M(ÊS:s-(o)m(twmMgeï? zelfbouw AM-Walkman ionisator berglucht-generator
katte-oog unieke afstemindikator
snelheidsregelaar voor mini-motoren 8 710966"002186
ELEX 7® jaargang nr. 9 september 1989 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Uitgeversmij. Eiel
WHWK 'vA lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers
9-2 -
elex
Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: ing. K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L. Kersemakers bc. Redaktie: J.F. van Rooij (eindred.), E. de Ruiter b c , B.M.P Romijn bc, ing. RH.M. Baggen, ing. H.D. Lubben, ing. J.P.M. Steeman Ontwerpafd./laboratorium: J. Barendrecht, ing. A.A.J.N. Giesberts, ing. A.M.J. Rietjens, ing. P.J. Ruiters, ing. M.J. Wijffels
Voor het o p b o u w e n van Elex-schakelingen hebben w i j speciale standaardprinten o n t w o r p e n . Deze standaardprint is zodanig van koperbanen en gaatjes voorzien, dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een ontwerp uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn geboord volgens het genormaliseerde raster 2,54 m m (1/10 inch), zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen. Elex-printen zijn verkrijgbaar in drie f o r m a t e n : (1/4 X euroformaat), formaat 1:
f 7,50/Bfrs. 148
Redaktiesekretariaat: M. Pardo G.W.P. van Linden Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom
40 mm X 100 mm
I É!iiillilÉ!iiilSBi
formaat 2 :
(1/2 X euroformaat), 8 0 m m x 100 m m f 12,50/Bfrs. 2 4 6
formaat 4 :
(1/1 x euroformaat), 160 m m X 100 m m f 20,-/Bfrs. 394 (zie afbeelding)
i^h:illg:i:i±ils;i:djlMd:i;i^iil:?*i:is?'l Voor een aantal Elex-schakelingen zijn kant en klare printen verkrijgbaar. Hieronder volgt daarvan een overzicht:
Vormgeving/graf. prod.: G.B.S., Beek (L) Techn. illustraties: L.M. Martin Fotografie: J.M.A. Peters Abonnementen: Th.H. Dewitte Jaarabonnement Nederland België buitenland f 57,50 Bfrs. 1190, f 83,Studie-abonnement f 4 6 , - (Bfrs. 952) Een abonnement kan op ieder gewenst tijdstip ingaan en loopt automatisch door, tenzij het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. 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 lossenummerprijs geldt). Losse nummerprijs: Nederland f 5,75; België Bfrs. 119 Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Advertenties: R.F.G.G. Troquet (hfd. adv. expl.) M.H. Bertram-Meljering (verkoop) P.J.M. Kunkels (adm.) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.
1986 86659 - Basisprint 86660 - 5 V netvoeding 86661 - experimenteerprint 86717 - +1- 15-volt-voeding 86681 - sinusgenerator 86688 - transistor als schakelaar 86723 - complementaire eindtrap 86687 - transistor en relais 86725 - astabiele multivibrator 86756 - mini-fm-ontvanger 86724 - bistabiele multivibrator 86765 - LCD-display (universeel) 1987 86766 - ingangsverzwakker 87640 - IR audiotransmissfe 87022 - LED VU meter 87636 - éénknopstreinbesturing 87653 - fruitmachine 1988 85493 - wisselstraat-indikatie 886025 - auto-audio: regelversterker 886026 - auto-audio: inschakelautomaat 886027 - auto-audio: boosterprint 86799 - testprint opamptester 886034 - DC-ontvanger 886071 - dipmeter 886077 - tiptoets-orgel 886087 - transistor-kurve-tracer 80543 - meeluisterversterker (twee stuks) 886126 - auto-service-module februari '89 886127 - VHF-ontvanger mei '89 896038 - dia-overvloeier
f f f f f f f / f i f f
34, - /Bfrs. 9,65/Bfrs. 15,20/Bfrs. 16,40/Bfrs. 12,40/Bfrs. 9,75/Bfrs. 10,40/Bfrs. 9,75/Bfrs. 10,90/Bfrs. 11,70/Bfrs. 10,60/Bfrs. 14,35/Bfrs.
670 190 300 323 244 192 205 192 218 234 212 287
f f f f f
11,20/Bfrs. 17,45/Bfrs. 6,95/Bfrs. 16,95/Bfrs. 23,75/Bfrs.
224 349 139 334 468
f f f f f f f f f f /
14,70/Bfrs. 27,75/Bfrs. 14,85/Bfrs. 18,50/Bfrs. 10,15/Bfrs. 27,70/Blrs. 15,30/Bfrs. 40,28/Bfrs. 15,85/Bfrs. 16,30/Bfrs. 16,25/Bfrs.
290 547 293 365 200 545 301 792 312 322 321
f 29,75/Bfrs. 586 f 22,15/Bfrs. 436
software: oktober '87 XSS-100 - telex voor MSX f 25, - / B f r s . 493 (geformatteerde diskette met MSX.D0S.COM en COMMAND.COM opsturen) oktober '88 XSS-101 - digisimulator voor Atari 1040 ST ^ 2 5 , - / B f r s 493 (dubbelzijdig-geformatteerde 3'/s "-diskette opsturen) Verzend- en administratiekosten f 5,00/Bfrs. 99 per bestelling. Elexprinten zijn in de meeste elektronica-zaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur B.V. te bestellen d.m.v. de bestelkaart elders in dit blad, of tegen vooruitbetaling op giro 124.11.00 t.n.v. Elektuur B.V., Beek(L) (België: PCR 000-017-70.26.01) o.v.v. de desbetreffende print. Ook via de " d a t a b a n k " (zie kolofon) kan besteld worden.
DEZE MAAND binnenkort Omdat we vermoeden dat het weer in de tweede helft van '89 zowel zonnige dagen alsook regenachtig knutselweer zal brengen, hebben we de schakelingen uit het oktobernummer hierop afgestemd. Neem nou bijvoorbeeld onze solarbuitenlamp. De akku daarvan wordt overdag door een zonnepaneel opgeladen, 's Avonds hebt u dan een leuke verlichting voor het tuinhuisje of terras. Voor de lezers die bij slecht weer aan audioversterkers knutselen, hebben we twee handige meetinstrumenten: een fasemeter en een balansindikator.
september 1989
leU&c-oatvangeï lÊj^ zelibouw AM-Walkmat^
inhoud
J H K
zelfbouwprojekten snelheidsregelaar vooi miiu-motDien
II
bij het omslag De reflex-ontvanger op de coverfoto is een met moderne dualgate-MOSFET's uitgevoerde schakeling uit het buizentijdperk. De schakeling bezit echter uitstekende HFeigenschappen en haalt het maximum uit een minimum aan onderdelen. r\r\
20
24-uurs schakelklok Met deze schakeling kunt u van alles en nog wat rond uw woning automatisch in- en uitschakelen. De schakelklok kan niet alleen de cat-feeder elders in dit nummer op het juiste moment in werking stellen, maar kan, eventueel tegelijkertijd, gebruikt worden voor het 's avonds inschakelen van de huiskamerverlichting, de akwariumverlichting, etcetera. | Q
13 24-uurs schakelklok — tijdbewuste huisdienaar 18 bedrijfsuren-teller zorgt voor tijdig onderhoud 20 reflex-ontvanger - veel zenders voor weinig onderdelen 24 katteoog als afstemindikator - afstemmen met LED's 28 automatische uitschakelaar - spaart batterijen 33 lucht-ionisator - beter humeur door negatieve ionen 38 automatische cat-feeder - voedt de kat als de baas van huis is 42 motor-snelheidsregelaar - belastingonafhankelijk toerental
informatieve artikelen 4 5 10
elextra veihgheid hoe zit dat? - aarde, nul, min en massa 12,19,32 kaleidoskoop 30 Ohm en de computer - software voor al het denkwerk 47 nadenkertje 48 komponenten
motor-snelheidsregelaar Met behulp van een meet- en regelcircuit kan het toerental van kleine gelijkstroommotoren voortaan konstant gehouden worden, onafhankelijk van de mechanische belasting. Geschikt voor bijvoorbeeld modeltreinen en printboormachientjes.
automatibche cat-feeder Dit apparaat zorgt ervoor dat uw kat netjes op tijd gevoerd wordt, ook al bent u de hele dag van huis. De cat-feeder laat poessie denken dat het voedsel net uit het blik komt, zodat er geen restjes blijven
38 ionisator Met deze schakehng kan de hoeveelheid negatieve ionen in de lucht op een gezond "berglucht-nivo" gebracht worden. Dit heeft een positief effekt op het psychische en fysieke welbevinden van de mens. —— elex -
9-3
Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-schakelingen en over wat Elex nog méér voor de lezer betekenen kan.
Databank Voor informatie en bestellingen is Elex 24 uur per dag bereikbaar via de Elex/Elektuurdatabank, op telefoonnummer 04490-71850 (behalve op maandag van 12.30 tot 16.00 uur). Voor een verbinding met onze databank hebt u drie dingen nodig, namelijk een computer, een viditel-ontvangprogramma en een telefoonmodem. De procedure is uitermate simpel: — Het databank-systeem is viditel-kompatibel (dus ook dezelfde kodes, adressen en opdrachten). — Sluit de computer aan op de modem en de modem op de telefoonlijn. — Start het viditelontvangprogramma. — Draai het bovengenoemde telefoonnummer. — Druk, zodra u een fluittoon hoort, het knopje 'data' in op de modem. Klaar!
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) = 1 0 " ' ^ = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 1 0 " ^ = een miljardste fi = (micro) = 1 0 " ^ = een miljoenste m = (milli) = 1 0 " ^ = een duizendste k = (kilo) = 10^ = duizend IVl = (IVIega) = 10^ = miljoen G = (giga) = 10^ = miljard 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 kS = 3900 Q 6M8 = 6,8 MÖ = 6 800 000 Q 0Q33 = 0,33 Q
Technische vragen Lezers die problemen hebben met Elex-schakelingen kunnen, behalve via de databank (zie boven), ook telefonisch vragen stellen, en wel op maandagmiddag tussen 12.30 en 16.00 uur, tel. 04490-71850. — Alleen vragen die betrekking hebben op in de laatste drie jaar in Elex gepubliceerde schakelingen komen voor beantwoording in aanmerking. — Helaas kunnen wij niet ingaan op vragen die niet rechtstreeks te maken hebben met de gepubliceerde schakeling zelf, maar met speciale individuele wensen (zoals bijv. aanpassing van onze ontwerpen op fabrieksapparaten). — Wanneer de verkrijgbaarheid van bepaalde onderdelen een probleem vormt, kijk dan eerst de advertenties in Elex en Elektuur na! — Houd uw vraag kort en zakelijk en zorg dat u de nodige meetgegevens bij de hand hebt van de schakeling in kwestie.
Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 0 0 0 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0 0 5 6 F 4fi7 = 4,7 ^F = 0,000 0 0 4 7 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.
Schema's Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte 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 " & " , , , > .|,,^ . . y / gf /,_ y, 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.
9-4 — elex
Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn meestal vrij klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk na te bouwen. Voor een aantal schakelingen worden speciale printen ontworpen, waarvan een deel in kant-en-klare vorm bij ons verkrijgbaar is. Op pagina 2 vindt u daarvan een overzicht. De overige Elex-schakelingen kunnen worden gebouwd op onze standaard-printen, welke leverbaar zijn 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-formaat)
Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. Dezich op de onderkant (soldeerzijde) van de print bevindende koperbanen zijn in de plattegrond dun gedrukt. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een standaard-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen.
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.
Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 wattsoldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 6 0 % tin en 4 0 % 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 " z u i g t " 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 onderaanzicht van de schakeling, in plaats van het bovenaanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig.
Netspanning Maak voor de voeding van uw schakelingen zoveel mogelijk gebruik van een losse stekernetvoeding (net-adapter). Is dat niet mogelijk, houd u dan aan de in het artikel "Veiligheid" beschreven voorschriften. Bij reparaties of metingen aan netgevoede apparaten gelden de volgende hoofdregels: * 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.
VEILIGHEID (bron: NEN3544 Elektronische en aanverwante toestellen met netvoeding voor huishoudelijk en soortgelijk algemeen gebruik — veiligheidseisen.) De wet schrijft (terecht!! voor dat alle elektrische apparaten veilig moeten zijn, met name wat betreft elektrische veiligheid en brandgevaar. Dat geldt natuurlijk ook voor zeHgebouwde apparaten. Er is een Europese norm die grotendeels ook door Nederland is overgenomen. Niet iedereen is in het bezit van deze norm en bovendien is het interpreteren hiervan geen eenvoudige zaak. Het lijkt ons daarom verstandig deze NEN3544 — die we verder "de norm" zullen noemen — kompakt samen te vatten, v^aardoor het ook voor de niet-ingewijde beter mogelijk is op verantwoorde v^'ijze een apparaat op te bouwen. De veiligheidseisen hebben voor een groot deel te maken met de netspanning, 220 volt, maar ook met de temperatuur van aanraakbare onderdelen en de brandveiligheid. Alle netvoedingsproblemen kunt u vermijden door gebruik te maken van veilige (goedgekeurdel net-adapters. U bouwt dan geen direkt uit het net gevoed toestel en u hoeft zich geen zorgen meer te maken over de inhoud van de norm aangaande dit punt. Wij raden u daarom aan zoveei mogelijk adapters met een geschikt vermogen toe te passen bij zelfgebouwde schakelingen. Als het om direkt uit het net gevoede toestellen gaat, zijn voor de bouwer twee soorten isolatie van belang: klasse I (enkele isolatie, en altijd voorzien van een steker met randaarde en een drieaderig snoer) en klasse II (dubbel geïsoleerd en voorzien van een netsteker zonder randaarde. U ziet dus dat er altijd een dubbele beveiliging wordt geëist, enkele isolatie met randaarde of dubbele isolatie. Waar het op aan komt, is dat bij een gesloten behuizing a\]e aanraakbare delen (dus kast, in- en uitgaande leidingen of stekerbussen, knoppen, schakelaarhefbomen enzovoort) geen gevaarlijke spanning kunnen voeren.
Klasse I
Figuur 1 geeft enkele voorbeelden vai deze zogeheten euro-chassisdelen en een bijbehorende euroapparaatsteker. Denk eraan dat ^^___^^_ •naterialen c EM A zich ook veilig EU R moeten zijn, dus liefst voorzien van KEWA-keur of VDE-keut (dat is het Duitse keurmerk). Wees hier kritisch, het kan zijn dat op bijvoorbeeld een tuimelschakelaar staat dat hij geschikt is voor 250 V, maar dat deze toch niet veilig is omdat de lucht- en kruipwegen op geen enkele wijze voldoen aan de norm van 3 mm voor enkele isolatie en al helemaal niet aan de norm van 6 mm voor dubbele isolatie. De fabrikant bedoelt iets heel anders, n.l. dat de schakelaar niet stuk gaat bij 250 volt! Gebruikt u geen speciale net-entree, maar sluit u het netsnoer direkt aan op het apparaat, dan moet dit zijn voorzien van een deugdelijke trekontlasting. Figuur 2 geeft twee voorbeelden van trekontlastingen die voldoende bescherming bieden tegen schuren, torsie en trek op de bevestigingspunten. Denk eraan dat u apparaten van klasse I altijd voorziet van een drie-aderig snoer rttet daaraan een steker mèt randaarde en hiervoor nooit een snoer met aangegoten euronetsteker zonder randaarde gebruikt! Deze laatste passen zowel in stopkontakten (wandkontaktdozenl zónder als mèt randaarde en mogen daarom al/een voor dubbel geïsoleerde (klasse-ll-) apparaten worden gebruikt. Voor de duidelijkheid: figuur 3 toont een steker met randaarde (links) en een euro-netsteker zonder randaarde (rechtsl.
K
Schakelaars Toestellen die niet voldoen aan de drie hierna te noemen voorwaarden moeten worden voorzien van een dubbelpolige netschakelaar. 1) Een enkelpolige nelschakelaar is toegestaan voor toestellen die zijn voorzien van een voedingstransformator rriet gescheiden primaire en sekundaire wikkelingen.
Kort samengevat komt de norm op het volgende neer: Klasse-l-isolatie vereist dat alle geleidende aanraakbare delen deugdelijk worden geaard. Verder moet de isolatie tussen de netspanning en ieder aanraakbaar deel een testspanning van minstens 2120 V (topwaarde) kunnen doorstaan. Om te voorkomen dat er doorslag optreedt door de lucht of over het isolatiematetiaal. moet er tussen de netspanning voerende delen en de aanraakbare delen een lucht- of kruipweg worden aangehouden van tenminste 3 mm. De lucht- of de kruipweg is de kortste afstand (door de lucht of over de isola. tiel tussen het deel waar de netspanning op staat en het deel dat aangeraakt kan worden.
Klasse II Ook hier in het kort de eisen: een isolatie die 4240 Vt doorstaat, hetgeen een lucht- of kruipweg vereist van tenminste 6 mm. Tevens moeten de draden die verbonden zijn met de netspanning voorzien zijn van een isolatielaag die voldoet aan de eisen voor dubbele isola-
Figuur 2. Een netsnoer moet voorzien zijn van een goede trekontlasting.
De praktijk Een van de belangrijkste vuistregels is het zoveel mogelijk gescheiden houden van het gedeelte van de schakeling dat de gevaarlijke spanning voert (meestal dus 220 V) en het overige gedeelte. Probeer het deel met gevaarlijke spanningen zo kompakt mogelijk te houden. Wij raden u aan om een net-entree te gebruiken waarin de zekering, en liefst ook de netschakelaar, geïntegreerd is.
