulp van een door Philips geleverde meetmal nagaat of de gehoorgang groot genoeg is voor een Mini "In het o o r " toestel. Blijkt dat inderdaad het geval, dan plaatst de audiciën een universeel industriemodel. Dat past dan wel niet exakt, maar de klant ervaart dan alvast wat en hoe hij met zo'n toestel zal horen. Bevalt het de klant, dan maakt de audiciën met behulp van siliconenmateriaal een afdruk van de gehoorgang. Het vorm-

pje wordt vervolgens opgestuurd naar het laboratorium, dat dan het uiteindelijke holle oorstukje maakt, uiteraard van vochten transpiratiebestendig materiaal. Ten slotte klikt de audiciën het universele elektronica-deeltje erop en plaatst het geheel in het oor van de klant. Het M30-systeem is ook geschikt voor kleine kinderen. Omdat het toestelletje niet in de gehoorgang van een klein kind past, wordt het in het hart van de oorschelp, de concha, geplaatst. Op latere leeftijd, als de gehoorgang groot

genoeg is geworden, kan een oorstukje worden gemaakt, waarop dan het elektronicadeeltje kan worden vastgeklikt, waarna het geheel alsnog grotendeels in de gehoorgang kan worden geplaatst. In dat geval hoeft dus alleen het oorstukje te worden vernieuwd.

Philips Persdienst, Postbus 523, 5600 AM Eindhoven

"Doe me een LED van 12 V ! " "Wat?". De klant grommend: "Een rode LED van 12 V graag!". Vertwijfeld graait de handelaar in een van de vele honderden plastic bakjes van zijn voorraad om het gewenste onderdeel te pakken. Hij heeft het al lang opgegeven om zijn kleine maar ook vaak grote klanten steeds maar weer uit te leggen dat er LED's zijn in allerlei maten en vormen, dat ze verkrijgbaar zijn in rood.

weerstand, spanning en diode te brengen. De werking van LED's is in principe het zelfde als die van hun niet lichtgevende kollega's: de dioden. Een LED kan men net als een diode zien als een polariteits-afhankelijke schakelaar: slechts in een richting (doorlaatrichting; de plus aan de anode en de min aan de kathode) laten ze de stroom door, in omgekeerde richting sperren ze. In de doorlaatrichting valt er

toestand kan een LED gezien worden als een gesloten stroomvoerende schakelaar. Tussen de bronspanning en LED dient derhalve een weerstand geschakeld te worden die de rest van de spanning voor zijn rekening neemt (dus het verschil tussen de voedingsspanning en de drempelspanning van de LED). De schakeling uit figuur 2 is dus een spanningsdeler: 1,6. . .2,7 V van de batterijspanning, (hier 4,5 V)

over LED's en voorschakelweerstanden groen, geel en als het per se moet ook in het blauw, maar dat LED's nooit of te nimmer verkrijgbaar zijn voor een bepaalde spanning. Om in de toekomst menige elektronicahandelaar in ons land voor frustraties te behoeden met betrekking tot LED's zullen we nu proberen om wat GaAs*-licht in de duistere samenhang tussen stroom,

staat over de LED, die als gevolg van de stroom die er gaat lopen oplicht. De resterende spanning dus 2,9. . .1,8 V valt over de weerstand. Tussen deze twee spanningen is echter een verschil op te merken: de spanning over de LED is tamelijk konstant, terwijl de spanning over de weerstand van de batterij afhangt. Voor de

afhankelijk van de kleur een drempelspanning van 1,6. . . 2 , 7 V over de LED (zie tabel 1). Bij een siliciumdiode is deze spanningsval maar rond 0,7 V, maar deze geeft ook geen (zichtbaar) licht!. Van de andere kant moet er wel op gelet worden dat de LED niet meer spanning dan 1,6. . .2,7 V over zich heen krijgt, want in geleidende

LED Ub = 4,5 V

U|_ED-1.6...2,7\

<J> *

0

Tabel 1 kleur

0 ©

Figuur 2. LED's hebben een voorschakelweerstand nodig. De waarde van deze weerstand hangt af van de voedingsspanning en de gewenste LEDstroom. Tabel 1. LED's met verschillende kleuren hebben verschillende drempelspanningen. Bij het berekenen van de voorschakelweerstand moet hiermee rekening worden gehouden. In sperrichting kan een LED maar een kleine spanning verdragen.

t I

Figuur 1. De kathode van een LED is duidelijk te herkennen aan 3 kenmerken: de kathode heeft de kortste aansluitdraad, bevindt zich aan de afgevlakte zijde van de LED en is in de LED zelf te herkennen aan de grootste elektrode. Een LED dient altijd met de kathode aan de min van een spanningsbron te worden gelegd (denk aan KNAP: Kathode Negatief, Anode Positief)

rood rood (fel) geel

lichtsterkte mCd 1 3 2,5 2,5

LED-stroom mA 20 20 20 20

(440) (450) (É=50) ( 4 50)

LED-spanning V 1.6 2,2 2,4 2.7

(42,0) (43,2) (^3,2) (43,2)

max. sperspanning V

weerstand geldt de Wet van Ohm: U = I x R of I = ^ . Volgens deze wet van Ohm geldt dus dat de stroom in de kring afhangt van de voedingsspanning en van de weerstand. De formule I = U/R wil zeggen dat de stroom I die door de weerstand loopt, zich richt naar de spanning U over de weerstand en de weerstandswaarde R. De dimensionering is: stroom I in A, spanning U in V en de weerstand R in Q 1 = 1 V/A). Laten we aannemen dat de drempelspanning van de LED uit figuur 2 2,2 V is, en dat de weerstand R = 100 Q. Dan volgt daaruit:

Tabel 2. Deze waarde moet de voorschakelweerstand afhankelijk van de bronspanning, type LED en LED-stroom hebben. Weerstandswaarde en vermogen zijn afgerond tot standaardwaarden. Hierdoor wijken de echte stroomwaarden iets af van de in de tabel aangegeven waarden. De laatste regel maakt duidelijk dat het onverstandig is om LED's aan te sluiten op het lichtnet. De totale energie van de schakeling met LED en voorschakelweerstand w o r d t in de weerstand in warmte omgezet.

U = 4,5 V -

2,2 V =

2,3 V. 23V 100 Q - 0,023 A 23 mA. 23 mA is een bruikbare waarde die maar weinig afwijkt van de typische waarde van 20 mA. Hoe hoger de LED-stroom, hoe groter de lichtopbrengst van de LED is. Een normale LED kan een stroom verdragen tot max. 50 mA. In de meeste gevallen zal men bij

het ontwerpen van een LED-schakeling uitgaan van een bepaalde gewenste stroom. Voorbeeld: de LEDstroom in figuur 2 moet 40 mA worden in plaats van 23 mA. Omdat we nu de weerstand R moeten berekenen schrijven we de Wet van Ohm om tot R We krijgen dan: R

I'

2,3 V

2,3

40 mA

0,04

57,5 Q. In de praktijk zal men een standaardwaarde van 56 Q gebruiken. Om U wat rekenwerk te besparen hebben we enige vaak gebruikte waarden van voorschakelweerstanden bij verschillende bedrijfsspanningen afgedrukt in tabel 2. Ook is aangegeven welk vermogen de weerstand moet kunnen verdragen, want de stroom door en de spanning over de weerstand zorgen er voor dat hij warm wordt en dat is iets waartegen een weerstand maar in beperkte mate bestand is. Bij hogere spanningen moet men weerstanden gebruiken met grotere vermogens. Om dit vermogen zelf uit te rekenen maakt men gebruik van de formule: P = I x R waarbij

P in watts wordt weergegeven, I in A en R in Q. In ons laatste voorbeeld is het vermogen: P = (40 mA) 2 x 56 Q = 0,04 A x 0,04 A x 56 Q = 0,09 W = 90 mW. Het rendement, dus hoeveel licht men voor hoeveel elektrische energie krijgt, ligt bij LED's met 5 . . .10% behoorlijk hoog. Dit rendement wordt echter door het energieverlies in de voorschakelweerstand teniet gedaan. Het is daarom niet aan te bevelen om LED's aan te sluiten op hogere spanningen. De regel "220 V " (gelijkstroom!) in tabel 2 dient dus eigenlijk meer als afschrikking. Hoe LED's toch zijn aan te sluiten op 220 V wisselstroom zullen we in het volgende nummer uit de doeken doen.

*GaAs = gallium arsenide, het halfgeleider materiaal waar LED's uit gemaakt w o r d e n .

Tabel 2

Lichtkleur LED-spanning LED-stroom voedingsspanning 3 V 4,5 V 5 V 6 V 7,5 V 8 V 9 V 10 V 12 V 15 V 18 V 20 V 220 V ( = !)

r o o d (standaard) 1,6 V 10 m A

150 Q / i / 8 270 Q/1/8 330 Q/1/8 470 Q/1/8 560 Q/1/8 68 Q/1/8 680 Q/1/8 820 Q/1/8 1 kQ/1/8 1,2 k Q / 1 / 8 1,5 k Q / 1 / 4 1,8 k Q / 1 / 4 22 k Q / 5

r o o d (fel) 2,2 V 10 m A

20 m A W W W W W W W W W W W W W

68 Q/1/8 150 Q/1/8 180 Q/1/8 220 Q / i / 8 270 Q / 1 / 8 330 Q / 1 / 4 390 Q / 1 / 4 390 Q / i / 4 470 Q/1/4 680 Q/1/2 820 Q/1/2 1 kQ/1/2 10 k Q / 5

W W W W W W W W W W W W W

82 Q/1/8 220 Q/1/8 270 Q / 1 / 8 390 Q / i / 8 560 Q / i / 8 560 Q / i / 8 680 Q/1/8 820 Q/1/8 1 kQ/1/8 1,2 k Q / 1 / 8 1,5 k Q / 1 / 4 1,8 k Q / 1 / 4 22 k Q / 5

geel, g r o e n 2,4 V 20 m A

W W W W W W W W W W W W W

39 Q/1/8 120 Q / i / 8 150 Q / i / 8 180 Q/1/8 270 Q/1/8 270 Q/1/8 330 Q/1/4 390 Q/1/4 470 Q/1/4 680 Q/1/2 820 Q/1/2 820 Q/1/2 10 k Q / 5

10 m A

W W W W W W W W W W W W W

56 Q/1/8 220 Q/1/8 270 Q/1/8 330 Q/1/8 470 Q / 1 / 8 560 Q / 1 / 8 680 Q / 1 / 8 820 Q / 1 / 8 1 kQ/1/8 1,2 k Q / 1 / 8 1,5 k Q / 1 / 4 1,8 k Q / 1 / 4 22 k Q / 5

20 m A

W W W W W W W W W W W W W

27 Q / i / 8 100 Q/1/8 120 Q / 1 / 8 180 Q / 1 / 8 270 Q / 1 / 8 270 Q / 1 / 8 330 Q/1/4 390 Q/1/4 470 Q/1/4 680 Q/1/2 820 Q/1/2 820 Q/1/2 10 k Q / 5

W W W W W W W W W W W W W

reset-toets voor huiscomputers

takt maakt zolang hij wordt ingedrukt. Als de schakelaar klein genoeg is kan hij bij de ZX-81, en ook bij de Spectrum, in de kast gemonteerd worden. Let bij het solderen op dat geen kortsluiting ontstaat met de aangrenzende kontakten!