Figuur 3. Een stei<er met randaarde ilinksi en een eura-netstekar (reclitsh
2) Een funktieschakelaar (hiermee wordt een aan/uitschakelaai bedoeld die niet in het 220-V-circutt is aangebracht) is toegestaan als de voedingstransformator gescheiden wikkelingen heeft en het verbruik van het toestel in de " u i f stand niet meer dan 10 W bedraagt. Wel moet er voor zijn gezorgd dat duidelijk zichtbaar is (bijvoorbeeld met een LED) wanneet de steker in het stopkontakt zit en er dus netspanning aanwezig is, 31 Er is geen netschakelaar vereist als het opgenomen vermogen bij normaal gebruik niet meer dan 10 W bedraagt of wanneer het toestel bedoeld is voor kontinu-bedrijf (klok, antenneversterker). Smeltveiligheden en spoelen, kondensatoren en weerstanden voor storingsonderdrukking hoeven echter niet te worden uitgeschakeld. Hoewel het niet voorgeschreven wordt, is het in dit verband wel aan te bevelen om een primaire zekering voor de schakelaar te monteren. Een defekte netschakelaar is dan ook beveiligd.
Opschriften Bij alle professionele apparaten ziet u steeds diverse opschriften. Verplicht zijn de volgende; Bij iedere zekering (ook als die op een print zit) moet de stroomwaarde staan vermeld en of het een snelle (F) danwei een trage (T) zekering moet zijn. Verder dient men op de buitenzijde (maar niet op de bodem) te vermelden; de identiteit van het toestel idit kan een naam of een ummer zijn), de netspanning (bijv, 220 V ~ | en de frekwentie (bijv, 50 Hz], Mag het apparaat alleen op wisselspanning worden aangesloten, dan moet u het wisselspanningssymbool ( —) vermelden.
Veilig werken Bedrading Bij de bedrading van het 220-V-gedeelte moet men zeer zorgvuldig te werk gaan. Gebruik netsnoer of montagesnoer van tenminste 0,75 mm^, met een isolatie van tenminste 0,4 mm. Netsnoer met 2 lagen isolatie verdient de «ootkeur. De draad moet ook mechanisch stevig zijn bevestigd; alleen solderen is niet voldoende! De draad dient u door een soldeeroogje te steken, om te buigen en dan te solderen, Ontbreken soldeeroogjes, dan kunt u na het solderen een extra versteviging aanbrengen met krimpkous. Geschikt zijn ook kabelschoentjes die met een speciale tang worden dichtgeknepen en dan niet meer hoeven te worden gesoldeerd of printkroonsteentjes. U mag de draden van het netsnoer nooit direkt op de print vastsolderen. Wie een klasse-l-apparaat bouwt, moet ook speciale aandacht besteden aan de randaarde. Gebruik een geel.groene geïsoleerde draad, die zo lang moet zijn dat, als er aan de bedrading wordt getrokken, de aarddraad als laatste wordt losgetrokken. De randaarde moet deugdelijk zijn verbonden met alle elektrisch geleidende delen die aanraakbaar zijn. "Deugdelijk" kan dus inhouden dat u bijvoorbeeld de frontplaat wel degelijk moet voorzien van een eigen aarddraad die met de binnenkomende randaarde is verbonden. Is de frontplaat echter d.m.v. metalen schroeven en metalen delen verbonden met een deel van de behuizing dat al geaard is, dan kunt u dit achterwege laten. Let vooral ook op metalen assen van potmeters of schakelaars. Ook die mogen geen gevaar voor aanraking opleveren! Ook als er een storing optreedt, mag er geen gevaar voor de gebruiker ontstaan. Kortgesloten uitgangen, defekte gelijkrichterbruggen en andere fouten die kunnen optreden in het apparaat, mogen geen gevaar opleveren. De temperatuur van aanraakbare delen mag niet te hoog worden en er worden ook eisen gesteld aan de brandveiligheid. Dit alles kan worden bereikt door een juiste keuze van zekeringen (smeltveiligheden), een voldoend stevige mechanische opbouw, de keuze van juiste isolatiematerialen en voldoende koeling (d.m.v, ventilatie, koellichameni. Laat dus geen zekeringen weg die wel in het schema staan. Voor het zelf dimensioneren van de primaire zekering kunt u als vuistregel aanhouden dat de waarde van de trage zekering niet meer mag zijn dan 1,25 x Inominaai, Bij meerdere sekundaire wikkelingen kan het nodig zijn om, met het oog op brandgevaar of een te hoge temperatuur, ook sekundair (snelle) zekeringen aan te brengen (bekering =^ Inominaai), Zit er een Olko achter de sekundaire zekering, dan is het beter een trage zekering te gebruiken in verband met de optredende laadstromen. Om nog even terug te komen op ventilatie; Houd punten die de netspanning voeren ver van ventilatiegaten, want ook een naar binnen gestoken schroevedraaier of een naar binnen vallende metalen ketting mag niet in aanraking komen met spanningvoerende delen. Apparaten moeten stevig worden gebouwd. Een val op de tafel van 5 cm hoogte moet ook na meerdere keren geen enkele schade opleveren. Ook na flink rammelen moeten de trafo, de voedingselko en andere essentiële komponenten nog vast op hun plaats zitten. Gebruik geen twijfelachtige of brandbare materialen waaruit gassen kunnen vrijkomen (zoals limonaderietjes als isolatie voor blanke draad, of hout en papierl. Schroeven die te lang zijn, moet u inkorten; soms komen die gevaarlijk dicht bij andere komponenten.
Transformatoren
Figuur 1. Enkele euro-chassisdelen en een euro-apparaatsteker. Hiermee is de netspanning op een veilige manier aan te sluiten. Deze zijn overigens bedoeld voor klasse-lapparaten. Voor klasse-ll mag er geen aardpen in het chassisdeel zitten.
gescheiden wikkelingen hebben. Als we et van uitgaan dal deze trafo's kortsiuitvast zijn, dan verklaart dat ook de afwezigheid van een primaire zekering. Als u een "gewone", niet kortsluitvaste trafo gebruikt, dan is een primaire zekering noodzakelijk.
)n de figuren 4 en 5 hebben we getekend hoe een transformator met inachtneming van de veiligheidseisen kan worden aangesloten. Met de aanduiding 1 en 2 geven we respektievelijk aan of er tussen de aangegeven punten een enkele of een dubbele isolatie moet worden toegepast. In principe mogen de in de figuren getekende netschakelaars enkelpolig zijn, omdat alle getekende trafo's
Het voorgaande verhaal gaat vooral over de veiligheid van het apparaat tijdens
gebruik, maar zodra u de kast open schroeft ontstaat een heel andere situatie. Uiteraard raden we u aan de steker uit het stopkontakt te trekken voordat de kast wordt opengeschroefd. Maar aangezien er dan niets te meten valt, zal toch de steker weer aangesloten moeten worden. Voor uw persoonlijke veiligheid is het dan prettig als de lichtinstallatie is uitgerust met een aardlekschakelaar van hoogstens 30 mA. Het is ook mogelijk om een steker of tafelkontaktdoos te gebruiken met een ingebouwde aardlekschakeiaar. Aardlekschakelaars die gevoeliger zijn dan 30 mA zijn alleen nodig indien te verwachten is dat de lekstroom kleiner blijft dan 30 mA, In de praktijk zal dit zelden voorkomen.
Dit uittreksel is door de redaktie met zorg samengesteld Toch kunnen wij geen enkeJe aansprakelijkheid aanvaarden ten aanzien van de juistheid van de informatie, noch de eventueel daaruit voortvloeiende gevolgen.
Figuur 4. Het gaat hier om een klasse-l-toestel dat via een dubbel geïsoleerde transformator wordt gevoed- Alle aanraakbare en geleidende delen moeten warden geaard. De uitgangen hoeven in dit geval niet te worden geaard.
Figuur 5. Voor een klasse-ll-toestel is het voor wat betreft de trafo erg simpel: u mon teert een dubbel geïsoleerde trafo. U kunt hier ook zien dat de isolatie tussen punten die deel uitmaken van het 220-V-circuit, niet vergroot hoeft te worden.
Figuur 6. Het meest praktische is het houwen van een klasse-ll-toestel. In deze figuur hebben we de knelpunten van kommentaar voorzien. V Gebruik een netsnoer met aangegoten euro-netsteker. 21 Het netsnoer wordt via een deugdelijke trekontlasting naar binnen gevoerd. 3} De zekeringhouder. De omgeving van de zekering is ook een prima plaats om type, "soort" netspanning, en de waarde van de zekering te vermelden (uiteraard aan de buitenzijde van de kast). 4) De netschakelaar De lucht- en kruipweg tussen de kontakten en het chassis moet minstens 6 mm zijn. Gebruik geen metalen knoppen, deze zijn in de meeste gevallen onvoldoende geïsoleerd. 51 De draden dóór de soldeerogen steken en solderen. 6) Breng een kous aan voor dubbele isolatie of gebruik draad waarvan de isolatielaag voldoet aan de eisen voor dubbele isolatie. 7) De afstand tussen de primaire kontakten tot de kern en de rest van de omgeving moet minstens 6 mm (lucht- of kruipweg) zijn. 8) Gebruik snoer met tenminste 0,4 mm isolatie en een kerndoorsnede van 0.75 mm. 91 Aan de print en de schakeling worden geen bijzondere eisen gesteld. Uiteraard moet de print wel stevig worden bevestigd. 10) De massa van de schakeling mag worden aangeraakt, omdat de nettrafo voor voldoende veiligheid zorgt (als dit tenminste een veillgheidstrafo is). 11) De kast mag best van metaal zijn, immers het primaire circuit is rüet een dubbele iso/atie van de omgeving gescheiden. Kunststof heeft echter de voorkeur
elex — 9-5
aarde^ nul, min en massa ongeveer hetzelfde maar toch iets anders Een aantal jaren geleden hebben we ook als eens een verhaal met deze titel gepubliceerd, maar aangezien deze begrippen nog steeds voor verwarring zorgen en wij zelf ook niet altijd even konsekwent zijn, zetten we het een en ander nogmaals voor u op een rijtje. Er zijn schakelingen waarbij alle vier begrippen hetzelfde voorstellen. Dit komt echter zelden voor, zodat we wel moeten kijken naar de exakte verschillen. Laten we beginnen bij de min. Dit is namelijk de gemakkelijkste. Elke spanningsbron heeft namelijk per definitie een plus- en een min-pool. De min is daarbij de aansluiting waarop een overschot aan elektronen aanwezig is, terwijl er op de plus-aansiuiting juist een gebrek aan elektronen heerst. Bij de schema's die u in Elex aantreft, wordt de minaansluiting van de voedingsbron altijd de "nul" genoemd (zie figuur la). Dit doen we omdat er ook zogenaamde symmetrische voedingen bestaan. Hierbij gaat het om een tweetal identieke bronnen die in serie staan, waarbij de middenaansluiting de "nul" is 9-10 - elex
(zie figuur Ib) en er ten opzichte van dit punt zowel een positieve als een negatieve spanning aanwezig is. In het algemeen kunnen we stellen dat de "nul" de gemeenschappelijke aansluiting is van de negatieve en positieve spanningsbronnen.
Chassis en massa Veel apparaten dienen in een metalen behuizing te worden ingebouwd, om te voorkomen dat er storende signalen in de schakeling terechtkomen. Bijna altijd verbindt men in zo'n situatie één van de voedingsaansluitingen met het chassis en deze aansluiting noemt men dan de massa. Overigens geldt ditzelfde ook bij coaxkabel en audio-snoer. Ook hier is de afschermende buitenmantel met een van de aansluitingen van de voeding verbonden.
De term "massa" komen we ook veelvuldig tegen als het niet om afscherming gaat. In bijvoorbeeld de autoindustrie legt men namelijk een van de klemmen van de akku aan de karrosserie. In dit geval hoeft het autoblik geen storende signalen buiten te houden, maar dient het als gemeenschappelijke verbindingsdraad. Hierdoor hoeft er maar een draad naar elke stroomverbruiker getrokken te worden, omdat het metaal van de auto als retour-leiding fungeert. Dat deze methode draad bespaart, spreekt voor zich. Tegenwoordig is het heel normaal om de nul-leiding met massa te verbinden. Kijk maar naar de auto. Alleen bij zeer oude modellen wil het nog wel eens voorkomen dat de plus aan massa ligt. Bij het aansluiten van bijvoorbeeld een autoradio moest er daarom
1a
^±)-
0
stroomkring (b.v. een lamp)
-•L
-
-0($>
ir-i®: -T
0 -T_
O-
Figuur 1. Twoe voorbeelden van de nul van een voeding. Figuur la laat een enkelvoudige voeding zien en 1b een symmetrische.
3a
Figuur 2. Vooral bij HFschakelingen zijn er fieel wat onderdelen die aan massa komen te liggen. Om nu geen onoverzicfitelijke tekening te krijgen, worden veel van de massa-verbindingen door een massa-teken vervangen. Figuur 3. Aarde, nul, min en massa in een denkbeeldige schakeling samengevat.
vroeger ook altijd goed opgelet worden om wat voor soort radio het ging. Lag bij het apparaat de min aan massa, dan leverde dat grote problemen op (kortsluiting of verwisseling van polariteit). Om dergelijke moeilijkheden te omzeilen, zie je vaak dat bij apparatuur voor auto's geen van beide voedingsaansluitingen voor gelijkspanning met de behuizing verbonden is. Om dan toch voor stoorsignalen een geleidende verbinding met de gemeenschappelijke leiding (bijv. de nul) tot stand te brengen, wordt de behuizing (het chassis) via een kondensator met de inwendige massa van het apparaat verbonden. Daarbij neemt men een dusdanige kondensatorwaarde dat de impedantie bij de frekwentie van de stoorsignalen (dit zijn altijd wisselspanningen) zo klein mogelijk is. In het algemeen kunnen we stellen dat de massa de gemeenschappelijke verbinding is voor zowel de voeding als alle in- en uitgangssignalen en die in veel gevallen met de behuizing verbonden
896121 14
is. Dit laatste hoeft echter niet het geval te zijn, want waarom zou u een kunststoffen kastje ergens mee verbinden? Het massa-symbool (1) dat u veelvuldig in schema's aantreft, betekent niet dat deze punten met de behuizing verbonden moeten worden. Wij gebruiken namelijk dat symbool om de tekening een stuk overzichtelijker te maken. Neem bijvoorbeeld de schakeling in figuur 2 (een deel van de VHF-ontvanger uit het januari-nummer). Als we alle onderdelen waaraan nu een massa-symbool getekend is, via een lijn met de centrale nullijn zouden verbinden, dan werd het totale schema niet meer leesbaar Eigenlijk gebruiken we het massa-teken dus voor een verkeerd doel, maar omdat tegenwoordig iedereen dat doet, valt het niet meer op. Om nu toch aan te kunnen geven dat er bepaalde punten met het chassis verbonden dienen te worden, gebruiken we een symbool dat bestaat uit het massa-teken aangevuld met een aantal schuine lijnen.
Aarde De laatste kreet die we moeten verklaren is aarde. De herkomst van dit begrip laat zich eenvoudig raden: het is gewoon de bol waar we met z'n allen op staan. De aarde is namelijk door al het water en de daarin opgeloste zouten een redelijk goede geleider en van dit geleidend vermogen wordt veelvuldig gebruik gemaakt. Een voorbeeld daarvan is de interkom uit het vorige nummer. Helaas levert de geleiding van de aarde ook zo zijn nadelen op. Wanneer we namelijk een van de aansluitingen van het lichtnet (de fase) vastpakken, dan gaat er een stroom door ons lichaam naar de aarde lopen, met alle nare gevolgen van dien. In principe lijkt dit vreemd, want er kan alleen stroom in een gesloten circuit gaan lopen en bij het aanraken van alleen de fase-draad maken we toch geen kontakt met de andere geleider (de nul van het lichtnet). Gezien het feit dat we een flinke optater krijgen, moeten we toch op de
een of andere manier met de ander verbindingsdraad in kontakt staan. Wat is namelijk het geval: uit veiligheidsoverwegingen wordt een van de verbindingen (dit wordt dan de nul) in de centrale via een lange pen met de aarde verbonden en deze aarding zorgt er voor dat er bij aanraking van de fase-draad een stroom door ons lichaam kan gaan lopen. Waarom deze aarding van de nul-geleider veiliger is, voert te ver om volledig uit te leggen. Het belangrijkste dat u nu moet weten is dat door de aarding zogenaamde gestelsluitingen (kortsluiting tussen de fase en de kast) minder gevaren opleveren. In dit geval kan er dan via de aarding een stroom gaan lopen waardoor de zekering doorsmelt (uiteraard alleen als het apparaat op een wandkontaktdoos met randaarde is aangesloten).