C o m m o d o r e VIC 20 en C-64 Ook de CPU's die door Commodore worden toegepast (de 6502 in de VIC 20, en de 6510 in de C-64) beschikken over een resetaansluiting, maar deze funktioneert op een andere

1 SPECTRUM

| f"

• I

1.J i|

ZX-81

s (

! J 2- | | I | | | I |

Figuur 1. De aansluitingen die we voor de reset-toets nodig hebben bevinden zich bij de ZX-81 en de Spectrum op de uitbreidingsbus aan de achterzijde van de behuizing. Het aansluiten van de draden doet men bij voorkeur aan de binnenzijde. Houdt hierbij de sol deerlassen zo ver bij de sleuf vandaan dat een uitbreidingsmodule nog zonder problemen kan worden

* ROMCSl A4| ASl A6l A7| A8i A9| A10| Alll A12| A13| A14l A15l

| N

IS"

| 1

|NMi

A2|

|D3

" >•

|06 1 |02 1 |D1 | | 0 V I |D0 inkeping | inkeping |RAMCS | 9 V | AOl

ï 1 ovj

5 V |

1 1

lol \El

l£j

A1|

.

rèi

|ÏNT |D4

|D7

"' A9 |

| A10 I A8 I RFSH | MÏ I -12 V 1 +12 V I WAÏT j -5 V I WR | RD v i | ÏÖRÜQ v | | MEMREO. Vidao | | HALT 0V | 1 lORQGE | 1 A3 | | D4 | D3 AI i i | DS A0 | | D6 CK | | D2

|J i l

P

, J 1

|

|

OVA 1 oi

0 V | | DO inkeping inkeping 9V | 5 V | |D7 A12 I | A13 A14 j f A15

">

co

1

1

BUSAK | ROMCS 1 A4 | A5 1 A6 1 I A7 | 1 RESET^ • BUSRQ | u |

LRESET I 1 BUSRQ V|WAIT ^ ^ | BUSAK ] >v |WR ^ | RD 1 |ÏÖ~RQ 1 |MREQ | [771 JHATT J lol

A3|

V"

I •

—l |

IRFSH

-1 A

11II

Deze computers mogen dan tot de best verkochte produkten van de fabrikant behoren, maar een resettoets hebben ze geen van

Deze is zowel bij de Spec trum als bij de ZX-81 verbonden met de uitbreidingsbus. Zodra deze reset-pen aan massa wordt gelegd, onderbreekt de processor zijn werkzaamheden. Wordt nu de massaverbinding weer opgeheven, dan start het programma bij het eerste ROM-adres waar de initialïseringsroutine begint. Er wordt bepaald hoeveel geheugenruimte beschikbaar is, en vervolgens wordt deze volgeschreven met nullen. Het inbouwen van een reset-toets is eenvoudig; figuur 1 toont de bedrading. Kies voor de reset-toets een schakelaar die, net als de knop van een deurbel, kon-

derdel

Sinclair-Spectrum en -ZX-81

beide. Misschien heeft men bij Sinclair gedacht dat de opzet van het systeem een reset-toets overbodig maakt, omdat men door het uittrekken van de net- of voedingssteker hetzelfde resultaat bereikt. Maar toch loont het de moeite een dergelijke toets in te bouwen. Ten eerste laat de computer zich dan makkelijker bedienen, ten tweede wordt zo elke schade die door een onderbreking van de voedingsspanning zou kunnen ontstaan bij voorbaat uitgesloten. De CPU die in beide computers is toegepast (de Z80 A) beschikt wel degelijk over een reset-aansluiting.

23A

De laatste regel van een zelfgeschreven programma is ingevoerd. De verwachtingen zijn hoog gespannen als tenslotte de ENTER- of de RUN-toets wordt ingedrukt. Wat zal zich op het beeldscherm gaan afspelen? Helaas! Van de verwachte grammofoonplatenkatalogus is niets te bekennen. Wij kijken beteuterd naar een leeg beeldscherm en moeten konkluderen dat er bij het programmeren iets is misgegaan. Het kan zelfs gebeuren dat de computer op geen enkele maatregel meer reageert, ook niet als we hem via de BREAK- of RETURN-toets tot de orde proberen te roepen. In dat geval is hij doorgaans in een eindloze lus terecht gekomen waar hij zonder noodgrepen van onze kant niet meer uit komt. Bij sommige huiscomputers zijn we dan aangewezen op een paardemiddel: de netsteker uit de kontaktdoos trekken en vervolgens er weer in steken; (nee, een netschakelaar is niet altijd aanwezig, want sommige fabrikanten vinden zo'n ding overbodig). Het zal echter duidelijk zijn, zelfs voor beginners op het gebied van de computertechniek, dat we door deze procedure de informatie die in de RAM was opgeslagen voorgoed zijn kwijtgeraakt.

U. Schutte

|

>

1

l

f

SERIAL l/O

Figuur 2. De weerstand van 220 Ohm die met de schakelaar in serie is geschakeld, is bij de Commodore niet nodig. De serial l/O-bus telt slechts enkele aansluitingen, zodat de kans op vergissingen niet groot is. Als w e de draden aan de soldeerlippen van de bus willen solderen is het ook hier noodzakelijk de kast te openen. De tekening geeft het buitenaanzicht van de bus. Figuur 3. Deze tekening laat zien waar het resettoetsje bij de w a t nieuwere modellen moet worden aangebracht.

manier. Ook deze processoren onderbreken hun werk als de reset-pen met massa wordt verbonden, maar daarna wordt, anders dan bij de Z80, opnieuw gestart door de laatste geheugenplaats te onderzoeken. Hier is de "Reset Vektor" ondergebracht, die gekoppeld is aan het initialiseringsprogramma van de ROM's. Dit programma schrijft echter het werkgeheugen niet vol met nullen, zodat de aanwezige gegevens behouden blijven.

Veel elektronica-tijdschriften (onze grote broer Elektuur bijvoorbeeld) drukken bij hun schakelingen ook printontwerpen af. Zwart op wit staat daar precies aangegeven, hoe de koperbanen moeten lopen. De lezer hoeft het ontwerp alleen nog maar over te brengen op een lichtgevoelige printplaat; na het ontwikkelen, etsen en boren is de print dan klaar. Nu levert dat overbrengen nogal eens wat problemen op. De mooiste methode is het maken van een tussennegatief; jammer genoeg is dat ook de duurste. Wij

A

B

C

D

E

F

H

3

K

L

M

N

Programma's in machinetaal kunnen zonder verdere procedures weer gestart worden. Bij programma's in BASIC dient echter op het volgende te worden gelet: bij het indrukken van de reset-toets worden de beide eerste bytes (de zgn. "Linkbytes") gewist. Om de listing en de editing van het programma weer op te kunnen pakken moeten we eerst met behulp van een POKE-instruktie de uitgewiste informatie herstellen. Bij de C-64 gaat dit als

volgt: POKE 2050, 10 (RETURN) 0 REM (RETURN) Bij "oudere" Commodorecomputers is de resetaansluiting verbonden met de serial-l/O-bus. Figuur 2 toont om welke kontakten het gaat. De draden van de schakelaar kan men het beste op de aansluitlippen van de bus (dus aan de binnenzijde van de kast) solderen. Wie de kast liever niet open maakt, kan de schakelaar aan een passende steker solderen.

Bij de wat recentere C-64-modellen moet het resetkommando via de userport worden gegeven, omdat is gebleken dat resetten via de l/O-bus soms storingen in de randapparatuur veroorzaakt. Waar bij deze machines het resetknopje moet worden aangebracht, zien we in figuur 3 (print van achteren gezien): tussen pen 1 (massa) en pen 3 (RESET). C-64-bezitters dienen dus eerst met een draadbrugje of zo na te gaan waar bij hun machines de reset-aansluiting zit.

hebben het eens geprobeerd met een kopieerapparaat en dat leverde sukses op. Als u kunt beschikken over een apparaat waarmee behalve normale kopieën ook transparanten voor overheadprojektoren kunnen worden geproduceerd, dan zit u waarschijnlijk goed. Het enige probleem is de dekking: lichtgevoelige printplaten hebben een zeer kontrastrijk negatief nodig. Dat is echter eenvoudig op te lossen door drie of vier transparanten precies op elkaar te leggen. Let er dan wel op, dat er geen stofdeeltjes tussen de afzonderlijke lagen terechtkomen; dat zou een onscherp resul-

taat kunnen opleveren. Om bij het belichten onscherpte te voorkomen, moet het licht zo verticaal mogelijk door de transparanten heen schijnen; hang daarom de lichtbron hoog.

Grotere vlakken worden bij het kopiëren vaak niet voldoende gedekt. Dat kan eenvoudig worden gekorrigeerd met een watervaste viltstift.

tentalarm Voor de zonnebrandliefhebbers onder ons wordt het langzamerhand weer eens tijd om de tent tussen de mottenballen vandaan te halen voor een uitgebreide inspektie, alvorens op weg te gaan naar het zonnige zuiden. Die zon heeft helaas ook zijn schaduwkanten; er lopen daar nogal wat mensen rond die het hebben voorzien op uw eigendommen. En aangezien het een koud kunstje is om in te breken in een tent, is een alarminstallatie een investering die zichzelf in korte tijd terugbetaalt. Het hier beschreven alarm is licht en zo klein, dat het in een kassettedoosje past. Ondanks dat produceert het een aanzienlijk lawaai.

Het principe De tent wordt beveiligd door een draad, die met de ingangen A en B van de schakeling een gesloten stroomkring vormt (figuur 1). Als deze kring ergens wordt onderbroken,

beginnen de beide oscillatoren N1 en N2 te werken, en uit de zoemer klinkt een enerverend gepiep. Hoe harder dat klinkt, des te groter is de kans dat de ongenode gast wordt verjaagd of dat u en uw medekampeerders worden gealarmeerd. Daarom wordt het oscillatorsignaal door N3 en N4 nogmaals versterkt.

De schakeling Het signaal wordt opgewekt door de beide Schmitttriggers NI en N2, die hier als blokgolfoscillatoren geschakeld zijn. Het uitgangssignaal wordt via een weerstand en een met massa verbonden kondensator teruggekoppeld naar een van de ingangen. Met behulp van de potmeters kan de frekwentie worden beïnvloed. Als de verbinding van A naar B onderbroken is, ligt ingang 12 van N1 via R1 aan de voedingsspanning. Dat betekent dus een logische " 1 " op die ingang. De

andere ingang van de poort, pen 13, ligt logisch op " 0 " omdat kondensator C1 niet geladen is. Volgens de waarheidstabel voor een NAND-poort (figuur 1) resulteert dat in een " 1 " op de uitgang van die poort. Door deze spanning wordt via P1 en R2 kondensator C1 opgeladen. Pen 13 wordt daardoor " 1 " . Nu zijn beide ingangen logisch " 1 " , zodat de uitgang " 0 " wordt. Daardoor wordt C1 ontladen en

het hele procédé herhaalt zich van voren af aan. Hetzelfde verhaal geldt natuurlijk voor de andere NAND-poort; alleen ligt daar de frekwentie veel lager, omdat de waarde van C2 veel groter is. De uitgangssignalen van N1 en N2 worden door N3 gemengd en versterkt. Dat mengen gaat als volgt: als aan ingang 1 van N3 een logische " 1 " ligt, wordt het van N1 afkomstige signaal

Figuur 1. Deze alarmschakeling is zo klein, dat hij in iedere tent een plaatsje vindt.

-s c:: •/f

Waarheidstabel (IMAND)

aansluiting

N1 . . . N4 = 4093

^Ë>

1

2

3

0 0 1 1

0 1 0 1

1 1 1 0

doorgelaten en geïnverteerd. Dat laatste betekent dat een " 1 " een " 0 " wordt en omgekeerd; zie het gerasterde vlakje in de waarheidstabel. Een logische " 0 " op pen 1 heeft tot gevolg dat de uitgang van N3 te allen tijde " 1 " blijft. Het signaal van N1 wordt dan dus niet doorgelaten. Zoals gezegd oscilleert N2 in een langzaam tempo. Daardoor wordt het signaal van N1 beurtelings even doorgelaten en even "afgeknepen". Het resultaat is een ritmisch onderbroken pieptoon. Bij de versterking speelt N4 een rol. Diens uitgang is altijd logisch tegengesteld aan die van N3; met behulp van de waarheidstabel is dat gemakkelijk na te gaan. Daardoor verdubbelt de geluidssterkte, omdat het membraan van de zoemer vanuit de rusttoestand zowel naar binnen als naar buiten bewogen wordt. Ook een nauwkeurige afregeling van P1 loont zeer de moeite; het zoemertje maakt het meeste spektakel als het de kans krijgt om op zijn eigen resonantiefrekwentie te werken. Een derde truc om de geluidssterkte te verhogen is het aanbrengen

van een resonantieruimte boven de zoemer, die dan als klankkast dienst gaat doen; daarover straks meer. Het stroomverbruik van de schakeling is te verwaarlozen: 60 uA in rust en 1,4 mA tijdens het piepen. Ondanks dat verdient het aanbeveling éénmaal per jaar de batterijen te vernieuwen. Ook van niet gebruikte batterijen loopt de kwaliteit langzaam maar zeker terug. S1 dient om het alarm in te schakelen als u de tent verlaat of wilt gaan slapen. Met dezelfde schakelaar kan het alarm ook tot zwijgen worden gebracht.

Montage De afmetingen van het alarm kunnen zelfs voor een fanatieke lichtgewichtkampeerder geen bezwaar zijn: inklusief de voeding past de schakeling in een leeg cassettedoosje. Vier penlightcellen kunnen er precies in. Aan beide zijden is dan nog ruimte voor een stukje printplaat dat als kontakt dienst kan doen (figuur 2). Op het plaatje waaraan de voedingsdraden komen, moet de koperlaag in het midden worden onderbroken. Als de batterijen niet klemmend passen, kunnen wat klod-

ders soldeer op de koperlaag wonderen verrichten. De schakeling zelf past op een halve Elexprint. Zaag de print door en werk de kanten glad af vóórdat u de onderdelen monteert. Vóór de definitieve inbouw moet de schakeling getest worden. Het weer loswurmen van vastgelijmde onderdelen die defekt blijken is namelijk niet zo'n prettig karwei. Als alles in orde is moet er in het doosje een klankopening gemaakt worden voor de zoemer en twee gaten voor de schakelaar en het chassisdeel. Dan kan alles in elkaar gezet worden. Het vastlijmen van de zoemer moet voorzichtig gebeuren; er mag geen lijm in het inwendige komen. Ook de print kan met lijm en afstandsbusjes (of stukjes hout) in de behuizing worden aangebracht. Het chassisdeel en de schakelaar worden in de daarvoor bestemde gaten vastgeschroefd. De eerder genoemde "klankkast" bestaat uit een stukje printplaat (zónder gaatjes!) dat met behulp van twee houten of plastic blokjes boven de klankopening wordt aangebracht. De zich

r

f

;?§f

[ * # • F® m # * • 1

6

•

.: .

: ' :

:

:

:

::

Ï IWIIPUWHIIHI i»

•••»»!

Onderdelenlijst R1 = 100 kQ R2.R3 = 10 kQ P1,P2 = instelpotmeter 100 kQ C1 = 6,8 nF C2 = 22 H F / 1 6 v IC1 = 4093 Diversen:

Figuur 2. Wat is onopvallender dan een musicassette? Niemand vermoedt dat daar een alarmschakeling in zit. De batterijen zijn in serie geschakeld {+ aan —). De kontakten bestaan uit stukjes printplaat. Figuur 3. De opbouw van de schakeling is erg eenvoudig. Gebruik wel een IC-voetje en zet het IC er goed in!

S1 = miniatuurschakelaar aan/uit Bz = piëzo-zoemer (PB 2720, Toko) 1 steekplugje met chassisdeel 4 batterijen 1,5 volt (penlight) 2 karabijnhaakjes aluminiumfolie dubbelzijdig kleefband 1 leeg musicassettedoosje 1 Elexprint, formaat 1 Kosten: ca. f 25, - inkl. print

Figuur 4. Zo zou de schakeling kunnen worden aangesloten. De stroom loopt van aansluiting A via de karabijnhaken en de foliestrip naar aansluiting B. Wordt de stroomkring ergens onderbroken, dan gaat het alarm af.

in de tussenruimte bevindende lucht gaat meeresoneren en geeft zo extra geluidsversterking. Regel daarna P1 opnieuw af op maximale geluidssterkte. De afregeling van P2 is niet kritisch: die regelt alleen de lengte van de pieptoontjes en dat is een kwestie van persoonlijke smaak.

Inbouw Het grote probleem is: Hoe maken we een stroomkring die zeker wordt onderbroken als een onbevoegde probeert de tent binnen te dringen? Een mogelijke oplossing is gegeven in figuur 4. Daar fungeert een lange strip aluminiumfolie als stroomkring. De folie is met behulp van dubbelzijdig plakband rondom aan de binnenkant van het tentdoek bevestigd. Als iemand het tentdoek doorsnijdt, snijdt hij ook de foliestrip door. Een draadje is minder kwetsbaar dan de strip aluminiumfolie, maar heeft

daardoor juist het nadeel dat het misschien niet doorgesneden wordt, omdat het te veel weerstand biedt. De ene kant van de folie kan via een draad direkt worden verbonden met het plugje, dat in de ingang van het alarm gaat (aansluiting B in figuur 4). Met de andere kant moeten eerst de ritssluitingen nog worden beveiligd. Twee draden worden voorzien van metalen karabijnhaakjes waarmee de trekkers van de ritssluitingen bij elkaar worden gehouden. Eén van die draden komt aan de nog niet aangesloten kant van de folie, de andere gaat naar aansluiting A. De stroomkring moet dan gesloten zijn. Enig experimenteren zal nog wel nodig zijn; tenslotte is de ene tent de andere niet. Pas als u er zelf niet meer in slaagt de tent binnen te komen zonder dat het alarm afgaat, kunt u met een gerust hart op vakantie gaan, de zon tegemoet.

De begeerde boxen zijn gekocht en staan eindelijk in de huiskamer. Iedereen zit voor de audio-installatie (natuurlijk op de juiste afstand) en wacht vol spanning op de werkelijk fantastische klanken die zo dadelijk uit de boxen zullen klinken. Jammer genoeg is de kwaliteit van het geluid niet zo goed als bij de demonstratie van deze boxen in de hifi-winkel. Hier kan men natuurlijk iets aan doen! Zo kunnen bijvoorbeeld de boxen anders opgesteld, de meubels verplaatst en nieuwe gordijnen of tapijten gekocht worden. De vraag is echter of de huiskamer als zodanig dan nog te herkennen is. Men kan bovendien niets veranderen aan het feit dat iedere ruimte een meer of minder grillige akoestiek heeft (figuur 1). Er zijn snobs, die dadelijk een andere woning zoeken of zelfs hun huis rond de hifi-installatie bouwen! Een veel realistischere oplossing vormt een zogenaamde equalizer. Hiermee kan men niet-lineair gedrag van audioapparatuur of een ongunstige akoestiek korri-

mini-equalizer geren. Een equalizer is dus een komfortabele geluidsregelaar, waarmee men "verbogen" frekwentiekarakteristieken weer recht kan maken. Audiohobbyisten meten eerst de akoestiek en

kompenseren dan met behulp van een equalizer de dalen en bergen in de karakteristiek (figuur 2). In het ideale geval ontstaat dan een rechte lijn (figuur 2c). Zo'n rechte lijn bereikt men

alleen (als men ze al bereikt) voor één plaats in een ruimte. Het is namelijk zeer lastig om het direkte geluid uit de boxen en het indirekte geluid, dat door alle mogelijke voorwerpen wordt

Figuur 1. In werkelijkheid worden het direkte en het indirekte geluid in een gewone huiskamer nog veel vaker weerkaatst. +10'

©

o-10

5k

10k

- f (HZÏ

20k

85627X-2

Figuur 2. Voorbeeld van een volledige korrektie van een frekwentiekarakteristiek met behulp van een equalizer. De grillige karakteristiek in figuur 2a kan in principe gekompenseerd worden door een anti"kromme" equalizerkarakteristiek (figuur 2b). Ideaal, maar bijna niet te bereiken, is de derde kurve.

15V

ft f.

#-© P.ÖÖ'-L '

'

in

R9

C5

L.1

C6

R10

R15

100k | — I I — f H 100k| 680P | C 1 1

n

|680P

llOk log o •*'

R11 I

C7S ||2n2

R1 6 •

lOOkl-t—II—|—1100k | C7b llOklog 330Pir|^i2T^12b

II

2n2 |33Qp

Figuur 3. Principeschema van een equalizer met vijf banden. i

dooi-laatgebied

r

Figuur 4. Dit is de geïdealiseerde karakteristiek van een banddoorlaatfilter.

i

i

i

l i i

u i\ i \ i \ i V

frekwentie (Hz)

gereflekteerd, gelijktijdig te korrigeren. Bovendien interpreteert het menselijke oor niet alle frekwenties op dezelfde manier. Het frekwentiebereik van de spraak (300 Hz tot 5 kHz) is bijvoorbeeld heel kritisch, omdat grote korrekties in dit bereik vaak als vervormingen worden waargenomen. Deze korrekties zijn daarom niet aan te bevelen. De mini-equalizer in dit Elexartikel is voor zulke toepassingen uiteraard niet geschikt. Hij is wel goed te gebruiken bij audioexperimenten, omdat hij toch nog vijf banden heeft. Dit betekent dat het audiospektrum is verdeeld in vijf, afzonderlijk in te stellen bereiken. Met de potmeters P1. . . P5 kan men de frekwentiekarakteristiek meer of minder sterk kompenseren. Het principeschema van de schakeling (figuur 3) toont eerst een ingangsbuffer (T1). Deze "transformeert" de hoge ingangsimpedantie van ongeveer 50 kQ tot een lagere bronimpedantie voor de filters. Het wisselspanningssignaal aan de uitgang van C2 wordt verdeeld over de vijf potmeters met de bijbehorende filternetwerken. Zo'n netwerk bestaat uit een hoogdoorlaatfilter dat verbonden is met een laagdoorlaatfilter. De onderdelen PI, R9, C5, C10 en R14 vormen één banddoorlaatfilter (figuur 4); de andere filters (met potmeters P2. . . P5) zijn in principe hetzelfde opgebouwd. De kondensatoren hebben echter andere waarden. Dit moet ook, omdat de aangeboden frekwentieband immers in vijf op elkaar aansluitende gebieden moet worden verdeeld. Door de verschillende kondensatorwaarden hebben de filters ook verschillende middenfrekwenties: 10 kHz; 2,5 kHz; 625 Hz; 155 Hz en 40 Hz. De middenfrekwentie frj ligt bij een banddoorlaatfilter in het midden van het

doorlaatgebied (figuur 4). Deze frekwentie wordt ook resonantiefrekwentie genoemd en wordt als volgt berekend: fn

1 R

De uitgangssignalen van alle netwerken worden tenslotte weer samengevoegd: de weerstanden R14. . . R18 zijn op dezelfde verbinding aangesloten. Omdat het uitgangssignaal van de filters zwakker is dan het ingangssignaal (potmeters in de uiterste stand), moet het door T2 en T3 weer worden versterkt. Het signaal heeft dan uiteindelijk weer een sterkte die net zo groot is als aan de ingang. Voor de montage hebben we deze keer een iets grotere print (formaat 2) nodig, omdat alleen al de filters relatief veel plaats innemen. Figuur 6 laat de montage zien van de schakeling op de print. Deze montage is overigens heel eenvoudig: slechts één draadbrug naast T2 en één gepoold onderdeel (C2). Men kan het beste schuifpotmeters gebruiken, die met montagedraad en draadbusjes op soldeerpennen (in figuur 6 genummerd van 1 tot 5) aangesloten worden. De gehele schakeling kan in een klein kastje worden ingebouwd. Degene die het heel professioneel wil aanpakken, kan nog schaalverdelingen op de frontplaat aanbrengen. Men kan deze schalen er op schilderen of graveren, of met afwrijfletters aanbrengen. Met een spuitlak kan de schaal gefixeerd worden. Figuur 5 toont een mogelijke schaalverdeling.