Alles nogmaals een rij
op
Vatten we het voorgaande elex -
9-11
samen, dan kunnen we konkluderen dat de nul het punt is in de schakeling ten opzichte waarvan alle andere spanningen aangegeven worden. Bij schakelingen met één spanningsbron (dus niet bij een symmetrische voeding) is dit punt meestal de min van de voeding. Met de massa bedoelen we in het algemeen de gemeenschappelijke leiding, die zowel door de in- als uitgangssignalen gebruikt wordt. In
schema's wordt het massatekentje gebruikt om daardoor niet al te veel doorelkaar lopende lijnen te krijgen. Het chassis is de metalen behuizing. Dit wordt vaak verbonden met de massa van de schakeling waardoor het kastje een betere afscherming vormt. In sommige gevallen (alleen bij klasse-I-toestellen — zie pagina 5 voor een verklaring van deze term) dient het
metaal van het kastje ook nog verbonden te worden met de aarde (de randaarde van de wandkontaktdoos). Figuur 3 toont een denkbeeldig schema van een apparaat waarin aarde, nul, min en massa met de door ons gebruikte symbolen zijn aangegeven. Om te beginnen de min van de bruggelijkrichter (A). Deze wordt gedefinieerd als de nul van de voeding (B) en vormt bij dit apparaat tevens de mas-
sa van de schakeling (C). Ten behoeve van de afscherming is het geheel in een metalen kastje ingebouwd, dat in dit geval via een kondensator met de massa verbonden is (D). Tenslotte gaat het om een klasse-I-toestei, hetgeen wil zeggen dat het metaal van het kastje op de randaarde van het lichtnet moet worden aangesloten (E). (896121X)
KALEIDOmOi Huis van de toekomst Het "Huis van de toekomst" zoals dat op het terrein van het Autotron in Rosmalen te vinden is, vormt niet louter een toeristische attraktie. Het is een experimenteerplatform geworden voor alle bedrijven die op de een of andere manier iets te maken hebben met de huisvesting, nu en in de nabije toekomst. Alle facetten van het modern wonen komen in het projekt aan de orde, waarbij bijzondere aandacht besteed is aan het zuinig omgaan met energie en de belasting van het milieu. De hamvraag is natuurlijk of een "intelligent" huis als dit nu echt een haalbare kaart is, of altijd toekomstmuziek zal blijven. De ontwerpers van het projekt, Cees Dam (architekt) en Chriet Titulaer (initiatiefnemer) geven toe dat het huis in deze vorm waarschijnlijk
nooit kommercieel gebouwd zal worden. Maar de trends en de nieuwe technologieën die erin verwerkt zijn, zullen in de nabije toekomst steeds vaker de kop opsteken. ISDN, een digitaal kommunikatienetwerk dat in dit huis te vinden is, is nu nog iets bijzonders. Over een aantal jaren zal deze voorziening echter standaard in alle woningen aanwezig zijn. Elektronica Zonder elektronica is zoiets als een "huis van de toekomst" natuurlijk volslagen ondenkbaar. Signaleren, kontroleren en informeren zijn de drie hoofdtaken van de elektronica die in dit huis verwerkt is. Onder de elektrotechnische installatie valt de inmiddels al vaak genoemde maar nog weinig toegepaste home-bus en een brand- en inbraakbeveiliging. Het is de
Via het home-bus-systeem kunnen in principe aiie apparaten in huis lyestuurd worden, (illustratie Croon)
9-12 - elex
-ili^* bedoeling van de ontwerpers dat op den duur alle systemen met elkaar verbonden worden, waardoor een centraal "brein" zal ontstaan. Uiteraard heeft "ons eigen" Philips een flinke invloed gehad in de sektie konsumentenelektronica. Compact-disk-interaktief (CD-I), compact-disk-video (CD-Video) en de nieuwste generatie kleurentelevisies zijn daar voorbeelden van. De intelligentie van het huis gaat op dit moment al zo ver dat via afstandsbediening een kraan geopend kan worden of de gordijnen gesloten kunnen worden. Hierbij is het onbelangrijk in welke ruimte men zich bevindt. Vanuit de badkamer kan dus het koffiezetapparaat in de keuken gestart worden. Er is ook geëxperimenteerd met nieuwe manieren van kommuniceren met apparatuur. Met spraak kunnen bijvoorbeeld ramen geopend worden. Het systeem is zo ontwikkeld dat naar keuze op de stem van één persoon gereageerd wordt of op de stem van iedereen. Verder is er een
elektronisch alternatief voor gordijnen c.q. jaloezieën te zien: het vensterglas is voorzien van een liquidcrystallaag (LCD-principe), waardoor door middel van een elektrische spanning het glas naar wens doorzichtig of ondoorzichtig gemaakt kan worden. De komplete inboedel van de woning is op een voor de bezoeker onzichtbare wijze tegen diefstal beveiligd. Ook de toegangsverlening is helemaal geautomatiseerd. Men hoeft slechts een creditcard bij zich te hebben om toegang tot bepaalde (beveiligde) delen van de woning te hebben. Dankzij een in de kaart ingebouwde spoel detekteert het beveiligingssysteem namelijk automatisch of iemand de gewenste kaart bij zich heeft. De kaart hoeft dus niet in een apparaatje gestopt te worden. Mocht er brand ontstaan of ingebroken worden, dan meldt het beveiligingssysteem in gesproken woord wat er waar aan de hand is en welke maatregelen inmiddels genomen zijn.
24'Uuts schakelklok schakelt op de hele uren Schakelklokken zijn tegenwoordig echt niet duur meer, waardoor zelfbouw van zo'n apparaat in feite niet meer lonend is. Desondanks hebben we toch een dergelijke klok ontworpen, omdat de exemplaren in de prijskategorie rond 25 gulden een aantal beperkingen hebben die niet gemakkelijk te verhelpen zijn. Laten we eens een willekeurige schakelklok bekijken. In de eerste plaats gaat het altijd om mechanische uurwerken, die als nadeel hebben dat ze geluid produceren en in de loop der tijd verslijten. Ook de schakeltijdinstelling geschiedt mechanisch en bijna altijd is het schakelen van de klok hinderlijk hoorbaar. Het programmeren van de aan/uittijden is bij de meeste exemplaren vrij gemakkelijk en flexibel genoeg. Het grootste nadeel van alle gekochte schakelklokken is dat ze slechts één uitgang hebben. Hierdoor is het onmogelijk om meerdere apparaten onafhankelijk door één klok in bedrijf te stellen. Onze zelfbouwklok heeft geen last van dit bezwaar, waardoor de meerprijs goed te verdedigen valt.
Toch een kompromis Om het aantal digitale IC's zo klein mogelijk te houden, hebben we een kompromis moeten sluiten met betrekking tot de hoeveelheid schakeltijden. Bij de meeste goedkope klokjes kunnen de aan/uit-tijden per kwartier ingesteld worden. Willen we ditzelfde elektronisch verwezenlijken, dan zijn daar al gauw acht a negen IC's voor nodig. Halveren we echter het aantal digitale bouwstenen, dan blijft het nog steeds mogelijk om een goede en nauwkeurige schakelklok te maken, alleen is deze dan slechts per uur instelbaar. Voor 99 % van alle toepassingen is dit ruim voldoende, zeker gezien het
feit dat de klok niet precies synchroon met de echte tijd hoeft te lopen.
Drie speciale
delers
Zoals in figuur 1 te zien is, wordt de basis van de schakelklok gevormd door een drietal delers (IC2. . .IC4), waarvan IC2 gebruikt wordt om een blokspanning op te wekken met een periodetijd van één uur (half uur "hoog", half uur "laag"). Als referentie voor deze blokgolf wordt de 50-Hz-netspanning gebruikt, die vanaf de trafo via Dl en Rl aan de deler aangeboden wordt.
Via N3 en N4, waarvan we de funktie verderop vertellen, wordt de uren-puls doorgegeven aan IC3. Dit is een zogenaamde Johnsoncounter met tien gedekodeerde uïtQanQen. Door de dekodering in het IC gaat het hier niet om een normale teller, die volgens de binaire telwijze werkt. Bij een 4017 zijn namelijk alle uitgangen laag, op één na. Welke uitgang "hoog" is, hangt daarbij af van het aantal opgaande flanken van het kloksignaal (bij nul opgaande flanken is uitgang QO hoog, na één flank wordt Ql hoog, . . ., na 9
flanken wordt Q9 hoog, na 10 flanken wordt QO wederom hoog, etc). Zonder verdere logica te moeten gebruiken, hebben we dus met een 74HC4017 een soort schakelklok, die na tien uur zijn programma begint te herhalen. Dat dit niet echt handig is, spreekt voor zich. Vandaar dat we een tweede Johnson-counter gebruiken om tot 24 (uur) te tellen. Maar, zult u zeggen: twee tientellers zijn toch ook niet in staat om tot 24 te komen. Dat klopt ook, maar door een matrixachtig uitgangscircuit te maken lukt dat wel. Tel maar mee: IC3 laten we tot acht tellen en op het moment dat de negende uitgang (Q8) "hoog" wordt, zal het IC zichzelf resetten (R5 verbindt Q8 met de resetingang). Tegelijkertijd wordt er een telpuls aan IC4 doorgegeven, waardoor de Qluitgang van dit IC "hoog" wordt. IC3 telt vervolgens weer van voor af aan totdat bij de ló'^ telpuls uitgang Q8 wederom "hoog" wordt. Hierdoor wordt IC3 gereset en krijgt IC4 een volgende telpuls (Q2 wordt "hoog"). Als u nu even verder telt, zult u zien dat de procedure bij 24 herhaald wordt, met dien verstande dat nu ook IC4 gereset wordt, omdat Q3 via R7 met de resetingang verbonden is. Door deze schakeltruuk besparen we een aantal IC's, maar krijgen we er een wat ingewikkelder uitgangssignaal voor terug. Tijdens de eerste acht uur (00.00. . . .07.00 uur) is namelijk uitgang C^ van IC4 "hoog" elex -
9-13
plus een van de acht uitgangen van IC3. Gedurende de tweede acht uur (8.00. . . . 15.00 uur) is Ql van IC4 "aktief en een van de uitgangen van IC3, terwijl bij de laatste acht uur (16.00. . . . 23.00 uur) Q2 van IC4 "hoog" is plus opnieuw een van de uitgangen van 1C3. Er zijn dus altijd twee lijnen hoog, hetgeen betekent dat we voor de uiteindelijke uurdekodering een AND-poort moeten gebruiken om de beide aktieve lijnen samen te nemen.
De juiste
tijd
Met de wisselwerking tussen IC3 en IC4 zijn we er nog niet. Bij het inschakelen moet de klok op een gedefinieerd tijdstip beginnen en het zou ook wel handig.zijn als we het uurwerk gelijk kunnen zetten. Voor deze taken hebben we de poorten N I . . . N4 nodig. Laten we beginnen met N2. Deze vormt de zogenaamde power-up-reset en zorgt er voor dat IC3 en IC4 gereset worden op het moment dat de voedingsspanning ingeschakeld wordt. Op dat moment is C7 immers nog niet geladen en is het ingangsnivo van N2 "laag". De uitgang is daardoor "hoog" en via D2 en D3 (die overigens voorkomen dat tijdens het tellen de reset-puls voor IC3 bij IC4 terecht komt en omgekeerd) wordt het hoognivo doorgegeven aan de twee Johnson-counters. De ingangsspanning van N2 blijft echter niet laag. Kondensator C7 wordt immers via R4 geladen, zodat na enkele milli-sekonden de sparining over C7 zover opgelopen is dat het schakelpunt van N2 bereikt wordt. Zoals in het schema te zien is, wordt IC2 niet door N2 gereset. Dit is namelijk niet noodzakelijk, omdat in het inwendige van de SAB0529 al een power-up-resetschakeling ingebouwd is. Voor het gelijkzetten van de klok zijn schakelaar SI en de poorten NI, N3 en N4 verantwoordelijk. Wanneer we namelijk SI indrukken, wordt het nivo op de ingang van NI "hoog" en klapt de uitgang om van "hoog" naar "laag". Door deze handeling gebeurt er 9-14 - elex
Figuur 1. Vier digitale IC's zijn noodzalcelijk om een scliakelkloli te maken die qua eigenschappen nagenoeg identiek is aan de goedkopere mechanisch exemplaren. Er is echter één groot verschil. Met deze klok kunnen veel meer verbruikers onafhankelijk geschakeld worden.
Figuur 2. Dit ia ai vaat een voorproefje van de versctiillende vervoigschakelingen. In een van de komende uitgaven konten we hier nog uitgebreid op terug.
8
7
6
5
4
3
2
1
o
o
o
O
O
O
O
O
D
E
F
G
NC
A
B
15
C 14
13
O xT
O Y
O Z
12
9 -.SV
11
,9 J-
. /
K2
K1
10
9 •12V|
M H •
^
V
•€)
BC517 1N4148 896117X-12
nog niets (alleen C8, die kontaktdender moet onderdrukken, wordt bliksemsnel geladen). Pas als we SI weer loslaten en C8 zich zover via R6 ontladen heeft dat NI weer terugspringt naar de beginsituatie, reageert IC3. Een 4017 telt namelijk alleen maar verder bij een positieve flank (een nivoverandering van "laag" naar "hoog") op de klokingang. Hierbij is het wel vereist dat de enable-ingang (pen 13) "laag" is. Op het moment dat de klok ingeschakeld wordt, is dat nog geen probleem. Door het inschakelen van de spanning is IC2 namelijk gereset, hetgeen betekent dat uitgang D (pen 9) "laag" is. Na 30 minuten klapt echter het uitgansnivo van IC2 om en wordt de enable-ingang van IC3 "hoog". De klok zou nu niet meer gelijk te zetten zijn. Aangezien we nog twee poorten over hadden, hebben we een truuk bedacht om deze moeilijkheid te omzeilen. Als de uitgang van NI "laag" wordt door het indrukken van SI, wordt de uitgang van N3 altijd "hoog". Door deze nivoverandering op de ingang van de NAND zijn de nivo's op beide ingangen immers niet meer gelijktijdig "hoog",
zodat de uitgang onafhankelijk van het uitgangsnivo van IC2, altijd "hoog" is. Poort N4 inverteert dit nivo en door de traagheid in de kombinatie N3-N4 ziet IC3 een nette opgaande telflank, zonder last te hebben van een verkeerd nivo op de enable-ingang. Willen we de klok uursynchroon laten lopen, dan moeten we op een vol uur de voedingsspanning inschakelen. Daarna kan de uitlezing met SI op de juiste tijd ingesteld worden.
Nog enkele bijzonderheden Om te beginnen IC2. Dit is een zogenaamde programmeerbare deler, hetgeen wil zeggen dat het deeltal van buiten af instelbaar is. Hiervoor is het IC uitgevoerd met een drietal ingangen (A. . .C), waarmee het basisdeeltal ingesteld kan worden. Zijn alle ingangen laag, dan deelt het IC minimaal door 100, terwijl dit opgelopen is tot minimaal 180.000 als alle drie ingangen "hoog" zijn. Door deze programmeermogelijkheid zijn we in staat om snel de werking van de klok te kontroleren. Als we namelijk jumper JPl op de print aansluiten, is de
frekwentie van het signaal op de D-uitgang Vè Hz, zodat er elke twee-sekönden een telpuls naar de Johnson-counters gaat. Naast de programmeerfaciliteiten heeft de SAB0529 nog meer mogelijkheden aan boord. Zo is er een komplete triac-sturing ingebouwd, met alle randelektronica die daar voor noodzakelijk is. Aangezien deze delen niet gebruikt worden, gaan we hier niet verder op in. Een ander punt wat misschien vreemd aan doet, is het feit dat we van IC3 de klokingang gebruiken voor het handmatig instellen van de tijd, terwijl de uur-pulsen op de enable-ingang aangeboden worden. Een duik in de data-sheets leert ons dat beide ingangen nagenoeg identiek zijn. Alle twee worden namelijk met behulp van een in het IC ingebakken NAND-poort gekombineerd, met als enige verschil dat er tussen de enableingang en die NAND nog een inverter geschakeld is.
Sturen en progranuneren Zoals al gezegd, is er altijd een van de uur-select-lijnen (de HS-lijnen A. . .H in fi-
guur 1) en een van de range-select-lijnen (de RSlijnen X, Y en Z) "hoog". Hoe de relatie tussen de verschillende tijden en de LED's is, toont tabel 1, die u ook bij het programmeren kunt raadplegen. Wilt u bijvoorbeeld dat om 7 uur een koffiezetter ingeschakeld wordt, dan laat de tabel zien dat de lijnen H en X gebruikt moeten worden en voor het inschakelen van de magnetron-oven om 18.00 uur zullen de lijnen C en Z naar een relais-stuurschakeling moeten gaan. Hoe zo'n vervolgschakeling er uit kan zien, toont figuur 2. Hierin vormen de twee dioden een AND-poort, en alleen als de geselekteerde HS- en RS-lijn tegelijkertijd "hoog" zijn, sperren de dioden en kan er via Rl basisstroom gaan lopen. Hierdoor gaat darlingtontransistor Tl in geleiding en wordt het relais bekrachtigd. Met de schakeling in figuur 2 kunnen we het apparaat dat door het relais ingeschakeld is, slechts een uur lang laten werken (bij de getekende programmering is het relais van 7.00 tot 8.00 uur angetrokken). Na 60 minuten verandert immers het nivo van de HS-lijn (afelex -
9-15
lljlllll Onderdeieniffst
w^^^ak
R1,R2 = l O ' l c i l W'm' R3,R5,R7 = lOOkS R4,R6 = 560 kO R8,R9 = 560 S C1 = IOOOfiF/16 V radiaal C2,C8 = 100 nF C3 = 10 nF/10V radiaal C4, . .C6,C9 = 22 nF C7 = 220 nF D l . . . 0 3 = 1N4148 D4. . . D6 = 3 mm LEO rood D7. . .D14 = 3 mm LED groen BI = B4OC1500 IC-1 = 7805 IC2 = SAB0529 IC3,iC4 = 74HC4017 iC5 = 74HC132 SI = enkelpolige drukschaketlif KI = h^èr-konnsktor F C M r t i p e t bijbehorende steker w K2 = IS-polige D-konnektor female soldeer 9-V/100-mAwisselspanningsvoeding bijv. AC-netadapter* aansluiting voor voedingsspanning kunststoffen behuizing * zie tekst
hankelijk van het tijdstip van de dag klapt ook de geselekteerde RS-lijn om) zodat het relais natuurlijk ook weer afvalt. Wat hieraan te doen valt, zullen we in een van de komende uitgaven uit de doeken doen. De foto aan het begin toont alvast een voorproefje van hetgeen er gaat komen. Ondertusssen'raden we u aan om het artikel "cat-feeder", elders in deze uitgave, te lezen. Dit apparaat maakt namelijk ook gebruik van de schakelklok, alleen wordt het gekombineerde HS- en RSsignaal omgezet naar een kortstondige puls.
Bouwen en testen Aangezien er slechts een beperkt aantal IC's op een standaard Elex-printje formaat 1 passen en de schakelklok deze grens overschrijdt, hebben we maar een echte print ontworpen. Dit bespaart ruimte en werkt ook nog eens een 9-16 - elex
Onderdeleniijst relais-sturing
R1 = 220 kQ Dl...D3 = 1N4148 Tl = BC517 Rel = 12 V relais geschikt voor 220 V bijv, de V23127-AOO02-A1O1 KI = 1 5-polige D-konnektor male, voor printmontage K2 = 3-polige printkroonsteen
Figuur 3. Door gebruikt te malten van dit printontwerp, l(an de Idolc veel Icleiner worden dan op een standaard Eiex-printje.
stuk gemakkelijker. Daar staat tegenover dat u de print wel zelf moet (laten) vervaardigen aan de hand van de layout in figuur 3. Hebt u de print geëtst en geboord klaar liggen, dan kunnen de komponenten gemonteerd worden. Echt moeilijk behoeft dat niet te zijn, zolang u er maar op let dat alle onderdelen in de juiste gaten aangebracht worden en de polariteitgevoelige onderdelen niet verkeerd om zitten. Om de schakeling te testen, soldeert u op de plaats van jumper JPl een draadbrug, zodat de klok in de Vi-Hzmode komt. Wanneer nu de voedingsspanning (afkomstig van bijv. een 9-V-trafo of een wisselspanningsadapter) aangesloten wordt, zal de schakeling in 48 sekonden precies hetzelfde moeten doen als normaal in een dag (gebruik nooit een gelijkspanningsadapter, omdat de klok dan geen 50-Hzsignaal aangeboden krijgt). Is deze test geslaagd en hebt u alle LED's zien branden, dan moet draadbrug JPl weer verwijderd worden (voedingsspanning uitschakelen) en kan de print in een geschikte behuizing ingebouwd worden. Neem hiervoor een kunststoffen kastje, omdat dit veel gemakkelijker te bewerken is dan een metalen versie. In de bovenkant boort u 11 gaten van 3 mm voor de LED's en één voor de gelijkzetschakelaar SI, zoals in figuur 4 te zien is. Daarna maakt u in de achterwand een trapeziumvormig gat voor een 15-polige Dkonnektor plus een gat voor een aansluitbusje voor de voedingsspanning. Bent u zover gekomen, dan kan het printje in de kast vastgezet worden. Vervolgens monteert u de bedrading tussen konnektor KI op de print en de D-konnektor. Zoals u op de foto van het inwendige van ons prototype kunt zieft, hebben wij daar een stuk bandkabel voor gebruikt. Hierbij hebben we de nummering op de D-konnektor niet aangehouden en zijn we er van uitgegaan dat de even aansluitingen van KI naar de onderste rij pennen van de
D-konnektor moet gaan en de oneven pennen van KI naar de bovenste rij pennen van de D-konnektor (zie figuur 5). Hoe u de draden wenst aan te sluiten, laten we geheel vrij, maar we raden u wel aan om na het solderen alle verbindingen tussen KI en de D-konnektor met een ohmmeter te kontroleren. Tot slot moet u nog de vervolgschakeling uit figuur 2 bouwen. Zoals u op de kop-
foto bij dit verhaal kunt zien, hebben wij deze schakeling op een normaal stukje gaatjesprint gemonteerd. Bouw ook deze eenheid in een deugdelijk kastje. Vooral als u van plan bent om de netspanning te schakelen, is dit in verband met de veiligheid van levensbelang. Let er tevens op dat het relais geschikt is voor 220 V (zie ook de veiligheidsvoorschriften op pagina 5). (896117-11)
Figuur 4. Voor ons prototype hebben we deze figuur als frontplaat gebruiitt. Figuur 5. De D-konnel€tor op het kastje wordt op de hier getekende manier met KI op de print verbonden.
4
el^^Èc
A B C D E F G H
oooooooo X O 0 1
y Z
Q o
2 3 4 5 6 7
Q Q \o ^^ M ^^ 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
24-UURS SCHRKELKLOK
^ i ^
SET ®
(
o
o
o
o
o
\A„B„C,D
o
E
o
F
o
)
G
nc/
\ X Y Z +5V^+12VH / X
o
o
o
o
o
o
o
y
kontaktdender: Dit treedt op wanneer een schakelaar of een relais bediend wordt en heeft tot gevolg dat de stroom bij het inschakelen pulsvormig op gang komt Deze onderbrekingen in de stroom worden veroorzaakt door de massa van het bewegende kontakt Wanneer dit namelijk tegen het vaste kontakt botst, stuitert het terug. Door de stuwende kracht wordt het kontakt echter weer teruggedrukt en botst opnieuw. De massa van het kontakt en de veerkracht van de ophanging bepalen daarbij hoelang het duurt voordat het proces van stuiteren en terugdrukken duurt en dus hoeveel malen de schakelaar even kontakt heeft gemaakt voordat hij echt definitief gesloten is.
darlington-transistor: Dit is een kombinatie van twee transistoren, die als het ware in serie staan. De achterste transistor versterkt namelijk het uitgangssignaal van de eerste, waardoor de totale versterking behoorlijk hoog wordt We mogen namelijk stellen dat de vers terkingsfak tor van de kombinatie bepaald wordt door het produkt van de versterkingsfaktoren van de onderlinge transistoren.
elex -
9-17
bedrijfsuren-teller eenvoudig en goedkoop llli^li^^^^^^^^^^^^Ê
Dit miniatuur tellertje houdt nauwkeurig bij hoe lang een bepaald apparaat ingeschakeld is geweest. Zo kunnen er nooit misverstanden ontstaan over de ouderdom van bijvoorbeeld recorder-koppen en pick-up-naalden. U zit thuis in uw makkelijke stoel en luistert naar uw nieuwste aanwinsten op platengebied. Leuke muziek, maar hoe is het toch mogelijk dat die nieuwe plaat nu al zo krast en kraakt. Een slechte persing misschien? Je zou haast gaan vermoeden dat het pick-up element of de naald weer eens aan vervanging toe is. Na enkele vergeefse pogingen om zich de aankoopdatum van het betreffende artikel voor de geest te halen, geven de meeste mensen het op en kopen maar een nieuwe naald. Echt vervelend wordt het pas als de bijgeluiden ook na aanschaf van die nieuwe naald blijven bestaan.
1
Toch is het helemaal niet zo moeilijk om vast te stellen of de naald van het pick-up element werkelijk versleten is: de meeste fabrikanten vermelden namelijk het aantal bedrij f suren van hun produkt. Wij hebben echter tot nu toe helaas noQ nooit een bijgevoegde bedrijfsurenteller aangetroffen, u wel?
Werking Om aan bovengenoemde en soortgelijke problemen voorgoed een einde te maken wordt door ons nu een goedkope miniatuur bedrijfsuren-teller geïntroduceerd. Het basiselement van de schakeling (figuur 1) is een
3 centimeter lange glazen buis met een schaal van O tot 10 en twee lange draden aan de uiteinden, die ervoor zorgen dat u hem zonder problemen op dezelfde manier als iedere andere komponent kunt monteren. Het ding lijkt een beetje op een thermometer: binnenin zit namelijk en veel kleiner glazen buisje, dat gevuld is met kwik en een elektrolyt. Er bevindt zich in de kwikkolom dus een met elektrolyt gevulde, goed zichtbare, tussenruimte (zie figuur 2). Als u nu een gedefinieerde gelijkstroom door de buis laat lopen, dan zal door elektrolyse het kwik langzaam naar de minpool verhuizen en de elektrolyt naar [^
2
R2
^ ^ ' ^ ^ -kathode
8 ... 24 V 101 78L05
• ^ = b EM1
®-^
9-18 - elex
I I
I '"
6V
^S^
R1
aantal l ^ i '
82 kö 820 kS 8,2 MS
100 ' S ' 1000 10000
Figuur 1, De schakeling is uiterst Itlein en Itan daarom bijna overal gemonteerd morden. Figuur 2. De werking van de teller Is in wezen heel eenvoudig. — met elektrolyt gevulde tussenruimte
!EM2
r I
-I. 1
i i I 1/i •35V
kwik
Tabel
richting waarin liet elekUolyl beweegt
I I
^*ii \ * 5 ^ ^ # i ^ +anode
ricliting waarin liet kwik beweegt
^jBUii^^
de pluspool. Uit de afstand die de elektrolyt langs de schaal heeft afgelegd kunt u dan het aantal bedrij fsuren opmaken. De gelijkstroom wordt geleverd door een spanningsregelaar (ICl), met daarachter een serieweerstand (Rl). De waarde van Rl hangt af van het aantal uren dat u hem wilt laten tellen. In de tabel ziet u de verschillende waarden en het bijbehorend aantal bedrijfsuren.
Mogelijkheden De teller kan op verschillende manieren worden gebruikt. Meestal kunt u volstaan met één enkel exemplaar. Er mag natuurlijk alleen stroom door de bedrijfsuren-teller lopen zolang het bijbehorende apparaat ingeschakeld is. U moet dus een geschikt aansluitpunt voor de schakeling zien te vinden. De spanning mag op dat punt elke willekeurige waarde tussen 8 en 24 V bezitten, het stroomverbruik is minder dan 1 mA. Als er geen geschikt laagspanningspunt voorhanden is in het apparaat, dan dient u gebruik te maken van een netvoeding. Daarvoor heeft u voldoende aan een kleine trafo met een uitgangsspanning van 8. . . . 15 V (bijvoorbeeld een beltrafo), een bruggelijkrichter en een elko van 10 yF. Nadat de bedrijfstijd geheel is verstreken poolt u het teller-buisje simpelweg om, waarop hij weer terugtelt naar 0. N.B.: Laat het kwikzuiltje nooit helemaal opraken, want dan helpt ompolen niet meer en zult u een nieuwe moeten kopen! Wie een luxe uitvoering wil
Raditfonderdelentaarkt en ainateurtreffen Op zaterdag 23 september a.s. wordt er bij wegrestaurant "De Lichtmis" gelegen aan de A28 tussen Zwolle en Meppel (afslag Nieuw-
maken, kan twee tellers met tegengestelde polariteit inbouwen (zoals in ons voorbeeld). In serie met de tweede teller monteert u een weerstand (R2) met een iets kleinere waarde dan Rl (hier 27 kS). De tweede teller telt dan terug zolang de eerste optelt. Dus wanneer de eerste bij "10" is aangekomen, dan staat de tweede inmiddels al weer op "O"; door de kleinere weerstand (R2) zal EM2 immers sneller terugtellen dan dat EMl optelt. Nu kunt u de twee tellers verwisselen om aan een nieuwe tel-cyclus te beginnen. Het is misschien handig om de tellers niet (zoals op de foto) vast te solderen, maar een konstruktie te bedenken waarbij ze zich makkelijk laten verwisselen. U hebt daar als ervaren Elex-lezer natuurlijk geen enkel probleem mee. Evenals u waarschijnlijk meteen begrepen hebt wat het voordeel van twee tellers is; de teller die het aantal bedrijfsuren aangeeft loopt zo altijd van O naar 10 en u hebt meteen een nieuwe teller op O staan als de eerste bij het maximum is aangekomen. De tellers kunnen in elke gewenste stand gemonteerd worden, ze zijn bestand tegen een vochtigheidsgraad van 4 0 . . . 90% en temperaturen tussen - 1 0 ° C en -i-75°C. Ze zijn zelfs ongevoelig voor blootstelling aan felle zon. De toepassingsmogelijkheden zijn vrijwel onbeperkt. Behalve voor pick-up elementen en recorder-koppen kan de bedrijfsuren-teller in principe ook voor lampen, batterijen, komponenten, beeldbuizen etc. gebruikt worden.
Figuur 3. Bij de opliouw van i de print dient goed gelet te worden op de poiariteit van de ellto's en van de tellers. Foto. Proefmodei van onze bedrijfsuren-teller in de uitvoering met twee tellers. Zoals u ziet, kunt u in plaats van de spanningsregelaar 78L05 ook zonder meer een 780S gebruiken.
Onderdtienl^il Rl = % | p ; ; , : . 8 , 2 MS (zi© t e t ^ ï i
R2 = 2:1 fc Cl = <||=/35 V C2 = j f p / e V ICl = 7 i t 0 5 of 7805 EML fiM2) = elektroiytische bedrijfsuren^J!e| serie TM3 (Nuoletrclrli fabrikant Fuji) 9-V-f?atterij 1 sjjltidaard Elex-prtnt
' ***j ^ r*4 ï I
ii^ËÉi^r!^^.r!^|i^M
(84751X)
leusen-Hasselt), een radioonderdelenmarkt gehouden. Deze wordt georganiseerd door de Vereniging voor Experimenteel Radio Onderzoek Nederland afdeling Meppel. Ongeveer 150 standhouders
zullen die dag hun waren aan de man brengen, zoals elektronica-onderdelen en komplete apparatuur voor de officiële zend- en luisteramateur. Ook voor de computer-liefhebber en -gebruiker zal er de nodige hardware te koop worden aangeboden. Als bezoeker bent u welkom vanaf 9.00 uur.
Voor inlichtingen kunt u bellen met dhr. H. Tempelman, tel 05296-2357.
elex - 9-19
reflex-ontvanger
Het fenomeen "radio" is en blijft een van de boeiendste onderdelen van de elektronica. Het hier beschreven ontwerp zal de liefhebbers zeker aanspreken, want het werkt volgens het intussen door iedereen haast vergeten éénkrings-reflexprincipe. Een klassieke ontvanger in een modern jasje, zogezegd. Haast nergens is de "ahabelevenis" zo sterk als bij het knutselen met ontvangers. Immers: je soldeert wat onderdelen aan elkaar, knoopt er een antenne en een luidspreker aan en. . .warempel, er komt geluid uit het elektronicabrouwsel. Het is vaak juist deze ervaring geweest, waardoor talloze knutselaars voorgoed verslingerd zijn geraakt aan de elektronica — hetgeen overigens zowel voor hen, voor de elektronica als voor ons alleen maar gunstig te noemen is. In deze tijd van geavanceerde, gedigitaliseerde zend- en ontvangapparatuur is het ei9-20 — elex
genlijk ontzettend leuk om weer eens een stapje terug te gaan, en een nadere blik te werpen op die eenvoudige ontvangers waardoor de hobbyisten destijds zo werden gefascineerd. En dan blijkt dat de klassieke ontvangerprincipes nog steeds prima werken en dat er — gegoten in een wat moderner jasje — zelfs vandaag de dag heel bruikbare schakelingen mee te maken zijn.
Rechtuit-ontvanger We beperken ons in dit artikel nadrukkelijk tot simpele ontvangers, dus we gaan het niet hebben over bijv. de superheterodyne, de "dubbelsuper" en evenmin over
de moeilijk bedienbare meerkrings-ontvangers met regelbare terugkoppeling. We richten onze blikken uitsluitend op wat we de basis van alle ontvangers zouden kunnen noemen: de rechtuit-ontvanger. Wat is een rechtuit-ontvanger? Dat is een ontvanger waarbij het door de antenne opgepikte signaal wordt geselekteerd, eventueel versterkt, gedetckteerd en na mogelijk nog wat laagfrekwent-versterking via een koptelefoon of luidspreker hoorbaar wordt gemaakt. Het kenmerkende van een rechtuit-ontvanger is dus dat er geen frekwentieomzetting in plaatsvindt zo-
als in een "super"; het afstemmen gebeurt echt op de ontvangstfrekwentie zelf en het aldus geselekteerde signaal wordt zonder verder e poespas gedetekteerd. Een "eerlijke" ontvanger zonder truuks dus. Nu is het zo dat iedereen die een beetje verstand heeft van hoogfrekwenttechniek direkt in staat is om de nadelen op te sommen van een rechtuit-ontvanger, maar over de voordelen hoor je nooit wat. Toegegeven, doordat de rechtuit-ontvanger maar over één of hooguit twee afgestemde kringen beschikt en er relatief weinig of geen HF-versterking plaatsvindt,
3a. \ / AA119 AA218
O
-©9V
\ /
\ /
BF256A
0
470iiH
ï is hij qua selektiviteit en gevoeligheid niet opgewassen tegen een goede superheterodyne. Maar tegenover dit ontegenzeggelijke nadeel staan de volgende pluspunten: — een rechtuit-ontvanger is heel eenvoudig te bouwen, — hij is goedkoop, — hij is volstrekt niet kritisch, — hij is absoluut vrij van interferentieverschijnselen, èn — hij heeft een zeer goede geluidskwaliteit.