Figuur 5. Zo kan het front van een equalizer er uitzien. Figuur 6. De montage van de schakeling op de print (for maat 2). Onderdelenlijst: ) Q - f r t i 3 KOQ

m-L (JT

C14

{mëT-OÓ


t004Ria>Op

coJLaragJ

II- ^ _ _ ^ U T O — I R 1 7 h—OO

3 OO-GÏ2OOOO

ci3 O-jf-O

C7a _ ~

ö"=-o ISO

S^Xf

O H H 1 0 >QO_in

o—msn—d5uo|K> -IO

OHR8

KK^m

H» » » « » D H « * « r—»n

°H°

R1.R2 = 150 kQ R3.R6 = 1 kQ R4 - 330 kQ R5 = 33 kQ R7 = 5,6 kQ R8 = 220 kQ R9.. R18 = 100 kQ P I . . . P5 = schuifpotmeter 10 kQ log. C1 = 820 nF C2

=

10 H F / 2 5 V

C3 = 470 nF C4 = 100 pF C5.C10 - 150 pF C6.C11 - 680 pF C7a,C7b,C12a, C12b = 2,2 nF + 330 pF C8,C13 = 10 nF C9.C14 = 39 nF T1.T2 = BC549C/550C T3 = BC 559C/560C Diversen: 1 standaardprint formaat 2 voedingsspanning: 12. . . 15 V bromvrije gelijkspanning uit net of batterij, stroomverbruik ca. 15 mA Kosten: f 45, — inkl. printen

Vindt u het ook zo moeilijk de kleurkode van kondensatoren te onthouden? "Deze heeft van boven een blauw streepje. Wat betekent dat ook alweer. . . ? " In een dergelijk geval kun je twee dingen doen: opzoeken of nameten. Maar helaas is het juiste tabelletje meestal zoek als je het nodig hebt. Het bouwen van een kapaciteitsmeter maakt aan deze problemen voorgoed een einde. In dit artikel leest u hoe dat moet. Meetbruggen behoren tot de basisschakelingen. Ze bestaan al sinds de oertijd van de elektronika, maar omdat ze zo eenvoudig zijn en bovendien zeer nauwkeurig, worden ze nog altijd toegepast. Natuurlijk zijn de meetbruggen in de loop van de jaren sterk verbeterd. Vroeger werd de verschilversterker (waarover straks

kapaciteitsmeetbrug meer) met buizen uitgevoerd. Later kwamen de transistoren, en tegenwoordig maken we bij voorkeur gebruik van een IC. Maar het principe is ondanks alle vooruitgang altijd hetzelfde gebleven. Om dit principe te verduidelijken bekijken we eerst de eenvoudigste van alle meet-

til o

bruggen: de brug voor weerstandsmetingen (zie figuur 1). De brug bestaat uit vier weerstanden. We nemen aan dat R2 en R4 dezelfde waarde hebben. R x is de onbekende weerstand waarvan we de waarde willen bepalen. R1 is een instelbare weerstand, meestal een potentiometer.

Foto. Deze foto laat zien hoe de schakeling op eenvoudige en praktische wijze in een kastje kan worden ingebouwd.

Figuur 1. De basisschakeling van een weerstandsmeetbrug. Figuur 2. Om kapaciteiten te meten moet de basisschakeling enigszins worden aangepast en uitgebreid.

sinusgenerator

c1 Cn

Cx

(



d><

Bij het meten draaien we aan de potentiometer totdat de spanning op de punten A en B even groot is; als dat punt bereikt is, zal de waarde van R1 gelijk zijn aan die van R x . Waarom? Als R2 even groot is als R4, en R1 even groot als R x , hebben we twee spanningsdelers waarin de weer-

> verschilversterker

meter/ indikator

<

>

"O

verschil versterker

m nul indikator

: 47 M 16V

ËL C -L SSL

Z

c

i . ssL C^L

\

D3.D4 - 2V7 D3

400 mW

D4

FMITIRZ

o—**IC1.IC3 =741 IC2 =3140

C10"

IC1

9V

standswaarden hetzelfde zijn. In dat geval zeggen we: de brug is in balans; hij is zo afgeregeld dat er tussen de punten A en B geen spanningsverschil meer bestaat. In de praktijk is het meestal zo dat R2 en R4 niet even groot zijn. Deze weerstanden mogen ook verschillende waarden hebben, al moeten die natuurlijk wel bekend zijn. Om het spanningsverschil tussen de punten A en B gelijk aan nul te maken is het immers niet beslist nodig dat R2 gelijk is aan R4, en R1 gelijk aan R x . Laten we bijvoorbeeld aannemen dat R2 tien maal zo groot is als R4. Om de brug in balans te brengen moeten we dan R1 zo afregelen dat hij tien maal zo groot is als R x . De balans van de brug hangt dus af van de verhouding tussen de weerstandswaarden. De verhouding R1 : R2 moet gelijk zijn aan

•^i«»" è d> i>

9V

IC2

IC3

T-VvïT

de verhouding R x : R4. Daarom mogen we, als dat in de praktijk noodzakelijk blijkt, in plaats van R1 ook R2 of R4 instelbaar maken. Hoe kunnen we nu vaststellen of de brug in balans is? We doen dat door de punten A en B met de beide ingangen van een verschilversterker te verbinden. Als de brug in balans is, is de uitgangsspanning van de versterker nul. Maar zodra er een geringe verstoring optreedt in de balans van de brug, ontstaat er tussen de ingangen van de verschilversterker een spanningsverschil dat we aan de uitgang versterkt terugvinden. Zodoende kunnen we het balanspunt van de brug aangeven door middel van een wijzerinstrument of (zoals bij ons ontwerp) met een akoestische indikator. De indikator geeft uiteraard niet aan hoe groot de gevonden waarde is; hij laat

ons alleen maar weten dat de brug in balans is. Daarom moet de instelbare weerstand, in ons voorbeeld R1, van een schaal voorzien worden waarop men de waarde van R x kan aflezen. Met de kapaciteitsmeter willen we echter niet weerstanden meten maar kondensatoren. Ook kondensatoren hebben een weerstand, en wel voor wisselspanningen. Deze is afhankelijk van de frekwentie, en bij een wisselspanning van "nul hertz" (dat is dus een gelijkspanning) is deze weerstand oneindig groot. Om kapaciteiten te kunnen meten, moeten we de meetbrug enigszins aanpassen en uitbreiden. In figuur 2 zien we dat er een sinusgenerator is toegevoegd, zodat de brug nu niet met een gelijkspanning maar met wisselspanning wordt gevoed. In het bovenste deel van de brug bevinden zich de onbekende

Figuur 3. Het schema van de kapaciteitsmeetbrug. In deze schakeling is het principe van figuur 2 praktisch uitgewerkt.

rentiekondensator C n ; in het onderste gedeelte zien we de potentiometer R v en de vaste weerstand R. Het balanspunt van de brug volgt uit de formule: R x C x _ nRv AX C r •x v ~-n Wie zich interesseert voor formules kan de afleiding vinden in het aparte kader.

Het schema Na deze lange inleiding is het schema (zie figuur 3) vrij eenvoudig te begrijpen. De sinusoscillator bestaat uit IC1, R1. . .R5, C1, C2, D1 en D2. De frekwentie ligt rond de 1800 Hz en de amplitude bedraagt ongeveer 2 volt. De uitgang van de oscillator is via de "in serie" geschakelde eiko's C3 en C4 gekoppeld aan de brug. De kondensator C n is in de praktische schakeling vervangen door 5 kondensatoren en een 5-standen

Onderdelenlijst R1,R5 = 56 kQ R2,R4,R11,R12 = 10 kQ R3 = 18 kQ R6.R7 = 820 Q R8,R9,R13 = 100 kQ R10.R15 = 1 MQ R14 = 1 kQ P1 = potentiometer 10 kQ lin. C1.C2 = 1,5 nF C3.C4 = 47 jiF/16 V elko C5 = 470 nF C6 = 47 nF C7 = 4,7 nF C8 = 470 pF C9 = 47 pF C10.C11 = 100 nF D1.D2 = AA 119 D3.D4 = zenerdiode 2,7 V/400 mW IC1,IC3 = 741 IC2 = 3140 Diversen: 51 = schakelaar, 1 x 5 standen 52 = dubbelpolige schakelaar Bz = piëzo-zoemer (Toko) 2 st. 9-V batterijen 1 Elex-standaardprint formaat 1 1 kunststof kastje (Teko Serie 360, Type 362) 2 draaiknoppen met indikator Geschatte kosten: ca. f 50,—

O Ojloca a o 64 loc s

TM

De b o u w

De schakeling past op een
*°' °HIH5

fcio— o o i

schakelaar, zodat de meter over meerdere bereiken beschikt. De weerstand R uit figuur 2 is in het schema R7, en de weerstand R v wordt gevormd door de serieschakeling van P1 en R6. Als P1 in de stand "nul o h m " staat, zorgt R6 voor de minimale weerstand die nodig is om de brug goed fë laten werken. De verschilversterker bestaat uit IC2, R8. . .R10 en R15. De piëzozoemer Bz wordt geaktiveerd door een versterker die bestaat uit IC3, R11...R14, D3 en D4. Hoe er met de schakeling gewerkt moet worden, zal nu niet veel uitleg meer vergen. Nadat de onbekende kondensator C x is aangesloten, wordt het bereik gekozen dat het meest waarschijnlijk lijkt. Omdat de brug nog niet in evenwicht is — dat zou wel heel toevallig zijn — horen we de zoemer. Nu wordt aan P1 gedraaid totdat de geluidssterkte minimaal is. Meestal lukt het niet de zoemer geheel stil te krijgen; dat kan alleen als we een 20-slagen precisiepotmeter zouden gebruiken. Maar nodig is dat beslist niet: ook met een gewone potmeter kunnen we heel goed vaststellen in welke positie het geluid het zwakst is.

zien hoe we dit bij ons proefmodel hebben aangepakt.

Figuur 4. De montage op een standaardprint van formaat 1 zal voor de meeste Elex-lezers intussen wel gesneden koek zijn.

De frontplaat In figuur 5 is een frontplaat getekend die precies past bij het kastje dat in de onderdelenlijst genoemd wordt en die bovendien voorzien is van de juiste schaalverdeling. De frontplaat (of een fotokopie ervan) kan worden uitgesneden en op de kast gelijmd. Doe dit echter niet voordat de verdere bouw geheel voltooid is, en gebruik bij het boren van de frontgaten de tekening als boormal. Nadat het frontje op de kast gelijmd is, moeten de draaiknoppen voor P1 en S1 nog worden aangebracht. De juiste stand vinden we als volgt. De potentiometer wordt tegen de linker aanslag gedraaid; dan zorgen we dat de knop met zijn indikator naar het getal 47 wijst, en zetten hem in die stand vast. S1 wordt zo geschakeld dat hij met C9 is verbonden, en vervolgens zetten we de knop vast in de stand " p F " .

Nauwkeurigheid De industrie levert meetbruggen die erg nauwkeurig zijn. Voor een instrument van industriekwaliteit zijn echter onderdelen nodig met zeer geringe toleranties, en bovendien moet de schaalverdeling haarfijn geijkt worden. Een apparaat dat aan deze eisen voldoet en dan ook nog probleemloos zelf gebouwd kan worden, is niet eenvoudig te realiseren. We moeten onze meetbrug dan ook beschouwen als een handig hulpmiddel zonder professionele pretenties. Ook zonder supernauwkeurige referentiekondensatoren zal de meetbrug aan dit doel beantwoorden, zodat we voor C5. . .C9 gerust de gangbare types kunnen gebruiken die in de winkel te koop zijn.

Figuur 5. Deze frontplaat maakt de mechanische afwerking eenvoudig en zorgt bovendien voor een schaalverdeling met de juiste kapaciteitswaarden. Inzet. Voor de wiskundig geïnteresseerde lezers: de afleiding van de formule, gevolgd door enkele opmerkingen.