Diode-ontvanger Een rechtuit-ontvanger is dus beslist niet in alle opzichten de mindere van de superheterodyne, maar bezit zelfs een stel unieke eigenschappen. Alle reden dus om er ons nog eens nader mee bezig te houden. In figuur 1 zien we het schema van een rechtuitontvanger in zijn simpelste vorm: de diode-ontvanger. Deze schakeling is te beschouwen als de "oer-versie" van de radio. In feite is de schakeling van figuur 1 zelfs volslagen identiek aan de zogeheten "kristal-ontvanger" waarmee lang geleden zon beetje de allereerste draadloze experimenten werden uitgevoerd, alleen is hier de primitieve kristaldetektor vervangen door een diode. De simpele opzet maakt nadere uitleg in feite overbodig. Met behulp van de LCkring wordt de gewenste frekwentie uit het antennesignaal gezeefd. Om voldoende spanning over de kring te krijgen, moet overigens de onderkant ervan (de "koude" kant) worden geaard, terwijl aan de top van de kring via een klein
-®
kondensatortje een langdraad-antenne dient te worden aangesloten. Teneinde de afstemkring niet te veel te belasten (de selektiviteit niet te verslechteren) wordt de uit een diode en een kondensator bestaande detektor verbonden met een aftakking van de spoel. Het gedetekteerde laagfrekwentsignaal kan rechtstreeks met een hoogohmige koptelefoon (ca. 2000 Q) worden beluisterd. Het grote voordeel van de schakeling van figuur 1 is dat er geen voedingsspanning nodig is. Dit voordeel wordt echter bekocht met een geringe gevoeligheid en een vaak ontoereikend klein koptelefoonsignaal. Daarom hebben we voor de liefhebbers de diode-ontvanger omgewerkt tot een schakeling die weliswaar wèl voedingsspanning nodig heeft, maar in de praktijk ook heel wat beter voldoet. Figuur 2 toont het schema daarvan. Zoals te zien zijn er ten opzichte van figuur 1 slechts twee onderdelen bijgekomen, te weten een FET en een weerstand. De funktie van de FET is tweeledig. In de eerste plaats zorgt hij voor flink wat LF-versterking en brengt zodoende het koptelefoonsignaal op een fatsoenlijk nivo. Maar in de tweede plaats — en dit is minstens net zo belangrijk — maakt hij het door zijn hoge ingangsimpedantie mogelijk om de detektor op de "top" van de afstemkring aan te sluiten. De gevoeligheid van dit supersimpele AM-ontvangertje is daardoor heel behoorlijk. Even een paar praktische aanwijzingen voor hen die de schakeling van figuur 2 willen nabouwen. De antenne dient niet al te klein te
zijn; enkele meters zijn wel vereist. Aarding kan gebeuren aan de waterleiding of de CV-installatie. De spoel kan men zelf wikkelen door ca. 85 windingen 0,2 mm geëmailleerd koperdraad op een ferrietstaaf te leggen van 10 cm lang. Eventueel kan worden volstaan met een kant-en-klaar smoorspoeitje van de opgegeven waarde. De impedantie van de kop- of oortelefoon mag niet te laag zijn. De voeding kan heel goed met een 9-Vbatterijtje gebeuren, want de stroomopname bedraagt slechts ca. 4 mA.
>h
Figuur 1. Het grote voordeel van eert diode-ontvanger is dat hij geen voedingsspanning nodig /leeft. Zonder buitenantenne en "aarde" doet hij echter heiemaal niets. Figuur 2. Hier is de diodeontvanger van een soort "booster" voorzien, waardoor de ontvangst aanmerl€elijl< wordt verbeterd. Figuur 3. De gevoeligheid van een rechtuit-ontvanger valt alleen te verhogen door het toevoegen van HF-versterl€ing tussen afstemkring en detektor. Bij een reflex-ontvanger (3b) wordt dezelfde versterkertrap ook nog eens als LF-versterker gebruikt.
HF-versterking Als men een ontvanger wil die met een wat kleinere antenne en zonder "aarde" toch nog voldoende uitgangssignaal levert, dan zal er in de opzet van figuur 1 en 2 in elk geval één ding moeten worden toegevoegd: hoogfrekwent-versterking. Bij een gewone diodeontvanger zit men namelijk met het probleem dat het opgepikte antennesignaal tenminste gelijk dient te zijn aan de drempelspanning van een germaniumdiode (100 a 200 mV), om de detektor überhaupt te kunnen passeren. Dus om ook zwakke signaaltjes te kunnen ontvangen zullen deze eerst moeten worden versterkt alvorens ze aan de detektor worden toegevoerd. Dit brengt ons bij het schema van figuur 3a. Het enige verschil met figuur 1 vormt hier het met "HF" gemerkte blokje, dat genoemde versterking voor zijn rekening neemt. Een goed uitgekiende ontvanger volgens deze opzet kan al een zodanige gevoeligheid bezitten dat de op een ferrietstaaf gewikkelde afstemspoel prima als elex -
9-21
^'
0
©9V
r-f^—® C5 " j " C7
Figuur 4. Deze met dual-gate MOSFET's uitgeruste refiexontvanger iteeft ais antenne voidoende aan een 4 cm lange ferrietspoel.
I y|TN°"
T1,T2=BF981
antenne kan fungeren. Eventueel kan ter verbetering van de selektiviteit tussen de HF-versterker en de detektor nog een tweede afstemkring worden toegevoegd. Die tweede kring moet dan wel identiek zijn aan de eerste en met behulp van een tweevoudige kondensator ook synchroon met de eerste worden afgestemd. Deze "tweekringers" waren vroeger behoorlijk populair. Toepassing van een slim truukje maakt het mogelijk om de ontvanger van figuur 3a nog verder te verbeteren, zonder dat dit in feite extra onderdelen kost. Hoe dat kan toont figuur 3b. Dit schema ziet er op het eerste gezicht een beetje vreemd uit. Aan de uitgang van de HF-versterker is nu een smoorspoel geknoopt, terwjj] de uitgang van de detektor nu niet met de koptelefoon is verbonden, maar is teruggevoerd naar de ingangskring. Wat heeft dit voor zin? Welnu, deze vreemde schakelwijze vormt de essentie van het reflex-principe, waarbij het erom begonnen is een en dezelfde versterkertrap twee keer te gebruiken. Wat hier gebeurt is namelijk het volgende. Het versterkte HF-signaal heeft een frekwentie die veel te hoog is om de smoorspoel te kunnen passeren. Het signaal zal dus de andere weg kiezen en na te zijn gelijkge9-22 - elex
richt opnieuw op de ingang van de versterkertrap belanden. Dezelfde trap fungeert nu derhalve als laagfrekwent-versterker. Het versterkte LF-signaal kan de smoorspoel wèl passeren en komt vervolgens bij de koptelefoon terecht. Nog niet zó lang geleden werd dit principe door fabrikanten veelvuldig toegepast in kleine, eenvoudige zakradio's en in portofoons. Naarmate de transistoren goedkoper werden, raakte de reflex-ontvanger wat meer op de achtergrond, maar het systeem werkt nog steeds perfekt en is nog onverminderd interessant als men echt iets heel kompakts wil bouwen.
Met
MOSFET's
Zoals in de aanhef van dit artikel al te lezen was, hebben wij ons er eens een tijdje mee bezig gehouden om de klassieke reflexontvanger in een modern jasje te gieten. Daarbij was onze redenering dat het mogelijk moest zijn om met behulp van hedendaagse komponenten de prestaties te verbeteren en de voordelen van het principe beter tot zijn recht te laten komen. Figuur 4 toont het resultaat van onze inspanningen. Zoals te zien hebben we voor de halfgeleiders gekozen voor dual-gate MOSFET's; voor de LF-versterker (T2) omdat dan bijna geen pas-
sieve komponenten nodig zijn, en voor de HF/LF-trap vanwege de hoge ingangsimpedantie. Laten we het schema maar eens nader bekijken. Het hart van de ontvanger wordt uiteraard gevormd door Tl. In de schakeling rondom Tl zullen we eerst even de "routine-onderdelen" noemen, want die doen het schema anders alleen maar onnodig gekompliceerd lijken: R3 en R5 verzorgen de gelijkstroominstelling van gate 2 van de FET's, waarbij C4 voor ontkoppeling zorgt. Ook C5 dient voor ontkoppeling, maar dan van de drain-leiding. De afstemkring van de ontvanger wordt gevormd door LI en Cl, waarbij de op een klein ferrietstaafje gewikkelde spoel tevens als antenne fungeert. Het afgestemde signaal wordt vanuit de "top" van de kring via C l naar gate 1 van de MOSFET geleid. Door de zeer hoge ingangsimpedantie van T l treedt hierbij absoluut Qeen demping van de afstemkring op, zodat er geen enkele noodzaak is om LI van een aftakking of koppelwinding te voorzien. Dat maakt de konstruktie van de spoel er alleen maar makkelijker op, terwijl bovendien het grote voordeel is dat de HF-spanning op de top van de kring natuurlijk veel hoger is dan op een lage aftakking; de gevoeligheid van de ontvanger
neemt daardoor dus toe. Het door T l versterkte HFsignaal ziet zich door smoorspoel L2 de weg versperd en belandt daarom via C6 bij de uit Dl, D2, C3 en R2 bestaande detektor, welke tevens als spanningsverdubbelaar werkt. Via weerstand Rl wordt het gelijkgerichte signaal teruggevoerd naar gate 1 van de MOSFET die nu als LFversterker zijn werk doet. Aangezien het door Tl versterkte LF-signaal nu ongehinderd L2 kan passeren, wordt het met C7 uitgekop- . peld, waarna het via volumeregelaar PI aan LFversterkertrap T2 wordt toegevoerd. Die laatste zorgt voor voldoende "power" om een kleine walkman-koptelefoon te sturen.
Kompakt Door het uiterst geringe aantal onderdelen en het kleine ferrietstaa^e, leent de reflex-ontvanger van figuur 4 zich bij uitstek voor miniaturisatie. Voor echt handige knutselaars moet het mogelijk zijn om het ding kompleet met een 9-Vbatterijtje in een kastje onder te brerigen ter grootte van ca. twee luciferdoosjes. Hoeft het niet per se zó klein, dan kan de ontvanger worden opgebouwd op een Elex-print formaat 1 volgens de in figuur 5 afgebeelde layout. Zoals de foto's bij dit artikel laten zien, kan het ook op deze manier een
Figuur S. Print-layout voor de ontvanger van figuur 4.
heel kompakt radiootje worden. Hoewel de bouw aan de hand van de onderdelenlijst en figuur 5 in principe een vrij probleemloze aangelegenheid is, zullen we toch even een paar puntjes met u doornemen. Let bij de montage vooral goed op de juiste aansluitingen van Tl en T2. De behuizing van de BF981 is in de tekening van figuur 4 van boven af gezien. Als u geen gebruik maakt van onze print-layout, zorg dan dat de bedrading rond Tl en tussen Tl en de afsternkring zo kort mogelijk blijft. Smoorspoel L2 is kant-enklaar te koop. LI kunt u gemakkelijk zelf maken door 70 windingen 0,2 mm geëmailleerd koperdraad te leggen op een ferrietstaafje met een doorsnede van 10 mm en een lengte van 4 a 5 cm. Voor Dl en D2 mogen eventueel ook andere typen germaniumdioden worden toegepast; siliciumdioden zijn echter niet bruikbaar vanwege de te hoge drempelspanning! De opgegeven minimale koptelefoon-impedantie van 64 Q lijkt misschien een ietwat "rare" waarde, maar dit is maar schijn. Verreweg de meeste kleine koptelefoontjes hebben namelijk een impedantie van 2 x 32 Q; dus u hoeft alleen maar beide schelpen in serie te schakelen en u bent er. Hoewel de prestaties van het ontvangertje, gemeten naar de omvang van de schakeling lang niet gek
zijn, moet men zich er natuurlijk ook weer niet te veel van voorstellen. Overdag blijft de ontvangst beperkt tot enkele niet al te veraf gelegen zenders — meestal zijn er dat een stuk of vier, vijf. 's Avonds neemt dat aantal echter sterk toe. Mocht u niet zo tevreden zijn met de ontvangst, dan kan het de moeite lonen om voor LI eens een paar verschillende spoelen te wikkelen. Aangezien het hier om een eenkringer gaat, is de kwaliteit van die ene kring namelijk sterk bepalend voor de ontvangstprestaties. (896115X)
TUNING
VOLUME
ON
a ilgX.
elex-abc superheterodyneontvanger: Dit is een meerkrings-ontvanger, waarbij het ontvangen signaal gemengd wordt met dat van een afstembare oscillator. De truuk daarbij is dat ingangskring en oscillator synchroon (m.b.v. een tweevoudige kondensator) worden afgestemd, waardoor het verschil tussen beide frekwenties steeds konstant blijft Het uitgangssignaal van de mengtrap (het zogeheten middenfrekwent-signaal) heeft dus steeds dezelfde frekwentie, ongeacht het ingangssignaal Dit heeft het voordeel dat er nu naar believen gefilterd kan worden met LCkringen die eenmalig op deze middenfrekwentie worden ingesteld en die niet meer voor elke zender hoeven te worden bijgeregeld, zoals de ingangskring. Er bestaan ook ontvangers waarin twee keer gemengd wordt met een oscillatorsignaal; die worden 'dubbelsupers" genoemd. detektor: Een schakeling die de informatie van een gemoduleerde draaggolf scheidt elex -
9-23
katteoog als afstemindikator een moderne versie
Op bijna elke radio zat vroeger zo'n ronde of rechthoekige afstennindikator, die vanwege de manier waarop de lichtgroene vlakke bewogen, ook wel katteoog werd genoemd. Bij het verlaten van het buizentijdperk, zijn ook deze indikatoren verdwenen. Toch hadden die dingen hun specifieke voordelen — vandaar dat we een modern ekwivalent ontworpen hebben. Als er op een hedendaagse ontvanger een afstemindikator aangebracht is, dan is dat naeestal een draaispoelmetertje of een LED-balk. Op zich zijn dat goede instrumenten, maar ergonomisch gezien kan het beter. Neem bijvoorbeeld de LEDbalk. Hierbij moet altijd gekeken worden hoever de aangegeven waarde nog van het schaaleinde verwijderd 9-24 - elex
is. Dit bezwaar was bij de vroegere katteogen niet aanwezig, omdat er bij zo'n indikator immers twee oplichtende vlakken zijn die naar elkaar toe bewegen. Zelfs in het donker geeft dit een veel betere indikatie van de aangegeven signaalsterkte Daar komt nog bij dat zo'n ouderwets katteoog volledig elektronisch was en er, anders dan bij een draaispoel-
meter, in principe niet veel kon verslijten. We zouden dus kunnen stellen dat we er bij de introduktie van de draaispoelof LED-balkindikator alleen maar op achteruit zijn geboerd, maar gelukkig niet meer voor lang. Het is namelijk echt niet zo moeilijk om met de huidige komponenten een ouderwets katteoog na te maken.
Een dubbele balk
LED-
De gemakkelijkste manier om twee naar elkaar toe bewegende LED-balken te kreëren, is door gebruik te maken van een standaard VU-meter-IC. Hierin zit immers alle elektronica om een meterspanning om te zetten in een aantal oplichtende LED's. Let wel: zo'n IC is gemaakt voor één
-f»—© % 25V
o^-n?n-
8...12V ^
innmi
fas V+
MODE
IC2 LM3915/ LM3914 L10 L8
1.7
L6
L5
1N4148
T1...T4 = BC547B 8...12V
D6
€)' 1N4148
Ts
D3
n
LED BC557B
:^
}>
}>
^
':>
ry
D7
C4 54ji7
17
^"^
BC547B D4...D15 = LED
•<—®
balk en niet voor een katteoog-achtige uitlezing. Gelukkig is de oplossing voor dit probleem vrij simpel. De linkerkant van het ouderwetse afstemoog doet namelijk precies hetzelfde als de rechterkant, alleen dan in spiegelbeeld. Ditzelfde kunnen we natuurlijk ook met LED's verwezenlijken, door twee spiegelbeeldige uitlezingen te bouwen en die met één IC aan te sturen. In figuur 1 is te zien, dat we dat gedaan hebben door de LED voor de linkerhelft in serie met die voor de rechter helft te schakelen (D7. . .D16 — bijv. de oneven LED's links en de even rechts). In het schema zijn ook een paar LED's getekend (D4. . . . D6), die niet tot de LEDbalk behoren. Zij hebben namelijk een andere funktie. Om te beginnen D6. Deze staat samen met R12 parallel aan de voeding en dient simpelweg als aan/uit-indikator. ^ooxis fungeert D4 als overflow-indikator. Als de ingangs spanning van IC2 namelijk hoger wordt dan de spanning waarbij D15 en
Dl 6 branden, wordt uitgang LIO geaktiveerd en laat D4 zien dat de aangegeven waarde niet meer korrekt hoeft te zijn. Wie goed gekeken heeft, zal tot de konklusie gekomen zijn dat IC2 tien uitgangen heeft, maar dat er slechts vijf groepen LED's aangesloten zijn. Toch zijn alle uitgangen op de een of andere manier met de LED's verbonden, hetgeen betekent dat er iets speciaals met de schakeling aan de hand is. Als op elke uitgangen twee LED's aangesloten zouden worden, dan zijn er in totaal 20 nodig. Dit is een rijkelijk groot aantal, waardoor de uitlezing nog al lang wordt. Door rechthoekige LED's van 5 bij 2 mm te nemen, kunnen de afmetingen een stuk beperkt worden, maar dergelijke speciale LED's zijn over het algemeen vrij kostbaar (er zijn winkels die een gulden per stuk vragen, alhoewel we ook prijzen beneden 2Q cent gezien hebben wanneer u tegelijkertijd tien stuks koopt). Zowel de prijs als de totale afmeting van de uitlezing
hebben ons doen besluiten om het totale bereik van de meter op te splitsen in twee deelbereiken, waarbij LED D5 aangeeft of het hoge of lage bereik ingeschakeld is.