Afleiding van de formule De algemene formule voor de schijnbare weerstand (reaktantie) van een kondensator luidt: 1

XC

f • C

f is in de schakeling konstant, 2 en n zijn konstanten; daarom geldt: XC

1 k C

De brug is in balans als geldt: XCn _ X C x Als we hierin de vorige formule substitueren ontstaat: 1 1 Rv • k • C n R • k • Cx k mag vervallen omdat hij aan beide zijden van de formule aanwezig is. Omgewerkt vinden we dan:

waaruit volgt Rv R

-n

Toelichting: 1. De faseverschuiving is niet van belang. Als de brug in balans is, zal deze in beide takken gelijk zijn. 2. Wie zich via de vakliteratuur verder in deze materie wil verdiepen moet zoeken onder het trefwoord "Schering-brug". Onze schakeling is namelijk een vereenvoudigde Schering-brug.

o

o

^

II

Cx

$ 330 220

«

KAPACITEITSMEETBRUG

uit

O

O

A^

Elektronica — echt niet moeilijk

Bij het noemen van het woord "elektronica" zullen velen waarschijnlijk meteen denken aan allerlei moeilijke formules die ze op de middelbare school hebben moeten leren. Kreten als spanning, stroom en weerstand werden daar in de natuurkunde-les alleen maar onduidelijker gemaakt door het aanhalen van allerhande ondoorzichtige definities. Maar elektronica is helemaal niet zo moeilijk, tenminste niet als hobby. Bij de elektronica-hobby gaat het om het bouwen of uitdenken van allerlei praktische of leuke schakelingen, en niet zozeer om de theorie die daar allemaal achter steekt. Dit boek brengt de elektronica dan ook in een eenvoudige, praktische opzet, zonder veel theoretische achtergronden. Er worden wel dingen verklaard die nodig zijn om de werking van een komponent of een schakeling te begrijpen, maar het belangrijkste zijn de schakelingen die men zelf kan bouwen. Aan de hand van die schakelingen worden namelijk op een begrijpelijke manier de beginselen van de elektronica uitgelegd. Dat "bouwen van elektronische schakelingen" is overigens niet zo lastig, en u hebt er ook niet veel gereedschap voor nodig. Dit boek is trouwens helemaal gericht op het zelf doen: er is zelfs plaats voor het noteren van de resultaten van de proeven. Bij de opzet van het boek is geprobeerd dit zo overzichtelijk

mogelijk te houden, onder andere door het gebruik trefwoorden in de marge van de tekst en het geven samenvatting aan het einde van elk hoofdstuk. Prijs / 19,75 (Bfrs. 390j ISBN90.70160.35.8 Uitgeversmij. Elektuur B.V.

Waarom ontstaat er licht, als een elektronenstroom door kwikdamp vloeit en waarom gebeurt dat niet bij vloeibaar kwik? In een TLbuis worden vanuit de negatieve elektrode elektronen door kwikdamp gestuurd. De tegenoverliggende elektrode, die positief geladen is, trekt de elektronen aan. Bij een wisselspanning zijn beide elektroden afwisselend positief en negatief; dat doet aan het principe natuurlijk niets af. In het vakuüm van de TLbuis versnellen de elektronen. Op een gegeven moment botst een elektron tegen een kwikatoom. Het geeft dan zijn bewegings-

licht uit gas energie af aan dat atoom, dat op zijn beurt die energie weer omzet in ultraviolet licht. In vloeibaar kwik zitten de atomen zo dicht op elkaar, dat de elektronen niet de kans krijgen om te versnellen: ze kunnen dus ook geen bewegingsenergie afgeven aan de kwikatomen. Daarom is kwik een goede geleider. Omdat ultraviolet licht onzichtbaar is, heeft men de wand van de TLbuis van binnen voorzien

van een stof, waarin het ultraviolette licht wordt omgezet in wit licht. Hetzelfde zien we als in een donkere omgeving UV-licht schijnt op bijvoorbeeld wit textiel: dat lijkt dan te gaan stralen. In disco's wordt van dit effekt een dankbaar gebruik gemaakt. Behaive de elektronenstroom raakt in een TL-buis ook een gedeelte van de kwikatomen op drift. Dat gebeurt als ze zo hard door

een elektron worden getroffen, dat ze zelf één van hun elektronen kwijtraken. Deze positief geladen kwikionen begeven zich met toenemende snelheid op weg naar de negatieve elektrode, dus tegen de richting van de elektronen in. Als ze op de negatieve elektrode botsen, geven ze hun kinetische energie af aan de elektrode in de vorm van warmte. Dat is dan ook de reden, waarom de gloeidraden van een TL-buis alleen bij het starten hoeven te branden; daarna zorgen de kwikionen ervoor, dat de elektroden warm genoeg blijven om elektronen af te geven.

polariteitsbeveiliging Het verwisselen van batterijen zal in het algemeen maar weinig problemen opleveren. Toch kan het voorkomen dat batterijen verkeerd in het apparaat worden gezet, vooral als iemand zonder enige technische aanleg aan het werk is geweest. Dit uit zich dan meestal in enkele rooksignalen waarmee het apparaat in kwestie te kennen geeft dat het zijn funktie heeft neergelegd. Wat kan hieraan gedaan worden?

Oplossing 1 Het aller eenvoudigste en goedkoopste is het om een diode te monteren tussen de batterij en het apparaat. Als de polariteit van de batterij niet klopt zal de diode sperren. Er kan dus niets meer fout gaan. Helaas is aan deze eenvoudige oplossing toch een nadeel verbonden: als de diode niet spert, dus als het apparaat normaal werkt, valt er ongeveer 0,6.. .0,8 V over de diode. Deze spanning gaat dus verloren. Aangezien de

batterijspanning bij gebruik steeds lager wordt, zal op een gegeven ogenblik de spanning zo laag zijn dat het apparaat hierop niet meer werkt. De toegevoegde diode maakt dat die kritische spanning veel eerder worden bereikt. Op deze manier wordt dus niet zo slim omgesprongen met de in de batterij opgeslagen energie. Deze eenvoudige oplossing kan daarom het beste alleen worden gebruikt bij voedingsspanningen van 9 V of meer, waarbij de spanningsval over de diode niet zovee! uitmaakt. Overigens: ook bij gebruik van een (losse) netvoeding kan een beveiligingsdiode nuttig zijn!

Oplossing 2 De spanningsval bij germaniumdioden is maar ongeveer 0,2. . .0,3 V. Deze zijn dus beter geschikt voor kleinere voedingsspanningen. Met het oog op de vaak toch vrij grote stromen die batterij-apparaten trekken, is

het aan te bevelen in plaats van een germaniumdiode een germaniumtransistor te gebruiken, en deze zo te schakelen als weergegeven in figuur 2. Germanium vermogenstransistoren zoals bijv. de AD 150 of AD 155 zijn nog volop te koop. Ook zijn germanium transistoren nog te vinden in de eindtrap van oude kofferradio's. Bij gebruik als "beveiligingsdiode" kan het nodig zijn om de transistor te koelen. Germanium transistoren mogen trouwens alleen voor dit doel worden gebruikt bij voedingsspanningen tot maximaal 9 V, omdat ze bij hogere spanningen door kunnen slaan. Siliciumtransistoren mogen slechts tot maximaal 5 V worden gebruikt.

Oplossing 3 De schakelingen weergegeven in figuur 3 zijn al professioneler van aard. Bij de juiste polarisering loopt er door de LED, voorschakelweerstand Rb en de basis-

emitter-overgang van de transistor een stroom. De transistor gaat dan geleiden en schakelt het apparaat in. De spanningsval over de transistor is kleiner dan bij de schakelingen uit figuur 2. Ook hier moet men uiteraard letten op de maximale voedingsspanning van ongeveer 9 V bij germanium en 5 V bij silicium transistoren. Als de batterijen op de juiste manier in het apparaat zijn gezet, zal de LED gaan branden. De gebruikte voorschakelweerstand moet echter steeds berekend worden. Hoe dat gaat illustreert het volgende voorbeeld voor een 6 V radio. In de stroomkring van figuur 4 valt afhankelijk van het type een spanning over de LED. Deze spanningsval is bij normale rode LED's ca. 1,6 V (bij andere kleuren ongeveer 2,4 V). De spanningsval over de transistor bedraagt ongeveer 0,7 V. Van de 6 V voedingsspanning blijft dus nog ongeveer 3,7 V over voor % . In dit voorbeeld moet de basis-

0,6 . . . 0.8 V

^

3 a

N4001

batterijapparaat

Ub

i 2 a

< T ^

Ge: 0,3 . . . 0,4 V

n

T

batterijapparaat

Ub

^


<*>-ti*LED rood

Ge: 0,3 . . . 0,4 V

'1

T batterijapparaat

Ub

i stroom 20 mA zijn. Dit is normaal gesproken 2 tot 10% van de stroom die door het apparaat loopt. In dit voorbeeld geldt dus voor Rb: 3,7 V 185 Q. Rb 20 mA De dichtsbijzijnde standaard-

Ub

T I I I

T

waarde is 180 Q. Bij de keuze van de transistor moet men rekening houden met de maximale (koliektor-) stroom; voor de A D 150 is dit ongeveer 3 A. Bij het zoeken naar de juiste polariteitsbeveiliging moet men dus letten op de

V/

W

gebruikte spanning. Bij gebruik van grotere batterijspanningen kan het beste gebruik worden gemaakt van oplossing 1, terwijl bij gebruik van kleinere spanningen gekozen kan worden tussen de oplossingen 2 en

liiiiiiii*

Figuur 1. Eenvoudige polariteitsbeveiliging: de diode spert als de batterijen verkeerd zijn aangesloten. Zitten er slechts een of twee batterijen verkeerd, dan reageert de polariteitsbeveiliging niet, maar de lagere totale spanning schaadt het apparaat niet. Figuur 2. Een germanium transistor met kortgesloten koliektor en emitter gedraagt zich ook als een diode, maar dan met een kleinere drempelspanning. Schakeling a is voor gebruik van PNP-typen, schakeling b voor gebruik van NPN-typen. Figuur 3. Heel professioneel: de LED brandt als de polariteit van de batterij juist is. Ook hier is een uitvoering weergegeven met een IMPIM-transistor (a) en met een PNP-transistor (b). Figuur 4. De stroomkring van de schakeling uit figuur 3. Bij juiste polarisering loopt er een stroom door de LED, Rb en basis-emitter-overgang. Hierdoor w o r d t de transistor opengestuurd.

recorder-omschakelaar

Tegenwoordig kijken we er allang niet meer van op als iemand twee tape- of cassetterecorders in huis heeft. En als het een geluidshobbyist betreft die apparatuur met professionele eigenschappen gebruikt, is de kans groot dat hij werkt met 3-koppige recorders. In tegenstelling tot de meest gebruikelijke types zijn deze uitgerust met afzonderlijke koppen voor opnemen en weergeven, zodat ze de mogelijkheid bieden tot

"nabandkontrole". Dit houdt in dat we bij het meeluisteren (tijdens de opname) het geluid te horen krijgen dat al op de band staat (en niet, zoals gewoonlijk, het signaal dat nog op de band gezet moet worden). Ook de auteur van dit artikel behoort tot de gelukkige bezitters van twee 3-koppige recorders. Maar met de aanwezige versterker bleek het helaas niet mogelijk beide apparaten met behoud van alle mogelijkheden te

gebruiken. Toch werd na enig denkwerk een methode gevonden om de karige aansluitvoorzieningen op eenvoudige wijze uit te breiden. Wat is nu precies het probleem? Op elke (voor-)versterker is een schakelaar aanwezig waarmee we kunnen kiezen uit verschillende signaalbronnen: platenspeler, tuner of recorder. Stel dat we een plaat op de band willen zetten en daarbij gebruik willen maken van de mogelijkheid tot naband-

kontrole. In dat geval moet aan twee voorwaarden voldaan zijn: 1. Er is een recorder nodig met 3 koppen. 2. Het signaal dat afkomstig is van de weergave-kop in de recorder moet rechtstreeks aan de (eind-)versterker kunnen worden toegevoerd (zie figuur 1). Anders gezegd: de recorder moet in de keten worden opgenomen via een "MONITOR-aansluiting"; deze ligt achter de

platenspeler voorversterker

oud

V

* ï

weergave monitor recorder oud opname weergave

TAPE 1

TAPE 2

1"