Iets
Figuur 1. Door twee LED's op de uitgang van een LED-ball
versterking
Voordat we precies gaan uitleggen hoe er met IC2 en de omringende komponenten een uitlezing met twee bereiken gemaakt wordt, beginnen we bij het begin: de signaalsterkte-indikator in uw radio. We zijn er van uitgegaan dat dit een draaispoelmetertje is en hebben daarom de schakeling hierop ook aangepast (bij een LED-balk-indikator is het in veel gevallen behoorlijk lastig om deze schakeling aan te sluiten). In de meeste ontvangers is het draaispoelmetertje een mikro-ampère-instrumentje dat op de een of andere manier met de middenfrekwentversterker van de ontvanger verbonden is. Vaak staat er nog een weerstand in serie, zodat er sprake is van een spanningsmeter. Op zich is dit laatste niet elex -
9-25
zo interessant, ware het niet dat de serieweerstand meestal met de plus van de meter verbonden is. Waar het ons om gaat is de stroom die door de meter loopt. Hierdoor ontstaat er namelijk een kleine spanning over de inwendige weerstand van de draaispoel, welke rechtevenredig is met de stroom en dus met de meteruitslag. Als stuursignaal voor onze schakeling is dit spanninkje wat te klein, maar dat valt te verhelpen door parallel over de meteraansluitingen een versterker te schakelen. Schematisch gezien krijgen we dan de situatie zoals in figuur 2 is afgebeeld. Terug naar figuur 1. Het schema toont dat de versterker is opgebouwd rond ICl — een niet-inverterende opamp-versterker waarvan de versterking met P2 instelbaar is tussen 1 en 51. Dit laatste is uiteraard noodzakelijk om het katteoog voor elke ontvanger geschikt te maken. De hoeveelheid onderdelen waarmee deze versterker opgebouwd is, maakt duidelijk dat het hier niet om een doorsnee exemplaar gaat. In de eerste plaats hebben we er voor gezorgd dat de
2
\1/ ontvanger
-^0^ katteoog
S 9 6 1 1 1 X - 1t
Figuur 2. De schakeling van het katteoog dient paraliel aan de afstemindikator van de ontvanger aangesloten te worden. Om massaproblemen te voorkomen, raden we u aan om het katteoog niet uit de ontvanger te voeden.
9-26 - elex
opamp niet defekt kan raken als er onverhoopt een verkeerde of te hoge spanning aangeboden wordt. Bij negatieve ingangsspanningen gaat Dl namelijk geleiden, terwijl D2 in geleiding komt als de ingangsspanning groter wordt dan de voedingsspanning (in beide gevallen zorgt de spanningsval over Rl voor begrenzing van het ingangsnivo van ICl). Aangezien de spanning over de draaispoelmeter een gelijkspanning is, zal de funktie van LI en C3 niet onmiddellijk duidelijk zijn. Toch kunnen beide onderdelen niet gemist worden, omdat gebleken is dat de meterstroom behoorlijk vervuild kan zijn met restanten van hoogfrekwentsignalen (bijv de middenfrekwentspanning). Met spoel LI wordt de versterking frekwentieafhankelijk, omdat LI er voor zorgt dat de impedantie tussen de min-ingang van ICl en massa toeneemt naarmate de frekwentie hoger wordt. Dit verlaagt de versterking, zodat de opamp tevens als laagdoorlaatfilter fungeert. De HFsignalen die toch nog de versterker weten te passeren, komen een tweede laagdooriaatfilter tegen (R3/C3), zodat het signaal dat naar IC2 gaat nagenoeg schoon is. Afhankelijk van het spanningsnivo dat op de ingang van IC2 aangeboden wordt, gaan er een aantal LED's branden (de desbetreffende uitgangen worden "laag"). Aangezien er echter tussen L I . . . L4 en de LED's een viertal transistoren geschakeld zijn, wil het laag worden van deze uitgangen nog niet zeggen dat de bijbehorende LED's ook echt gaan branden. De transistoren moeten immers in geleiding zijn wil er een stroom gaan lopen. Of Tl. . .T4 geleiden, is afhankelijk van de spanning op de basisaansluitingen. Omdat het hier om NPNtransistoren gaat, moet de spanning op de basis hoger zijn dan de drempelspanning van de basis/emitterdiode wil er geleiding tussen koliektor en emitter optreden. Kijken we weer even
naar het schema, dan valt te zien dat alleen aan deze voorwaarde voldaan wordt als transistor T6 niet geleidt (R5 houdt dan de basisaansluitingen van T l . . .T4 "hoog"). Als T6 niet mag geleiden, dan moet de basisspanning "laag" zijn, hetgeen betekent dat T5 ook niet mag geleiden. Hiervoor moet de spanning op de basis van T5 juist "hoog" zijn, omdat T5 immers een PNP-transistor is. Weerstand R9 zorgt er voor dat dit het geval is, maar aangezien uitgang L5 van IC2 ook met dit punt verbonden is, speelt het nivo op deze aansluiting ook een belangrijke rol. Als namelijk de ingangsspanning van IC2 zo hoog geworden is dat ook L5 geaktiveerd wordt, dan wordt het knooppunt van R8 en R9 "laag" waardoor T5 en dus ook T6 gaan geleiden. Tl. . .T4 blokkeren daardoor de stroomweg van de LED's naar de uitgangen LI. . .L4 en de LED's doven. Let wel. Niet alle LED's gaan uit, want D5 is gaan branden omdat T5 geleidt en D7-D8 blijven oplichten omdat er stroom via D3 (die voorkomt dat T5^ aangestuurd wordt als LI "laag" is) naar uitgang L5 kan gaan lopen. Wordt de ingangsspanning vervolgens nog hoger, dan blijven T l . . .T4 gesperd, omdat L5 geaktiveerd blijft, alleen worden de LED's nu vanuit L6. . . L9 aangestuurd. De LED's Dl 5 en Dl 6, die in het midden van de balk geplaatst worden, gaan overigens alleen branden als L9 geaktiveerd wordt. Dit betekent dat het katteoog alleen in het tweede bereik volledig kan sluiten. Zoals in het schema is aangegeven, mag de voedingsspanning ergens tussen 8 en 12 V liggen. Het zou dus in principe mogelijk zijn om de schakeling uit de ontvanger te voeden. Wilt u dit doen, pas dan we! op. Een van de ingangen van het katteoog is de nullijn van de voeding en alleen als één kant van de meter ook met de nullijn verbonden is, mag u de voedingsspanning doorlussen (punt B in figuur
2 moet dan de massa zijn). Om problemen te voorkomen, raden we u dan ook aan om het katteoog uit een aparte spanningsbron te voeden, mede omdat het vrij lastig is om na te gaan of punt B een massa-punt is of iets anders.
Bouw Gezien het grote aantal onderdelen is het vrij lastig om deze schakeling op een standaard Elex-printje op te bouwen. Vandaar dat we een echte print ontworpen hebben. Figuur 3 toont hiervan de layout en de onderdelenopsteiling. Na het etsen en boren is in principe het lastigste karwei achter de rug, omdat het monteren van de onderdelen standaardwerk is. Vat dit echter toch niet al te licht op, omdat er vrij veel onderdelen zijn die verkeerd om op de print gesoldeerd kunnen worden (alle dioden, de elko's, de transistoren en de IC's). Zijn de onderdelen gemonteerd, dan wordt het tijd om de ontvanger waarop de schakeling aangesloten wordt, onder handen te nemen. In de kast moet namelijk een chassisdeel komen om de meterspanning naar buiten te kunnen brengen (bijv. voor een tulp-plug of een 3,5-mm-oortelefoonstekertje). We gaan er overigens van uit dat u het katteoog in een apart kastje bouwt en niet bij de ontvanger in. Is dit gelukt, dan kan de print getest en afgeregeld worden. Begin daarvoor met een geschikte voedingsbron aan te sluiten (bijv. een netadapter) en de print met de meter van de ontvanger te verbinden. Als er nu op een zender afgestemd wordt, rnoeten er een aantal LED's gaan branden (uiteraard alleen als de zender sterk genoeg is). Gebeurt dat, dan weet u dat de schakeling goed is. Koppel daarna de verbinding met de ontvanger weer los en sluit de ingang van het katteoog kort. Theoretisch gezien mogen er nu geen LED's gaan branden, maar door de eventuele offset-fout van ICl kan dat toch het geval zijn. Gelukkig kunnen we dit euvel verhel-
I Figuur 3. De print voor liet katteoog is vrij Idein, zodat hij best bij de ontvanger ingebouwd ican worden. Doe dit ecftter alleen als u er van verzekerd bent dat de minaansluiting van de draaispoeimeter aan massa ligt.
l^^abc
mi
Onderdele nlijst
R1,R11 = 47 kQ VÊé'^ R2,R10 = 10 k» j|L, R3 = 100 kQ "1*" R4 = 1,2 kQ „'Ifc R5 = 2,2 kQ l:Zt., R6 = 1 kQ -H'' R7,R12 = 470 Q „Mf R8 = 4,7 kQ t-,2' m = 22 ks
;•!::•
R13 = 10 S 1 W .ï|# PI = 25 kQ instel ili*.. P2 = 500 kQ instel | f " : | C l = 22 nF .flL C2 = 47 fjF/25 V r a d i a f " C3 = 100 nF ïii* C4 = 4,7;^F/16 V Jli» LI = 100 mH ïjjf 0 1 . . . 0 3 = 1N4148 0 4 , . . 0 6 = 3 mm LED Iverschiüende kleuren) 0 7 . . .016 = rechthoekige LED groen T l . . .T4.T6 = BC547B T5 = BC557B tCI = TLC271 IC2 = LM3914of LM3915* rtetadapter* kunststoffen kastje aan/utt-schakelaar
aanstuitmateriaal voor voedingsspanning en ingangssignaal
pen door kompensatiepotmeter PI te verdraaien. De volgende stap is het afregelen van P2. Sluit daarvoor de indikator wederom op de radio aan en zoek een zeer sterke zender op. Verdraai nu P2 totdat overflow-LED D4 nog net niet brandt. Zoek daarna een nog sterkere (lokale) zender op (waar D4 wè) bij gaat branden) en regel P2 zonodig opnieuw af.
Lineair en logaritmiscii Bijna alle afstemindikatoren hebben een lineaire schaal, maar dat wil niet zeggen dat ze het hoogfrekwcntingangssignaal ook lineair weergeven. Bij professionele ontvangers is hetgeen de afstemindikator (hij heet dan S-meter) aangeeft een logaritmische waarde. Als de Smeter namelijk een eenheid meer aan geeft, dan houdt dat in dat het ingangssignaal van de ontvanger 6 dB (decibel) gestegen is. Gaan we zo'n meter vervangen door het katteoog, dan is het natuurlijk wenselijk dat de LED-balk het lineaire verband van de draaispoelmetcr blijft volgen en mag er Qeen logaritmisch VUmeter-IC gebruikt worden. In dat geval is het aan te raden om de LM3915 te
vervangen door de LM3914, omdat dit IC een lineaire omzetter herbergt. Wilt u het katteoog in kombinatie met een ontvanger gebruiken die geen echte Smeter heeft, dan maakt het in principe niet zo veel uit welk van de twee IC's gebruikt wordt. Bij de meeste (en dan vooral de goedkopere) ontvangers is het verband tussen het ingangssignaal en de meteruitslag dusdanig krom dat er niet veel verschil te zien als u een logaritmische oi een lineaire katteoog maakt (de logaritmische laat in sommige gevallen de verschillen bij kleine meteruitslag iets beter zien).
Een laatste opmerking Veel mensen gebruiken de indikator om zo goed mogelijk op de zenders af te stemmen. Zij gaan er namelijk van uit dat de frekwentie korrekt is ingesteld als de meter maximaal uitslaat. Theoretisch zou dit ook zo moeten zijn, maar er zijn vrij veel ontvangers die door een slechte afregeling pas optimaal funktioneren als er net nSast het maximum is afgestemd. En ook ons katteoog kan dit euvel niet verhelpen. (896111X)
offset: Wanneer de beide ingangen van een opamp op hetzelfde spanningsnivo aangesloten worden, dan behoort de uitgangsspanning precies nul volt te bedragen. Helaas is dit slechts zelden het geval Bijna altijd staat er een spanning, die veroorzaakt wordt door een uiterst klein spanningsverschil aan de ingang. Veel opamps zijn daarom uitgerust met een schakeling waarmee deze offset gekompenseerd kan worden.
decibel (dB): Deci betekent één-tiende-deel (denk maar aan decimeter) en Bell is de naam van de uitvinder van de telefoon. De decibel is dan ook een "eenheid" die uit de telefonie stamt en waarmee veelvoorkomend rekenwerk vereenvoudigd wordt Wiskundig gezegd, de dB is de logaritme van een verhoudingsgetal De dB geeft aan hoeveel maal een geluid of een spanning groter of kleiner is dan een van te voren gekozen referentiegeluid (-spanning). Gaat het om spanning, dan is de dB gelijk aan 20 x log U1/U2, gaat het om vermogen dan geldt: dB = 10 X vermogensversterking
elex
9-27
automatische, uitschakelaar voorkomt lege meetinstrument-batterij Het zal velen van ons wel eens overkomen zijn: na het verrichten van enkele metingen aan een schakeling domweg vergeten om de elektronische multimeter uit te zetten. Bij de volgende knutsel-sessie zit men dan met lege batterijen. De hier gepresenteerde automatische uitschakelaar voorkomt dit en schakelt uw multimeter na enige tijd vanzelf uit. Het probleem met een elektronische (clraaispoel-)multimeter is dat deze heel veel lijkt op zijn niet-elektronische broeder. Beide typen bevatten een batterij, maar bij de niet-elektronische doet deze alleen dienst bij het meten van weerstanden. De batterij hoeft bovendien alleen maar stroom te leveren op het moment dat zich (met de meter in de stand "weerstandsmeting") een weerstand tussen de beide meetklemmen bevindt. Bij een dergelijke meter is er alleen kans op een lege batterij, als men de meetklemmen per abuis enige tijd tegen elkaar heeft laten liggen met de meter op het weerstandsbereik. Indien de meter op bijvoorbeeld het voltoi ampèrebereik staat, dan kunnen de batterijen gegarandeerd nooit leeglopen. Bij de elektronische draaispoelmeters ligt dit wat anders: deze meters hebben een ingebouwde versterker, die natuurlijk gevoed moet worden. De batterijen worden hier dus niet alleen bij het meten van weerstanden, maar ook bij spannings- en stroommetingen gebruikt. Indien men aan het werken met een niet-elektronische multimeter gewend is, dan zal men de neiging hebben om wèl alle andere apparaten op de werktafel uit te zetten, maar de elektroni9-28 - elex
sche multimeter gemakkelijk over het hoofd zien. Dit wordt mede in de hand gewerkt door het feit dat een elektronische draaispoelmultimeter nooit van een aan/uit-LED voorzien is. Dit laatste heeft tot doel het stroomverbruik te beperken; indien men echter door het ontbreken van een aan/uitLED vergeet om de meter uit te schakelen, dan is men wat het stroomverbruik betreft toch nog onvoordelig uit. De digitale multimeter heeft deze problemen overigens niet, daar bij deze meter de LCD-uitlezing als een duidelijke aan-uit-indikator dienst doet.
Remedie Omdat uit het voorgaande blijkt dat menselijke vergeetachtigheid tot een onnodig hoog batterijenverbruik kan leiden, zullen we iets aan dit probleem moeten doen. Aangezien we niet de illusie hebben, de faktor mens te kunnen vervolmaken, moeten we de zaak maar elektronisch zien aan te pakken. De schakeling uit figuur 1 zorgt ervoor, dat uw multimeter vanzelf wordt uitgeschakeld, indien u deze niet gebruikt. Het is bij deze schakeling de bedoeling dat u telkens als u een meting wilt verrichten, even op SI drukt. De multimeter krijgt
dan gedurende enkele tientallen sekonden voedingsspanning; ruim voldoende tijd om een aantal metingen uit te voeren. Daarna wordt de meter automatisch uitgeschakeld.