1

T

voorversterker

eindversterker

«I

Figuur 1. Konventionele versterkers zijn gebouwd volgens het principe dat met de blokjes " o u d " is aangegeven. Het recordersignaal w o r d t weergegeven via de signaalbronkiezer die met de ingang verbonden is. Op moderne versterkers is een MONITOR-aansluiting aanwezig die het mogelijk maakt een recorder aan te sluiten tussen de signaalbron-kiezer en de volumeregelaar. Om de recorderomschakelaar te kunnen gebruiken moet een MONITORaansluiting aanwezig zijn of alsnog ingebouwd w o r d e n . Figuur 2. De recorderomschakelaar bevat geen aktieve komponenten: hij bestaat uit twee draaischakelaars en drie aansluitbussen (SOURCE = signaalbron).

signaalbron-kiezer, en niet, zoals de TAPE-ingang, er voor. Bij gebruik van een tweede recorder gelden uiteraard dezelfde voorwaarden. Als nu de versterker niet op MONITOR geschakeld kan worden (zodat nabandkontrole onmogelijk is), en bovendien de aansluiting voor een tweede recorder ontbreekt, heeft het zin de hier beschreven schakeling toe te passen. Zoals blijkt uit figuur 2 bevat de schakeling geen aktieve komponenten. Er zijn twee draaischakelaars nodig, een metalen kastje en minstens drie aansluitbussen. En zo ontstaan dan de volgende mogelijkheden: 1. opnemen en weergeven via de versterker met elk van de recorders 2. kopiëren van de ene recorder naar de andere (en vice versa) 3. opnemen met de ene recorder terwijl de andere iets weergeeft 4. nabandkontrole op elk

van de recorders Om al deze mogelijkheden te verkrijgen moet de versterker voorzien zijn van een MONITOR-aansluiting. Zoniet, dan kan deze alsnog worden ingebouwd, maar daarover straks meer. In figuur 2 hebben we Engelse aanduidingen gebruikt omdat er nauwelijks nog HiFi-apparaten zijn waar deze niet op voorkomen. Als de schakelaars in de stand staan die in figuur 2 getekend is, gebeurt het volgende: het uitgangssignaal van recorder 1 (TAPE 1) wordt rechtstreeks via de ingang van de versterker (MONITOR) weergegeven. Tegelijkertijd neemt men met recorder 2 (TAPE 2) een signaal op dat via de signaalbron-kiezer wordt aangevoerd, bijvoorbeeld een grammofoonplaat. Nog enkele tips voor de bouw. Het loont de moeite de bedrading uit te voeren met afgeschermde kabel. Als er ondanks dat toch bromstoringen optreden kan

"Nachtwacht" De "Nachtwacht" is een bewegingsdetektor met automatische lichtschakeling voor netspanning. Deze passieve infrarood-detektor voor buitenmontage zet feilloos iedere ongewenste bezoeker binnen 15 meter in het zonnetje. Hij wordt gevoed met 220 V wisselspanning en schakelt in geval van alarm een relais van maximaal 1000 W zonder tussenkomst van een centrale kontrole-eenheid. Voor het schakelen van grotere vermogens kunt u een hulprelais toepassen. Aangesloten op terrein- of binnenverlichting zal de Nachtwacht iedere betrapte indringer onverwachts in een zee van licht "gevangen" houden. Uitschakeling van het licht vindt automatisch plaats na het verstrijken van de door u vastgestelde tijd, variërend van 4 sekonden tot 4 minuten na de laatst gedetekteerde beweging. De Nachtwacht is voorzien van een daglicht-sensor, die voorkomt dat kunstlicht wordt ingeschakeld wanneer dit door het goede zicht niet nodig is. De bewegingsdetektor is bij uitstek geschikt voor beveiliging van kantoren, winkels, woonhuizen en allerhande kommerciële vestigingen. Onder bepaalde omstandigheden zijn ook toepassingen denkbaar ter beperking van het energiegebruik. Van Dam Beveiligingen bv, Postbus 450, 3000 AL

Rotterdam

het metalen kastje met de massa verbonden worden; ook kan men proberen de bedrading wat ordelijker te maken (zoveel mogelijk parallel en niet kriskras door elkaar). Het aansluiten op de versterker gaat als volgt. Als er een recorder-aansluitbus aanwezig is die men op MONITOR kan schakelen, is het probleem al opgelost: de recorder-omschakelaar wordt op deze bus aangesloten en vervolgens wordt de versterker op MONITOR geschakeld. Als de MONITOR-aansluiting ontbreekt kan deze op eenvoudige wijze alsnog worden ingebouwd. Om de recorder in de signaalweg te kunnen opnemen moeten we de twee (L/R) leidingen die naar de stereopotmeter van de volume-regeling leiden, onderbreken (zie figuur 1). De potentiometer verbinden we met de MONITOR-kontakten van de nieuwe aansluitbus, en de andere leidingen met de

SOURCE-kontakten (zie figuur 2). Neem voor de leidingen afgeschermde kabel. De afscherming mag slechts aan een zijde worden aangesloten, dus ofwel aan de potmeter-massa, of aan de massa van de aansluitbus. De massa van de aansluitbus wordt gewoon verbonden met de massa van de andere bussen. Mocht u ooit de recorderomschakelaar verwijderen, steek dan een kortsluitsteker die van de juiste bedrading voorzien is, in de MONITOR-aansluiting. Als u dit vergeet is de signaalweg onderbroken, zodat u alleen het ruisen van de voor- en de eindversterker hoort. O ja, we zouden het bijna vergeten! Op de MONITORaansluiting kunnen natuurlijk ook allerlei andere apparaten worden aangesloten, zoals equalizers, ruisonderdrukkers, mengpanelen en dergelijke.

Mijn computer begrijpt mij niet.

gevolgen in de computer kan worden gebouwd.

Onder de fans van de ZX-81 kan men deze klacht wel eens beluisteren. Een belangrijke oorzaak van het probleem schuilt in het vlakke membraan-toetsenbord, waarvan de schakelaars geen voelbaar drukpunt hebben. De gebruiker is daarom genoodzaakt na het indrukken van elke toets een blik op het beeldscherm te werpen, zodat hij kan kontroleren of de computer het

Figuur 1 geeft weer hoe het toetsenbord van de ZX-81 geschakeld is; verder zijn de aansluitpunten te zien waarvan we gebruik zullen maken bij het aansluiten van de intoets-piep. Bij het indrukken van een toets gaat een van de punten KBD 0. . .KBD 4 van logisch " 1 " naar logisch " 0 " . Met behulp van IC1 komt de computer te weten dat een

Hoe w e r k t het?

»^ü^ttfitt&&&£?3*v

intoets-piep voor de ZX-81

teken wel heeft opgenomen. De ZX-81 mag dan een zeer gunstige prijs-prestatieverhouding hebben, het intoetsen van de wat langere programma's is en blijft een vermoeiend werkje. Vele bezitters van de ZX-81 hebben om deze reden een extra keyboard met echte druktoetsen aangeschaft, maar zelfs in de goekoopste

uitvoeringen kosten deze al meer dan de hele computer. Het is echter mogelijk voor weinig geld het membraantoetsenbord van de ZX-81 te voorzien van een intoetspiepje. Het is dan niet meer nodig telkens naar het beeldscherm te kijken, zodat lange programma's in kortere tijd en met een minimum aan ergernis kunnen worden

ingevoerd. Een kleine aanmerking die men op de schakeling zou kunnen maken, is dat wanneer twee toetsen gelijktijdig worden ingedrukt, de schakeling slechts een enkele piep voortbrengt. Daar staat echter tegenover dat de schakeling weinig onderdelen telt, nabouwzeker is, en zonder moeilijkheden of schadelijke

van de toetsen is ingedrukt, en vervolgens vraagt hij via de adresbus aan het toetsenbord (dat als matrix geschakeld is) om welke toets het gaat. Het betreffende teken (c.q. instruktie) wordt dan op het beeldscherm weergegeven. Ook onze intoets-piepschakeling herkent via de punten KBD 0. . . K B D 4 dat er een

ADRESBUS

-£®

ovrf5V0(+)5V

i03

Foto. Gelukkig hoeven er niet meer dan zeven soldeerverbindingen met het inwendige van de computer gemaakt te worden. Schakel de computer echter niet in voordat de bedrading nauwkeurig gekontroleerd is.

A A A A A

11111

Figuur 1. Om kosten te besparen heeft Sinclair het toetsenbord aangesloten op de adresbus.

5V

2

®—tf®

®

Onderdelenlijst R1 = 100 kQ R2.R3 = 1 MQ R4 = 4,7 kQ Cl = 10 nF C2.C3 = 100 nF C4 - 1 M F/16 V elko D1 - 1N4148 IC1 = 4068 IC2 - 4093 Diversen:

NI = IC1 » 4068 N2 . . . N5 = IC2 = 4093

toets is ingedrukt. Na de genoemde verandering in logisch nivo wekt hij een impuls op die ongeveer 100 ms duurt, en geeft gedurende deze tijd een toongenerator vrij die door middel van een zoemer de pieptoon voortbrengt.

De schakeling De uitgang van N1 (IC1) is logisch " 1 " als een willekeurig toetskontakt gesloten wordt (zie figuur 2). De duur van deze impuls is gelijk aan de tijd dat de toets wordt ingedrukt. De volgende trap kan echter niet goed werken als deze impuls niet een zekere lengte heeft. Daarom is achter de uitgang van N1 een impulsverlenger geplaatst (C3, R3, R4 en D1) die er voor zorgt dat de schakeling ook de snelste vingers kan bijhouden. Via R4 wordt C3 geladen, maar omdat D1 in sperrichting staat, kan het ontladen van C3 uitsluitend geschieden via R3. De ontlaadtijd bedraagt 100 ms. Doordat de impuls in een "kondensatorgeheugen" wordt opgeslagen, raakt hij enigszins vervormd. N5 (een NAND-Schmitt-trigger) herstelt vervolgens de impuls zodat deze zijn rechthoekige vorm weer terugkrijgt, en inverteert hem bovendien. De maximale duur van de impuls is echter nog altijd

afhankelijk van de tijd dat de toets wordt ingedrukt. Om de impulsduur geheel onafhankelijk te maken van de intoetsduur zijn N4, R2 en C2 toegevoegd. Zodra een van de toetsen wordt ingedrukt, gaat de uitgang van N5 van logisch " 1 " naar logisch " 0 " . Omdat op dat moment C2 nog niet geladen is, bedraagt de spanning op pen 1 van f\14 aanvankelijk ook 0 V, zodat de uitgang van N4 logisch ' T ' is. C2 wordt echter via R2 snel geladen (tijdkonstante: C2 x R2 = 100 ms). Na het laden van C2 liggen beide ingangen van N4 op logisch " 1 " , zodat de uitgang van N4 weer logisch " 0 " wordt. Deze impuls van 100 ms geeft de toongenerator vrij, welke met behulp van N2 de zoemer laat klinken. De toongenerator die hier wordt toegepast, is al eens eerder in ELEX behandeld (zie: "Oscillatoren — waarom oscilleren ze?, oktober 1984).

(In)bouw Voordat men met de montage begint, moet eerst een standaardprint van formaat 1 op maat worden gezaagd (zie figuur 3). Ga voor de zekerheid na of de gekochte onderdelen inderdaad de waarde hebben die in de onderdelenlijst is opgegeven. Als de polariteit van de

diode niet duidelijk op het onderdeel staat aangegeven, moet deze proefondervindelijk worden bepaald. Wie ICvoetjes wil gebruiken moet er beslist op letten dat hij de lage uitvoering krijgt, omdat de schakeling bij gebruik van hoge voetjes niet in het krap bemeten kastje van de ZX-81 past. Kontroleer na de montage of alle soldeerpunten goed zijn doorgevloeid en verwijder eventuele kortsluitingen. Kijk verder of de draadbruggen en alle onderdelen op de juiste plek zitten en let daarbij goed op of de diode en de beide ICs wel in de juiste richting gemonteerd zijn. Dit is een geduldwerkje maar het loont de moeite; de schakeling zal dan direkt goed werken en beslist geen schade aan de ZX-81 veroorzaken. Op de foto is te zien hoe de schakeling met het inwendige van de computer wordt verbonden. Welk van de punten KBD 0. . .KBD 4 wordt verbonden met welke ingang van N4 is niet belangrijk. Wel belangrijk is dat men de beide voedingsaansluitingen niet per ongeluk verwisselt. De print en de zoemer worden met dubbelzijdig kleefband in het kastje bevestigd. Als extra isolatie kan een strookje piepschuim tussen het printje en de ZX-81 worden gebruikt.