Werking Het funktioneren van de automatische uitschakelaar is niet moeilijk te begrijpen. Het is de bedoeling dat de batterijklemmen van de multimeter op de met -ien O gemerkte punten rechts in figuur 1 worden aangesloten. Zoals u ziet, is dan de massa (min) van de meter rechtstreeks met de 9-volt-batterij (BTl) verbonden. De pluspool van de meter ligt aan de bovenzijde van de batterij; echter niet rechtstreeks, maar via Tl. Dit onderdeel funktioneert als een elektronische maaken verbreekschakelaar. Tl is een zogeheten darlingtonschakeling. Bij een dergelijke, uit twee transistoren bestaande schakeling kan men met een zeer geringe basisstroom de kollektoremitterstroom regelen. Of deze elektronische schakelaar open of dicht staat, is afhankelijk van de spanning op de basis van Tl (deze spanning doet een basistroom lopen). De basisspanning (basisstroom), wederom, wordt bepaald door de spanning over Cl. In de in figuur 1 getekende situatie (dus met SI open) heeft Cl zich via Rl en R2 kunnen opladen, en wel tot een spanningsnivo dat gelijk is aan dat op de positieve batterij-pool. Als gevolg hiervan is de basisspanning van T l gelijk aan zijn emitterspanning, zodat Tl spert (er loopt dan immers geen basisstroom, en dus ook geen kollektorstroom). Met andere woorden: de elektronische schakelaar staat open, zodat een aangesloten multimeter geen voedingsspanning ontvangt. Indien er op SI gedrukt wordt, dan wordt Cl plotseling via R3 ontladen. De spanning op de bovenkant van Cl wordt dan O volt. Dit heeft tot gevolg dat de spanning op de basis van T l niet meer gelijk is aan de emitterspanning, maar negatief wordt. Hoe nega-
tief, dat kan worden beredeneerd door het basisstroomcircuit te bekijken. Doordat de basis van Tl op het knooppunt van Rl en R2 ligt, probeert de basis een spanning te bereiken die midden tussen O volt en 9 volt in ligt, dus van 4,5 volt. Dit lukt echter niet, omdat zich parallel aan Rl ook nog twee in serie staande basis-emitterovergangen bevinden. Deze beperken de spanning over Rl tot een maximum van ongeveer 2 maal 0,6 volt, dus van 1,2 volt. R2 werkt op dat moment als een voorschakelweerstand die de basisstroom bij T l tot een veilige waarde begrenst. Maar het doel is in ieder geval bereikt: door de negatieve basisspanning van 1,2 volt gaat er een basisstroom lopen. Als gevolg hiervan komt T l in geleiding. Aangezien de elektronische schakelaar nu in de stand "gesloten" staat, kan er stroom naar de multimeter gaan lopen, zodat er enkele metingen verricht kunnen worden. Maar doordat SI na het indrukken weer in zijn geopende stand is teruggeveerd, zal Cl na enige tijd weer via Rl en R2 opgeladen zijn. Zodra de spanning over Cl voldoende positief geworden is, gaat Tl weer sperren. Dit laatste gebeurt op het moment dat de basis-emitterspanning op Tl lager dan 1,2 volt geworden is en er dus geen basistroom meer loopt.
Opbouw Vanwege het geringe aantal onderdelen waaruit de schakeling bestaat, kan deze op een hoekje van een Elexprint formaat 1 opgebouwd worden. Zie figuur 2 voor de onderdelen-opstelling. De rest van het Elexprintje kunt u voor andere schakelingen gebruiken. De aansluitingen van Tl (BC516) zijn hetzelfde als die van de bekende BC547, welke, als het goed is, op de komponentenpagina in dit nummer staat. Indien u wilt experimenteren met de tijdsduur dat T l geleidt, dan kunt u de waarde van Cl veranderen. Bij grotere waarden van
Cl wordt de tijd dat Tl in geleiding is, langer; bij een kleinere Cl-waarde schakelt Tl uw meter al na een relatief korte tijd uit. Over Tl valt bij een batterijspanning van 9 volt en een meter-belastingsweerstand van 1 kQ een kollektor-emitterspanning van 0,6 volt. Bij belasting van de schakeling met een meter met een inwendige weerstand van 100 Q ontstaat er over Tl een spanningsval van 2 volt. Indien men een meter aansluit die nogal veel stroom verbruikt, dan zal men Tl soms wat meer basisstroom moeten geven, om hem goed in geleiding te brengen. Men moet dan R2 verkleinen tot bijvoorbeeld 100 kQ. Houd hierbij wel in de gaten dat dit de laadtijd van Cl verkleint. Men zal Cl dan in waarde moeten vergroten, om de geleidingstijd van Tl hetzelfde te houden. Daarbij moet u de weerstandswaarden zo groot mogelijk proberen te houden; dit beperkt namelijk het eigen stroomverbruik van de schakeling. Het lijkt ons het handigste om de schakeling in de behuizing van de elektronische draaispoelmeter in te bouwen. Men kan dan het oude batterijvak blijven gebruiken. Het enige dat men hoeft te doen, is het onderbreken van de plus-voedingslijn tussen het batterijvak en de meter, en hier Tl uit de schakeling mee in serie zetten. Hoewel de schakeling eigenlijk voor het uitschakelen van elektronische meetinstrumenten bedoeld is, kunt u er ook een automatisch uitschakelende trappenhuisverlichting mee maken. Dit kunt u doen door een fiets-achterlichtlampje op de + en O van de schakeling aan te sluiten en de batterij door een 6 volts net-adapter te vervangen. U moet in dat geval wel de basisweerstanden aanpassen. Cl geeft u dan zon waarde dat de lamp net lang genoeg blijft branden om zonder potsierlijke salto mortales de trap te kunnen nemen.
1 •
BC516 " / ^ ^ ,,
/Ts
.|i, ® ^ ® J'
—'— ^m
R3 '-r 1—1 loon 1— 1
^ "
9 b
]7ov lov 896108X
Figuur 1. Het schema van de automatische uitschalielaar is heel eenvoudig: 77 dient als elelttronische schalieiaar. Deze wordt aan- en uit-geschakeld door de spanning op zijn basis. Figuur 2. De layout en onderdelen-opstelling van de schakeling. Het geheel past op slechts een klein deel van een Elex-print formaat 1.
OnderdefiMfst
||||
R1,R2 =^'f'MS
illllll
R3'>#' 100 Q
;;:;f^;
ct^|;-iOMF/ioÉIIIII|ll T1 = BC516 SI = drukknop r|||| iilBIft: kontakt
geschatte bouwkosten, zonder batter|| en Elex-
(896108X) elex -
9-29
Goorg Simon Ohm 11787 -
1854)
Ohm en de computer naar een idee van M. Janssens
software voor al het denkwerk Toen Georg Simon Ohm, die leefde van 1787 tot 1854, ontdekte dat er een keurig verband tussen spanning en stroom bestaat, had hij niet gedacht dat een eeuw later een computer een groot deel van het rekenwerk zou kunnen verrichten. Hoe: dat laten we u nu zien. De wet van Ohm is voor de elektronica, zoals we in de serie "basisberekeningen" al eens verklaard hebben, een van de belangrijkste wetten. Vandaar dat iedereen de bijbehorende formules in feite moet kunnen dromen. Waar de regeltjes echter geen rekening mee houden, zijn de moeilijkheden die ontstaan door het gebruik van de voorvoegsels kilo, mega, milli, en mikro. Gelukkig kunnen we dit deel van het 9-30 - elex
hersenwerk aan een computer overlaten, alleen hebben we dan wel een goed programma nodig, bijvoorbeeld het hier beschreven programma dat door de heer Janssens bedacht is.
UI regels Met het programma in figuur 1 is het mogelijk om de spanning te berekenen ais de stroom en de weerstand bekend is, de stroom
te bepalen als we de spanning en de weerstand kennen en uiteraard is het ook mogelijk om de weerstand te becijferen als de spanning en de stroom gegeven zijn. Het programma kan dus met werken met de formules U = I X R, R = U ; I en I = U : R. Hoewel er maar drie verschillende formules gebruikt worden, is de lengte van het programma toch vrij groot. Met drie programmaatjes
van ca. 3 regels zou het ook kunnen, maar daarin is het niet mogelijk om alle voordelen van dit ene grote programma te verenigen. Bij dit stuk software hoeft u namelijk de spanning, de stroom en de weerstand niet per se in respektievelijk volts, ampères en ohm.s op te geven, maar kunt u ook kilo- en milli-volts, milli- en mikro-ampères en kilo- en mega-ohms gebruiken (intikken als V, kV en mV voor
10 CLS 20 PRINT " DE WET VAN OHM 30 PRINT "40 PRINT " 50 PRINT SPANNING BEREKENEN" : PRINT 60 PRINT " 1 STROOM BEREKENEN" : PRINT WEERSTAND BEREKENEN" : PRINT 70 PRINT " 2 STOPPEN" : PRINT 80 PRINT " 3 90 PRINT " 4 MAAK UW KEUZE" IF A $ . "" THEN 1 2 0 100 PRINT : PRINT IF A < 1 O R A > 4 T H E N 1 2 0 110 PRINT " 120 AS=INKEYS 130 A=VAL(Aê) 140 CLS 150 IF A=4 THEN END 160 ON A GOSUB 180,280,380 170 GOTO 10 Y=7 GOSUB 630 180 PRINT " 190 PRINT "SPANNING V=X BEREKENEN 200 PRINT " ";V;" ";E$;"V" 210 X=l : Y=5 : GOSUB 480 : X=l : 220 V=A»R 230 X=V : GOSUB 930 : GOSUB 1040 240 LOCATE 9,1 250 PRINT " DE SPANNING BEDRAAGT 260 GOSUB 1090 270 RETURN 280 PRINT " -" 290 PRINT "STROOM BEREKENEN -" 300 PRINT " " 310 X=l : Y=5 : GOSUB 630 : X=l : Y=7 : GOSUB 780 320 A=V/H 330 X=A : GOSUB 930 : GOSUB 1040 : A=X 340 LOCATE 9,1 350 PRINT " DE STROOM BEDRAAGT ";A;" ";E«;"A" 3 60 GOSUB 109 0 370 RETURN 380 PRINT " " 390 PRINT "WEERSTAND BEREKENEN 400 PRINT " -" 410 X=l : Y=5 : GOSUB 480 : X-1 : Y=7 : GOSUB 780 420 R=V/A 430 X=R : GOSUB 930 : GOSUB 1040 : R=X 440 LOCATE 9,1 450 PRINT " DE WEERSTAND BEDRAAGT ";R-, " ";£«•, "ohm" 460 GOSUB 1090 470 RETURN 480 REM 490 LOCATE Y,X 500 LINE INPUT " WELKE STROOM LOOPT ER? ",AS 510 IF A$="" THEN 480 520 I-l : L«LEN(A$) 530 IF (MID$(A$,I,1)) O " " THEN 1=1+1 : ELSE 550 540 IF I<=L THEN GOTO 530 550 A=VAL(MIDS(A$,1,1-1)> : L'L-I+l ; AS=HIGHTS(AS,L) 560 IF I»l THEN 480 570 IF A$="" OR (RIGHT$"a" AND RIGHTS"A") THEN 480 580 IF MIDS(AS,L-1,1)=" " THEN A=A : GOTO 620 590 IF MIDS(A$,L-1,1)="m" THEN A=A/1000 : GOTO 620 600 IF MIDS(A$,L-1,1)="u" THEN A=A/1000000 : GOTO 620 610 GOTO 480 620 RETURN 630 REM -640 LOCATE Y,X 650 LINE INPUT " WAT IS DE WEERSTAND? ",RS 660 IF HS="" THEN 630 670 1=1 : L"LEN(RS) 680 IF (MIDS(RS,I,1)) O " " THEN 1=1+1 : ELSE 700 690 IF I<=L THEN GOTO 680 700 R=VAL(MIDS(HS,1,1-1)) : L=L-I+1 : RS=RIGHT${RS,L) THEN 1=1+1 : ELSE 850 710 IF 1=1 THEN 630 720 IF RS="" OR (RIGHT$(RS,3)<>"ohm" AND RIGHTS(RS,3)<>"OHM") VS=RIGHTS(VS,L) THEN 630 730 IF MIDS(R$,L-3,1 )»" " THEN GOTO 770 740 IF MIDS(RS,L-3,1 ) = "k" THEN R=R»1000 : GOTO 770 750 IF MIDS(RS,L-3,1)="M" THEN R=S»1000000 : GOTO 770 760 GOTO 630 770 RETURN 780 REM 790 LOCATE Y,X 800 LINE INPUT " WAT IS DE SPANNING? ",V$ 810 IF VS-"" THEN 780 820 1=1 : L=LEN(VS) 830 IF (MIDS(VS,I,1)) O " 840 IF I<=L THEN GOTO 830 850 V=VAL(MIDS(VS,1,1-1)) : L=L-I+1 860 IF 1=1 THEN 780 870 IF VS="" OR (BIGHTS(VS,1)<>"v" AND RIGHTS(VS,1 X>"V») THEN 780 880 IF MIDS(VS,L-1,1)=" " THEN GOTO 920 890 IF MIDS(VS,L-1,1 ) = "k" THEN V=V»1000 : GOTO 920 900 IF MIDS(VS,L-1,1 ) = "in" THEN V=V/1000 : GOTO 920 910 GOTO 780 920 RETURN 930 REM eenheid bepalen 940 ES="" 950 IF X<1 THEN GOTO 1010 960 IF X>999 THEN GOTO 980 970 RETURN 980 X=X/1000: ES="k" 990 IF X>999 THEN X=X/1000: ES="M" 1000 RETURN
de spannning, A, mA en uA voor de stroom (GWBASIC kent het ju-teken niet) en ohm, kohm en Mohm voor de weerstand). Dit vergemakkelijkt het invoeren van de gegevens, maar heeft wel tot gevolg dat de "listing" aanmerkelijk langer wordt. Ook voor het weergeven van de resultaten zijn nogal wat programmaregels noodzakelijk. De computer rekent namelijk netjes voor ons uit welk voorvoegsel het beste gebruikt kan worden, waarna de berekende waarde ook nog afgerond wordt. Tenslotte zijn er nogal wat bytes noodzakelijk voor de schermopbouw en een keuze-menu, om zo een gebruikersvriendelijk programma te krijgen.
De globale
werking
Het programma in figuur 1 is geschreven in GW-BASIC en wie de listing al enigszins bestudeerd heeft, zal gezien hebben dat het hier niet gaat om een stukje hogere programmeerkunde van de eerste orde. Integendeel zelfs; een goede programmeur zal zeker een aantal verbeteringen weten aan te brengen. Door de simpele opbouw is het programma echter wel voor heel veel computers geschikt en zijn eventuele kleine wijzigingen gemakkelijker aan te brengen. Voordat we hierop ingaan, beginnen we met een algemene beschrijving van de gang van zaken. Het eerste deel (de regels 10. . . 110) laat een keuzemenu op het scherm verschijnen, waarna de computer in de regels 120 en 130 de opdracht krijgt om te wachten tot er een cijfer uit de reeks 1 . . . 4 ingetoetst wordt. In het geval dat er een 4 ingegeven wordt, stopt de computer het programma, omdat er dan aan de voorwaarde in regel 150 voldaan is. In de andere drie gevallen springt het programma door ON A GOSUB in 160 naar de onderdelen spanning, stroom of weerstand berekenen. Aangezien dit drie nagenoeg identieke deelprogramma's zijn, lopen we er één met u door.
Laten we er van uitgaan dat u de mogelijkheid "spanning berekenen" gekozen hebt (180...270). NadePRINTopdrachten (180..200) zal de computer allereerst naar de routine 480..620 springen. Hier wordt gevraagd om de waarde van de stroom in te voeren. Aangezien het de bedoeling is dat u de eenheid A, mA of uA meegeeft (getal en eenheid scheiden met een spatie), haalt de computer de invoer als een string-variabele binnen. Deze string-variabele moet vervolgens gesplitst worden in het getal (regels 510. . . 560) en de eenheid met voorvoegsel (regel 570). Vervolgens dient het ingevoerde getal nog met het meegegeven voorvoegsel milli of mikro verrekend te worden om zodoende een stroomwaarde in ampères te verkrijgen (580..600). Op dezelfde manier wordt in 630. . . 770 de weerstandswaarde binnengehaald en omgewerkt, waarna de uiteindelijke spanningberekening uitgevoerd kan worden (220). Het resultaat van de berekening is een spanning in volts en uiteraard is het wel zo netjes om ook hier de voorvoegsels mikro. . .mega bij te zetten. Vandaar dat het programma na het eigenlijke rekenwerk naar de routine "eenheid bepalen" springt (930. ..1030). Hier wordt met behulp van een aantal IF-THEN-opdrachten het voorvoegsel bepaald en de uitkomst met 1000 of 1000.000 vermenigvuldigd als het om respektievelijk milli of mikro gaat, of met dezelfde getallen gedeeld voor kilo en mega. In veel gevallen is de uitkomst geen nette waarde en vooral bij het berekenen van stroom en weerstand staan er behoorlijk wat cijfers achter de komma. Aangezien dit nogal onoverzichtelijk is, wordt de uitkomst van de berekening nog afgerond. Hierbij wordt de zogenaamde DIV-instruktie gebruikt (\), die een deling uitvoert en het restant achter de komma weglaat. Door nu eerst het getal met 100 te vermenigvuldigen, 0,49 erbij op te tellen, daarna te delen door 1 met de DlV-instrukelex -
9-31
tie en vervolgens het antwoord weer door 100 te delen, ontstaat er een getal dat op twee cijfers achter de komma afgerond is. Aangezien de DIV-instruktie alleen maar op getallen losgelaten mag worden die kleiner zijn dan 32767, zullen we allereerst een aantal voorwaarden moeten inbouwen. Voor uitkomsten boven de grens betekent dit dat ze helemaal niet afgerond worden, terwijl voor resultaten boven 327,66 er slechts op één decimaal achter de komma afgerond wordt (vermenigvuldigen met 100 en 0,49 optellen levert bij testen op 327,67 een getal op dat groter is dan de grenswaarde). Nog even terug naar regel 1020. Het getal 0,999 in
Voorbespeelde videobanden goedkoper
steeds
De verkoop van voorbespeelde (koop)videobanden is het afgelopen jaar verzesvoudigd, aldus Bernard van den Heuvel, directeur van Video Duplication Holland B.V, Europa's grootste producent van voorbespeelde videobanden, te Hilversum. De heer van den Heuvel was in 1981 de eerste in Nederland, die zich met de verkoop van voorbespeelde videotapes voor het publiek ging bezighouden. Hij vergelijkt zijn bedrijf met dat van de boekenuitgeverij, die "toch ook niet alleen aan bibliotheken levert". Als reden voor de snelle opkomst van de koopvideo noemt hij onder meer, dat het titelaanbod in voorbespeelde videobanden sterk groeit en dat deze thans steeds goedkoper op de markt kunnen worden gebracht. De prijs zal volgens hem binnenkort zelfs tot beneden de magische grens van tien gulden komen. Als logisch gevolg zal dan het merendeel van de videotheken, die begin tachtiger jaren als paddestoelen uit de grond scho9-32 - elex
deze regel doet misschien wat vreemd aan. Je zou verwachten dat er gesprongen wordt als de omgerekende waarde kleiner dan 1 is. Wij hebben echter gemerkt dat GW-BASIC een onhebbelijkheid heeft. Bij een deling van 0,01 : 10 is het antwoord niet 0,001, maar 0,0009999. Staat er in regel 1020 de waarde 1, dan zou de kleine afwijking in het antwoord er voor zorgen dat er aan de voorwaarde voldaan wordt, hetgeen betekent dat er in totaal met 1000.000 vermenigvuldigd wordt en tevens het voorvoegsel mikro gebruikt wordt. Bij het afronden wordt de uitkomst vervolgens 1000 mikro, in plaats van 1 milli wat veel beter staat. Door nu in
ten, genoodzaakt zijn weer de bakens te verzetten. De omzet van de totale videoverhuurbranche liep het afgelopen jaar al met 12% terug. Reden voor de videotheken om zich ook meer met de koopmarkt te gaan bezighouden. 20 X rond de aaide Video Duplication Holland kopieert jaarlijks ruwweg IV2 miljoen videobanden (totale tape-lengte ruim 20 X de aardomtrek!) voor de omroepen, produktiemaatschappijen, videotheken, bedrijven, reklamebureaus, ministeries, opleidingsinstituten en voor de verkoop in warenhuizen, platenzaken, boekwinkels, kiosken, servicestations etc. over de gehele wereld in alle denkbare videosystemen. Onder voortdurende kwaliteitsbewaking staan in het Hilversumse bedrijf 24 uur per dag, zes dagen per week, een kleine 500 dupliceer-recorders in volkontinubedrijf banden te dupliceren. Zeker 30.000 voorbespeelde videotapes verlaten wekelijks het pand naar de opdrachtgevers. Het bedrijf dupliceert niet alleen voor derden. Zuster-
1020 niet met 1 te vergelijken, wordt het probleem omzeild en krijgen we wel een keurig resultaat. De computer heeft nu al een heleboel werk verzet en kent inmiddels de gevraagde spanning, maar dit resultaat moet natuurlijk ook nog op het beeldscherm weergegeven worden. Hiervoor zorgt regel 250, waarna de subroutine "wachten op toetsindruk" (1080) er voor zorgt dat het antwoord net zo lang op de monitor zichtbaar blijft totdat er een willekeurige toets ingedrukt wordt.