Bz = piëzo-zoemer Elex-standaardprint formaat 1 Geschatte kosten: ca. f 20,—

Figuur 2. Hoewel de schakeling zeer eenvoudig is, wordt het bedieningskomfort van de ZX-81 er aanzienlijk door verbeterd. Figuur 3. Soldeer eerst de 12 draadbruggen, vervolgens de weerstanden en de kondensatoren, en tenslotte de halfgeleiders.

kursus ontwerpen deel 7 In de vorige afleveringen hebben we kennis gemaakt met de transistor als versterker-element. Het ging hierbij voornamelijk om het versterken van wisselspanningssignalen. Deze keer zullen we iets heel anders onder de loep nemen, namelijk het verkrijgen van konstante spanningen en stromen. Ook hier kunnen we de vertrouwde halfgeleiderfamilie niet missen!

Konstante spanning Hoe gaat het stabiliseren van een variërende (gelijkspanning nu eigenlijk in zijn werk? Wel, de eenvoudigste vorm van spanningsstabilisatie vormen een zenerdiode en een weerstand.

0— variabele spanning

1

Terug naar de stabilisatieschakeling. Eén voorwaarde is, dat de uitgangsspanning altijd groter moet zijn dan de zenerspanning. Daar dit een konstante spanning is, valt het verschil tussen ingangsspanning (U D en zenerspanning (Ü^) over de weerstand. De stroom door de weerstand en de zenerdiode is dan:

Laten we als voorbeeld een zenerdiode van 5,6 V nemen, een weerstand van 100 Q en een ingangsspanning van 12 V. De stroom bedraagt dan: 12 V - 5,6 V 100 Q

=

64 mA

De stroom verandert weliswaar bij variatie van de ingangsspanning, maar dat heeft weinig invloed op de spanning over de zenerdiode. De uitgangsspanning is dus gestabiliseerd voor variaties van de ingangsspanning. In de praktijk komt er aan de uitgang meestal een bepaalde belasting te hangen. Er zal dan tevens rekening gehouden dienen te worden met de stroom die de belasting aan de schakeling onttrekt.

0"

-e

U b ~ UZ R

iz

voedingsspanning 12 V

i

belastingsstroom

*

gestabiliseerde spanning

(2>

-®

Een zenerdiode werkt in doorlaatrichting net als een gewone diode, maar het spergedrag is duidelijk verschillend. Boven een bepaalde sperspanning gaat de zenerdiode opeens geleiden. Deze spanning, de zenerspanning genoemd, blijft dan min of meer konstant. Een gewone diode bezit dit doorslag-effekt ook, maar gaat dan stuk, terwijl een zenerdiode hier juist voor gemaakt is. De zenerspanning wordt tijdens het fabrikage-proces bepaald. De volgende waarden zijn standaard: 2,4 V; 2,7 V; 3,0 V; 3,3 V; 6,2 V; 6,8 V; 7,5 V; 8,2 V; 15 V; 16 V; 18 V; 20 V; 22 39 V; 47 V; 51 V; 56 V; 62 speciale waarden.

3,9 V; 4,3 V; 4,7 V; 5,1 V; 5,6 V; 9,1 V; 10 V; 11 V; 12 V; 13 V; V; 24 V; 27 V; 30 V; 33 V; 36 V; V; 68 V; 75 V; en nog enkele

Een zenerdiode wordt altijd in sperrichting gebruikt — dus de anode aan de min en de kathode (met een ring gemerkt) aan de plus.

•®-

-©—i

Wanneer men ervan uitgaat dat de ingangsspanning en uitgangsspanning konstant blijven, blijft de spanningsval over R eveneens konstant, dus ook de stroom hierdoor. Dit houdt in dat de stroom door de zenerdiode evenveel afneemt als de toename van de belastingstroom. We hadden al eerder gezien dat de zenerspanning slechts weinig verandert bij stroomvariaties, dus is de uitgangsspanning ook redelijk goed gestabiliseerd voor belastingsvariaties. Hierbij moet niet uit het oog worden verloren dat er altijd wat stroom door de zenerdiode moet lopen voor een stabiliserende werking. De maximale stroom die afgenomen kan worden, is dus kleiner dan de zenerstroom (64 mA). Wanneer er geen stroom wordt afgenomen is de stroom door de diode, en daarmee ook de dissipatie (het in de halfgeleider ontwikkelde vermogen) het grootst: ?Z = U z • l z = 5,6 V • 64 mA = 0,358 W

kathode ring

Men moet er goed op letten dat de maximale diodedissipatie niet overschreden wordt. De meest gebruikte typen hebben een maximale dissipatie van 0,4 W of 1 W. Voor de 0,4 W-typen is de minimale stroom 3 mA, bij de 1-watt-ers is dit minstens 10 mA. De invloed van de belastingstroom op de zenerspanning kan verminderd worden met behulp van een extra transistor.

6

De transistor wordt hier gebruikt als emittervolger. Dit houdt in dat de uitgangsspanning ca. 0,7 V lager is dan de zenerspanning. Het voordeel van deze schakeling is, dat de belastingstroom niet meer door de weerstand loopt, maar door de transistor. De weerstand-zenerdiode-kombinatie wordt alleen door de basisstroom belast, zodat bij gelijkblijvende stabiliteit de uitgangsstroom nu veel groter kan zijn (basisstroom maal stroomversterkingsfaktor). Met een kleine uitbreiding kunnen we de uitgangsspanning zelfs regelbaar maken:

©-

Y

0

„ — ZD

®-

r9 l—©

f 'M *
Over de dioden D1 en D2 staat een spanning van ca. 1,4 V. Vanwege de basis-emitterspanning (0,7 V) blijft er nog 0,7 V over de emitterweerstand staan. De emitterstroom wordt dan: 0,7 V IE RE Bij een weerstand van 100 Q wordt de emitterstroom 7 mA. Met de emitterweerstand wordt de emitterstroom, en daarmee dus ook de kollektorstroom vastgelegd. De koliektor is de uitgang van de stroombron. A1 naar gelang de weerstandswaarde van de belasting valt hierover een spanning R • I. Hoe groter deze weerstand, hoe lager de koliektorspanning. Dat hieraan grenzen gebonden zijn, is wel aan te voelen; de kollektorspanning kan immers niet lager komen dan 0 V. In de praktijk houdt men een minimale kollektor-emitter-restspanning van ongeveer 0,1. . .0,3 V aan; voor de zekerheid nemen we hiervoor 1 V. Deze restspanning moet men aftrekken van de voedingsspanning om de hoogst toepasbare belastingweerstand uit te rekenen: 12 V 1V 1,57 kQ 7 mA Boven deze waarde werkt de schakeling niet meer als stroombron. Wel mag men de belasting-uitgang gerust kortsluiten. Er loopt dan "gewoon" 7 mA. Wanneer men een stroombron ten opzichte van de min nodig heeft, moet er een PIMP-transistor gebruikt worden. Het geheel wordt dan als volgt opgebouwd:

®

Op de loper van potentiometer P kan men een spanning instellen van 0 V tot de zenerspanning. De uitgangsspanning is dan 0,7 V lager dan de loperspanning. De stabiliteit is echter niet zo goed: als de uitgangsstroom varieert, verandert (in mindere mate) ook de basisstroom. De loperspanning zal dan op zijn beurt beïnvloed worden, zodat de uitgangsspanning ook verandert. Dit is nu niet bepaald wat we van een stabilisatie-schakeling verwachten. Gelukkig bestaan er in de praktijk uitstekende (geïntegreerde) spanningsregelaars, die hun taak heel wat "stabieler" vervullen!

Konstante stroom We gaan nu van een ander standpunt uit. In plaats van een konstante spanning willen we nu een konstante stroom door een uitgangsbelasting sturen; een konstante stroombron dus. Dergelijke schakelingen zijn minder bekend, maar worden toch vaak gebruikt. Meestal niet als lose stroombron, maar als onderdeel van een grotere schakeling. De basisschakeling van een stroombron is als volgt:

Nog even iets over de dioden: deze mogen evengoed vervangen worden door een zenerdiode (in sperrichting natuurlijk!) Over de emitterweerstand staat dan de zenerspanning minus 0,7 V, zodat de waarde van Rg opnieuw moet worden uitgerekend. Ook de koliektor-uitsturing zal hierdoor kleiner worden. Even opletten dus. (wordt vervolgd)

Er zijn luidsprekerboxen met één luidspreker (éénwegsysteem) en met meerdere luidsprekers (meerwegsysteem). In het laatste geval wordt door middel van filters zowel het vermogen als het frekwentiebereik over meerdere luidsprekers verdeeld. Voor velen onder u zal dit geen nieuws zijn. Minder bekend is echter de mogelijkheid dat men een groot aantal identieke luidsprekers kan kombineren, zodat een systeem ontstaat waarbij alleen het vermogen in gelijke delen over de verschillende luidsprekers wordt verdeeld. Op deze manier kan men uit bijvoorbeeld 8 luidsprekers van 8 o h m / 5 watt een geluidszuil of -wand maken met een belasting van 40 W en een impedantie van 4 Q. Men kan natuurlijk geen superhifi-kwaliteit verwachten, omdat de afzonderlijke luidsprekers breedband-

luidsprekers in kerken. Men kan de bundeling ook verzwakken door de luidsprekers met behulp van een wig (zie figuur 1) onder een bepaalde hoek op de geluidswand te monteren, zodat de afzonderlijke luidsprekers in verschillende richtingen "stralen".

luidspreker

Figuur 1. Met behulp van een w i g , die bij het monteren van de luidsprekers w o r d t aangebracht, kunnen de luidsprekers onder een hoek op de geluidsw a n d gemonteerd worden. Hierdoor "stralen" de afzonderlijke luidsprekers in verschillende richtingen. Zorg er wel voor dat de luidspreker rondom goed op de montagewand aansluit. Figuur 2. Twee identieke luidsprekers in serie en parallel geschakeld. De totale impedantie is bij serieschakeling twee maal zo groot als die van één luidspreker. Bij parallelschakeling bedraagt de totale impedantie de helft van de impedantie van de afzonderlijke luidsprekers. De belasting is in beide gevallen twee maal zo groot. Meer-luidsprekersysteem gebruikt als reklametekst. De door de luidsprekers gevormde " d o t m a t r i x " - l e t t e r s vormen niet alleen een tekst, maar produceren ook het geluid bij eventuele feesttoespraken.

Serie- en parallelschakeling Om tot de gewenste totale luidsprekerimpedantie van 4 of 8 Q te komen, kombineert men afzonderlijke luidsprekers door middel van serie- en parallelschakeling tot één groep. Bij het berekenen van de totale impedantie moeten bij serieschakeling de afzonderlijke impedanties opgeteld worden, bij parallelschakeling moet de impedantie van één luidspreker, door het

Figuur 3. Nog meer voorbeelden van kombinaties met 4 tot 32 luidsprekers.

meer-luidsprekersystemen luidsprekers zijn. Het meer-luidsprekersysteem is wat betreft de kosten heel interessant. In hobbywinkels worden namelijk nogal eens grote hoeveelheden luidsprekers aangeboden met de leuze "per dozijn goedkoper". Hier kan men dus heel voordelig een groot aantal luidsprekers op de kop tikken. Wij willen ook één nadeel noemen: meerdere luidsprekers die naast of boven elkaar gemonteerd zijn, hebben een sterke bundeling (dus een geringe spreiding) van het geluid. Dit is echter niet zo'n groot probleem. Zeker niet in kleine ruimten. In grotere ruimten kan van deze sterke bundeling zelfs bewust gebruik gemaakt worden om het geluid op een bepaalde plaats in het publiek te richten. Denk maar eens aan de rijen

aantal parallel geschakelde luidsprekers gedeeld worden. Figuur 2 laat het eenvoudigste geval zien van twee in serie of parallel geschakelde luidsprekers. Ook hifi-luidsprekerboxen kan men zonder meer parallel schakelen. Bij hifitoepassingen kan men de boxen echter beter niet in serie schakelen, omdat deze zich dan onderling beïnvloeden. Er ontstaat dan geen zuivere klank. Bij boxen met één luidspreker uit de middelste kwaliteitsklasse (standaard-breedbandtype) is dit echter geen noemenswaardig probleem. In figuur 3 zijn nog meer kombinatiemogelijkheden te zien met 4, 8, 18 en 32 luidsprekers. Om R t o t te kunnen berekenen, zijn in figuur 4 de 8 luidsprekers uit figuur 3B in een vervangend principeschema door weer-

o

J«

o

« 1 x 8 n/10 w

2 x 4 n/5 W

oo

o

m-

2 x 8 fi/5 W

o-

i x 4 n/10 w

standen weergegeven. Het vervangingsschema laat zien dat we te doen hebben met 2 groepen van elk 4 parallel geschakelde weerstanden. Deze groepen zijn op hun beurt weer in serie geschakeld. Rt 0 t is de som van de weerstanden van beide parallel geschakelde groepen. De weerstand van één groep wordt berekend door de weerstand van één "luidspreker" (in dit geval 8 Q, zie figuur 3B) te delen door het aantal "luidsprekers" (in dit geval 4). Als men dan de weerstanden van beide groepen optelt (serieschakeling,

o-

Uk

oo

o

o

4 x 4 n/5 W

1 x 4 $2/20 W

o

k k kk

m

- j - is in dit geval

2 + 2 = 4 Q ) , verkrijgt men R_. R _ R n RtOt >Rtnt '). tOt = - r 4 4 2 De totale weerstand van de 8 "luidsprekers" is dus de helft van de weerstand van één "luidspreker". De totale impedantie van de kombinatie van de acht 8 Q-

*

mA + mJ

c>

+ mJ +

o-

8 x 8 n/5 W

1 x 4 n/40 W

o

a o- 1 x 4 n / 9 0 W

18x8n/5W

o

k k kUkk k k I I I I E l I E l L—El I E l l E l i , E +

_»4

+

-mA

tiV

V-m/

+Lm/

+ _•/

o-

i El

+

±M>

«

m a\ tx] tx tx\ tx tx o-

g^5^j^ 32 x 8 n / 5 W

o-

1 x 4 n/160 W

Figuur 4. Het meerluidsprekersysteem bestaande uit 8 luidsprekers (figuur 3B) weergegeven in een principeschema waarbij de luidsprekers zijn vervangen door weerstanden. Het systeem van 8 luidsprekers kan opgedeeld worden in 2 groepen. Elke groep bestaat uit 4 parallel geschakelde luidsprekers. De groepen zijn op hun beurt weer in serie geschakeld. Als de weerstanden van de afzonderlijke luidsprekers gelijk zijn, bedraagt de totale weerstand van de schakeling de helft van de weerstand van één luidspreker.

£ R1| I R 2 | | R 3 r n R4|

c

Rtot.

R 5 l I R6rnR7r"lR8 R1 . . . R8 = R

Ó

z

• « • - » •

M^P"^ •

luidsprekers bedraagt dus 4 Ö. De belasting van de kombinaties is bij identieke luidsprekers steeds gelijk aan de som van de belastin gen van de afzonderlijke luidsprekers. Indien de 8 luidsprekers uit ons voorbeeld elk 10 watt kunnen verwerken, dan is het totale vermogen dus 8 x 10 W = 80 W.

Praktijktips Men kan de luidsprekers onder elkaar (in de vorm van een zuil), naast elkaar (op een rij) of verdeeld over

/

een oppervlak (in de vorm van een rechthoekige of vierkante geluidswand) monteren. De afstand tussen twee luidsprekers mag echter niet te groot worden (hoogstens de helft van de doorsnede van één luidspreker). Bij het bedraden kan men normale luidsprekerkabel (0,75 mm 2 doorsnede) gebruiken. Men moet ervoor zorgen dat de verbindingen goed gesoldeerd zijn en dat de polariteit van elke luidspreker juist is: alle luidsprekermembranen moeten gelijktijdig naar voren of naar achteren bewegen, afhankelijk van de polariteit van een aangeslo-

•

•

ten gelijkspanning. Men kan heel eenvoudig kontroleren of de polariteiten van de luidsprekers uit een meerluidsprekersysteem gelijk zijn. Sluit even een 4,5 Vbatterij aan. Als één membraan in de verkeerde richting beweegt, moet men de aansluitingen van de luidspreker verwisselen.

Literatuur Andere Elex-artikelen waarin dit onderwerp wordt besproken, zijn: 'n tip: luidspreker-fasetest met een batterij (april 1984, blz. 4.51)

hoe zit dat: luidsprekers (april 1984, blz. 4.12) zo werkt een luidspreker (april 1984, blz. 4.13) weerstanden in serie en parallel (december 1983, blz. 12.11) luidsprekers: hun eigenschappen en eigenaardigheden (september 1984, blz. 9.46)

koptelefoon zenerdiode Komponenten Hier een lijst van de in Elex gebruikte onderdelen. Zoals in de rubriek " E l e x t r a " al gezegd, wijken de symbolen soms af van de standaard-versies.

thyristor

«1

luidspreker

spoel weerstand

diac De schema's in Elex bevatten o.a. de volgende symbolen:

spoel met kern

potentiometer (potmeter)

draad (geleider)

transformator

verbindingen

1

instelpotmeter

LED (lichtgevende diode)

*

# relais (kontakt in ruststand)

fotodiode (lichtgevoelige diode)

kru ising zonder verbinding

+

afgeschermde kabel

£

stereo potmeter NPN-transistor schakelaar (open)

-}.

drukknop (open)

-f~\

PNP-transistor

i>

kondensator

meetpunt

(p\

-0-

LDR (lichtgevoelige weerstand)

* (wy

operationele versterker (opamp)

AND-poort (EN-poort)

aansluiting (vast

aansluiting (losneembaar)

I

i

4

NAND-poort (NEN-poort)

variabele kondensator fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

OR-poort (OF-poort)

batterij-cel ) N-kanaal J-FET

l~||-|h©

> JO— S

NOR-poort (NOF poort)

elektrolytische kondensator

batterij (3 cellen)

I

h- -||-0 batterij (meer dan 3 cellen)

~j

I—

zekering

diode

*

-ai -©-

EXOR-poort (EX-OF-poort) P-kanaal J-FET

draaispoelinstrument

EXNOR-poort ZJ) " V ° - Exr, 1 1

'

(EX -NOF-poort)

êmfiGïïïi 4H Kondensatoren Weerstanden worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrukt. De kleurkode is als volgt: f$$t-

|—.

r

1

3D UI(1133= -J 1 i l Ui ulJ- — I i

1

kleur

fer

zwart

_

0

bruin

1

1

vermenigvul- tolerantie digingsfaktor in %

jfer

,

1

-

10

* 1%

rood

2

2

100

± 2%

oranje

3

3

1000

geel

4

4

10.000

-

groen

5

5

100.000

± 0,5%

blauw

6

6

1.000.000

violet

7

7 8

-

-

x0,1

* 5%

grijs

8

wil

9

9

goud

-

-

zilver geen

x0,01

± 10%

„

* 20%

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 £2 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 = 47 k f i 10% (in Elex-schrijfwijze: 47 k) bruin-groen-groen-goud: 1.500.000 = 1,5 MSI 5% (in Elexschrijfwijze: 1M5) In Elex-schakelingen worden uitsluitend weerstanden gebruikt uit de zogeheten E12-reeks met een tolerantie van 10% (of 5%). Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

zijn kleine ladingreservoirs. Aangezien ze wel wisselspanning, maar geen gelijkspanning doorlaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspanningen. De hoeveelheid lading die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van gewone kondensatoren (keramische en folie-kondensatoren) liggen tussen 1 pF en 1/xF, dus tussen

1 F en . F. 1.000.000.000.000 1.000.000 De waarde is op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; 0,03/xF = 30 nF; 100 p (of n100 of n1) = 100 pF. Behalve de kapaciteit is ook de spanning belangrijk. Die moet minstens 20% boven de voedingsspanning liggen. De prijzen van de in Elex-schakelingen toegepaste kondensatoren liggen als regel zo tussen f 0,30 en / 1,50.

- ^

Elektrolytische kondensatoren (eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen lyuF en 10.000/xF). Ze zijn echter wel gepolariseerd, d.w.z. ze hebben een plus-en een min-aansluiting, die niet verwisseld mogen worden. Bij tantaal-elko's (een heel klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10üF/35 V kost zo rond f 0,40.

4ÉM

44 Dioden

Potentiometers oftewel potmeters, zijn speciale weerstanden met een verstelbaar sleepkontakt. Met dat sleepkontakt wordt een deel van de spanning die over de hele potmeter-weerstand staat, afgetakt. Met een schroevedraaier instelbare, zogenaamde instelpots, kosten ongeveer twee kwartjes; echte potmeters (met een as) zijn te koop vanaf ongeveer f 1,50.

zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze om, dan sperren ze. stroom

© • 1 0 doorlaatrichting

© H sperrichting

e

In doorlaatrichting ontstaat er over de aansluitingen van een silicumdiode een spanning van ca. 0,6 V (drempelspanning). De aansluitingen heten katode (streepje in symbool) en anode. De katode is meestal op het huisje van de diode aangegeven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inkeping-

>F

kollektc

sis

t V \

—K$J NPN

01 emitter

r-& lampje

Een kleine stroom die van basis naar emitter loopt, veroorzaakt een (veel) grotere stroom tussen koliektor en emitter. Daarom zeggen we dat de transistor de basisstroom „versterkt" (stroomversterking). Transistors zijn vandaag de dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen. In onze schakelingen worden de typen BC547 (NPN) en BC557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aansluitingen.

4

Zijn de aansluitingen onbekend, dan kan de diode m.b.v. een lampje en een batterij worden getest. Het lampje brandt alleen als de diode is aangesloten in de getekende richting. De belangrijkste technische gegevens van een diode zijn de sperspanning en de maximale stroom in doorlaatrichting. In Elex worden hoofdzakelijk twee typen gebruikt: 1N4148 (sperspanning 75 V, doorlaatstroom 200 mA), prijs ca. f 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A), prijs ca. / 0,25.

In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC547 en BC557 ook andere typen gebruiken met ongeveer dezelfde eigenschappen:

NPN: BC548, BC549, BC107 (108, 109), BC237 (238, 239) PNP: BC558, BC559, BC177 (178, 179), BC251 (252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.

LED's (light emitting diodes) zijn in een doorzichtige behuizing ondergebrachte dioden, die oplichten als er stroom door loopt. De spanning over deze dioden bedraagt geen 0,6 V, maar ligt afhankelijk van het type tussen 1,6 V en 2,4 V. De benodigde stroom bedraagt 15 a 25 mA. De katode (streepje in symbool) herkent men aan het korte pootje. De goedkoopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje. pen 1

•4) Transistors zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en koliektor. Er zijn NPN- en PNP- transistors. Bij NPN-transistors ligt de emitter altijd aan een negatievere spanning dan de koliektor, bij PNP-typen is dat precies andersom.

Geïntegreerde schakelingen meestal afgekort tot „IC's", bestaan tegenwoordig in zoveel varianten, dat er nauwelijks iets in het algemeen over te zeggen valt. De meeste IC's zijn ondergebracht in een DILbehuizing (dual-in-line): de bekende zwarte „kevertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) wat worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. Om vergissingen te voorkomen is pen 1 op het IC altijd gemerkt met een punt of een inkeping o.i.d.