Tikken
maar
Na deze redelijk uitvoerige uitleg van het programma, wordt het tijd om de com-
ondernemingen brengen zelf voorbespeelde videocassettes op de markt, onder meer speelfilms, maar ook cursussen, kinderprogramma's en dokumentaires, want naast "entertainment" neemt de sektor bedrijfspresentaties, kursussen en voorlichting een steeds belangrijker plaats in de videomarkt in. Een ander zusterbedrijf bezit de rechten van ca. 4.400 filmtitels. Net als bij boeken en platen kent de video-uitgeverij ook zijn
Zo'n 500 video-fBcorders staan 24 uur per dag banden te dupliceren.
puter op te starten en de listing in te tikken. Dit zal wel de nodige tijd en moeite kosten, maar wanneer u alles nauwkeurig overneemt (eventueel een aantal kommando's die uw computer niet kent aanpassen), dan zal het programma probleemloos werken. Zo niet, dan zult u moeten gaan zoeken, waarbij de instruktie TRON een uitermate handig hulpmiddel is. Ook is het in dat geval verstandig om op diverse punten PRINT-opdrachten toe te voegen om de tussenresultaten weer te geven. In beide gevallen krijgt u een duidelijk beeld van de gang van zaken en zullen de fouten snel gevonden zijn. (896120X)
best-sellers. Zo werden van de in 1986 door Video Network op de markt gebrachte video-dokumentaire "Tour de France, 75 jaar" maar liefst ruim 80.000 exemplaren verkocht. Voor inlichtingen: Video Duplication Holland B.V, Jan van Beierenstraat 123, 1211 HS Hilversum, tel: (035) - 231239 of (02153) 12917.
Kwaliteitsbewaking is een belangrijk punt bij het kopiëren van videobanden.
lucht'ionisator voor negatieve ionen
De hoeveelheid negatieve ionen in de omringende lucht blijkt bij veel mensen van invloed te zijn op hun psychisch en fysiek welbevinden. De hier beschreven lucht-ionisator kan daarom gebruikt worden om negatieve ionen in een positief humeur om te zetten. Het menselijk lichaam is een zeer komplexe installatie, waarin zich allerlei elektrische en chemische processen afspelen. Het is daarom geen wonder dat deze ingewikkelde installatie, behalve voor chemische stoffen en stralingsinvloeden, ook gevoelig is voor elektrische en magnetische energie. Uit ervaringen is gebleken dat de hoeveelheid en de soort ionen die zich in de omringende lucht bevinden van invloed kunnen zijn op het menselijk lichaam. Er zijn voorbeelden van plaatsen op aarde waar mensen zich extreem onprettig voelen als gevolg van
een abnormaal grote hoeveelheid positieve ionen in de lucht. Er zijn ook veel kantoorgebouwen waar dit verschijnsel zich voordoet; men spreekt dan van "sick buildings" en de daarin werkende mensen lijden aan het "sick building syndrome". Ook het omgekeerde verschijnsel komt voor: op plaatsen waar mensen zich prettiger dan normaal voelen, bijvoorbeeld in enkele Zwitserse "Luftkurorte", schijnt een overschot aan negatieve lucht-ionen te heersen. Hoewel bovengenoemde invloeden van ionen op zowel de menselijke psyche als
het menselijk lichaam niet door iedereen in dezelfde mate ervaren worden (en er dus heel wat mensen skeptisch staan ten opzichte van het gebruiken van ionisators), zijn er voorbeelden van bedrijven waarin het ziektepercentage en de hoeveelheid tijdens het werk gemaakte fouten na het installeren van een ionisator nog maar een fraktie van de vroegere waarde bedroegen. De in het menselijk lichaam voorkomende stof serotine (een hormoon) is vermoedelijk een tussenschakel tussen de lucht-ionen en het menselijk gedrag. Indien de mens veel positieve ionen via de ingeademde lucht in
zijn bloedbaan krijgt, dan wordt er meer serotine geproduceerd. Een grotere hoeveelheid van dit hormoon (dat de werking van de hersenen beïnvloedt) leidt tot een negatief humeur. Omgekeerd leidt een overschot aan negatieve ionen tot afbraak van serotine, en dus tot een positieve stemming bij de mens. Het zal duidelijk zijn dat over dit onderv>/erp, dat in Nederland pas in de laatste jaren wat meer in de belangstelling is geraakt, nog niet het laatste woord gezegd is. De in dit artikel beschreven lucht-ionisator is eenvoudig van opzet en voor weinig elex -
9-33
Figuur 1. De ionisator bestaat uit een liaskade-scltalfeling die een negatieve spanning opwekt. Deze spanning wordt op vier naaidvormige elektroden aangesloten. Figuur 2. De Villard-schakeling voor spanningsverdubbeling, waarop de kaskade-scitakeling gebaseerd is.
C1...C14=47n/630V D1..,D14=1N4007
©-
-\hr—Hh—Hh—Hhp-^H—Hh—Hh'
- ^
Dl
0
Ï: Rl
0-
-o-
P2
D3
[O*
OS
|D6
D7
D9
D10
011
Ï : :I Ï :
D12
AV D13
Dl
:: :: x
Cl
-GiOHh
AV
Hh
^^
Hoogspanning
896053-14
08
2: Al :: :: :: :: ::
geld te bouwen en stelt u in staat om zelf uit te proberen of u van de heilzame werking van negatieve ionen kunt profiteren.
9-34 - elex
f-OED—I Ixl
Figuur 3. Een tot een kaskade uitgebreide Villard-schakeling. Figuur 4. Zo wordt de schakeling uit figuur 3 meestal in de elektronica-leerboeken getekend.
K3*
R5*
Het produceren van negatieve ionen geschiedt met behulp van een elektrisch veld. Dit veld wordt opgewekt met behulp van vier elektroden waarop een gelijkspanning van rond de 4000 volt staat. Doordat de punten van de elektroden zeer spits zijn, wordt vlakbij de elektrodepunten zo'n hoge elektrische veldsterkte bereikt dat het zogeheten "sproeieffekt", dat ionisatie verraadt, optreedt. De uit de elektroden tredende elektronen vliegen vanaf de eiektrodepunten in alle richtingen weg. Na een korte afstand afgelegd te hebben, komen zij in botsing met luchtmolekulen en ioniseren deze Aangezien ook de zuurstofmolekuien op Ó.QZQ wijze geïoniseerd kunnen raken en zich dan onderling tot het giftige (sterk oxiderende) ozon kunnen verbinden, is de spanning op de elektroden beperkt gehouden. Op deze wijze wordt voorkomen, dat de ozon uw longen en het slijmvlies in uw luchtwegen aantast. In verband met de (ondanks de relatief lage gelijkspanning) vlakbij de elektroden optredende kleine hoeveelheden ozon is het niet de bedoeling dat u met uw neus vlakbij de elektroden gaat zitten; u krijgt dan niet alleen de ozon binnen, maar loopt ook nog kans op een weliswaar niet gevaarlijke
maar wel onprettige elektrische schok. Deze schok krijgt u overigens niet op het moment dat u de naalden aanraakt, maar pas op het moment dat u (na lang zaam opgeladen te zijn) iemand anders of een geaard voorwerp aanraakt. Omdat het apparaat, behalve dat het lucht-molckulen ioniseert, ook stofdeeltjes die in de lucht zweven elektrisch laadt, dient het tevens als luchtzuiveraar: de elektrisch geladen stofdeeljes slaan namelijk op het apparaat en de oppervlakken in de omgeving van het apparaat neer Dit lijkt sterk op de wijze waarop in de industrie rookgassen van roetdeeltjes ontdaan worden.
Spanningsverdubbeling De gelijkspanning van rond de 4000 volt wordt met behulp van een zogeheten kaskade-schakeling opgewekt. Zoals figuur 1 laat zien, bestaat een dergelijke schakeling uit een kombinatie van kondensatorén en dioden. De kaskade-schakeling vermenigvuldigt de aan zijn linkerkant aangeboden wisselspanning van 220 volt en maakt er tegelijk ook nog een gelijkspanning van. Zoals in de Elex van maart '89 in de rubriek "basisschakeling" al is uitgelegd, is een kaskade-schakeling niets meer dan een uitgebreide versie van een zogeheten Villard-schakeling. Dit is een schakeling voor spanningsverdubbeling. Het schema van de Villard-schakeling is in figuur 2 getekend. Zoals in deze figuur te zien is, krijgt de rechter-
zijde van Cl via Dl een positieve spanning die gelijk is aan de topwaarde van de wisselspanning. Dit gebeurt op de momenten dat de wisselspanning aan de linkerkant van Cl negatief is en die aan de onderkant van Dl positief. Cl en Dl werken dus gewoon als een enkelfasige gelijkrichtschakeiing. Zodra echter de polariteit van de wisselspanning omdraait, en dus de spanning aan de linkerkant van Cl positief wordt, moet ook de spanning op de rechterkant van C l mee-veranderen. De spanningen op beide platen van een kondensator kunnen immers niet snel ten opzichte van elkaar veranderen. Als gevolg hiervan komt er een momentele topwaarde op de rechterkant van Cl te staan met een waarde die gelijk is aan: de topwaarde van de (momenteel positieve) wisselspanning plus de
positieve gelijkspanning die we al hadden. Deze laatste was eveneens gelijk aan de topwaarde van de wisselspanning. Met andere woorden: de momentele positieve topwaarde aan de rechterkant van Cl bedraagt twee maal de topwaarde (dus de top-topwaarde) van de wisselspanning. Als we deze spanning bekijken, door een oscilloskoop over Dl aan te sluiten, dan zien we dat we te maken hebben met een wisselspanning met een gelijkspanningskomponent; of moeten we zeggen dat we een gelijkspanning meten, waarop een wisselspanning is gesuperponeerd? Hoe we het ook noemen: deze tussen O en twee maa! de topwaarde van de ingangswisselspanning schommelende spanning (die dus nooit negatief wordt!) kan door D2 worden gelijkgericht en in C2 worden opgeslagen. We
hebben dan over C2 een gelijkspanning gekregen met een waarde van twee maal de topwaarde van de oorspronkelijke wisselspanning. Zoals gezegd, meten we over Dl, behalve een gelijkspanning, ook een wisselspanning. Deze wisselspanning zal ook over D2 komen staan, omdat C2 voor wisselspanningen geen blokkade vormt. De gelijkspanning over D2 wordt bepaald door het verschil tussen de gelijkspanning aan de rechterkant van C l en die aan de bovenkant van C2. We hadden al beredeneerd dat deze positieve spanningen een waarde hadden van respektievelijk één en twee maal de topwaarde van de ingangswisselspanning. Het verschil tussen deze twee spanningen, en dus de gelijkspanning over D2, bedraagt dus een maal de topwaarde van de wisselspanning.
Ondsrdeienlijst Fil = 4,7 kS R2,R3 = 12 MQ/type VR25: 1600 VDC! R4. . .R7 = 22 MQ/type VR25: 1600 VDC! C l . . .C14 = 47nF/630 V D l . . .D14 = 1N4007 F1 = zekering 50 mA T (met print-zekeringhouderj LI = neonlamp met voorschakel-weerstand (met lamphouder! KI = 3-polige print- 'jlÊti
kroonsteen
'' ''jf^
behuizing: eventueel Velleman D30 (afmetingen; 40 X 120 X 170 mm)
Geschatte bouwkosten: zonder print en behuizing circa f 40,-
Figuur 5. De layout voor de ionisator. Monteer alleen hoogspannings-weerstanden en -kondensatoren.
2
LI
i
i
«J LI'N
m
/7ë I elex -
9-35
Figuur 6. Ons prototype van de ionisator. Da opbouw van de print is dermate simpel dat er Itooguit een lialf uurtje mee gemoeid is.
Samenvattend kunnen we zeggen dat we over D2 zowel een wisselspanning hebben die gelijk is aan de ingangswisselspanning alsook een gelijkspanning met een waarde die gelijk is aan de topwaarde van de ingangswisselspanning. Het interessante hierbij is dat we over Dl precies dezelfde spanningen hadden gemeten.
Driedubbel, vierdubbel, vijfdubbel enzovoort Over Dl hadden we in figuur 2 de serieschakeling D2/C2 aangesloten; dit leverde over C2 een gelijkspanning met een waarde van tweemaal de wisselspannings-topwaarde op. Omdat over D2 dezelfde soort spanning staat als over Dl, kunnen we ook over D2 weer een serieschakeling van een diode en een kondensator zetten. Over de kondensator komt in dat geval een spanning .te staan van tweemaal U-top, en over de diode staat dan weer de oorspronkelijke wisselspanning plus een gelijkspanning van eenmaal Utop. Indien we de aldus verkregen schakeling nog verder uitbreiden, dan krijgen we het schema uit figuur 3. Waar het in figuur 3 om gaat, dat is het feit dat de kondensatoren een tweetal serieschakelingen vormen. 9-36 - elex
Doordat C2, C4 en C6 in serie staan en ook de polariteit over deze kondensatoren dezelfde is, is de gelijkspanning die over de serieschakeling staat, gelijk aan de spanning over iedere kondensator (tweemaal Utop), vermenigvuldigd met het aantal kondensatoren in de serieschakeling. Op deze wijze hebben we dus een gelijkspanning gekregen met een waarde die een veelvoud is van de oorspronkelijke ingangs spanning. De kaskade-schakeling uit figuur 3 wordt in de elektronica-leerboeken meestal getekend op de wijze zoals die in figuur 4 te zien is. Bij het schema van figuur 1 zijn de dioden recht, in plaats van schuin getekend. Wel staan de dioden in figuur 1 precies andersom als die in de figuren 2, 3 en 4, aangezien we voor onze ionisator geen positieve, maar een negatieve spanning nodig hebben. De kaskade-schakeling uit figuur 1 is uit meer "trappen" opgebouwd dan die uit figuur 4. Uit de schakeling van figuur 1 blijkt dat we een aaneengesloten rij van zeven kondensatoren hebben tussen de ingang en de uitgang (C2, C4. . .C14). De uitgangs-gelijkspanning bedraagt dus 7 maal de dubbele topwaarde (toptopwaarde) van de ingangswisselspanning. Aangezien de bekende 220 volt wisselspanning een topwaarde
heeft van 311 volt en dus een top-topwaarde van tweemaal deze waarde (dus van 622 volt), verwachten we een uitgangs-gelijkspanning van 7 maal 622 volt, dus van rond de 4350 volt. Deze waarde zal in de praktijk wat lager liggen als gevolg van lekken in de kondensatoren en dioden. Hoewel we bij het berekenen van de door de kaskade geleverde spanning alleen maar naar de bovenste rij kondensatoren uit figuur 1 (dus maar de helft) gekeken hebben, kan men in de praktijk de kaskade-spanning ook berekenen door het totale aantal kondensatoren of dioden te tellen en dit met de top-waarde van de ingangs spanning te vermenigvuldigen. In figuur 1 bestaat de kaskade uit 14 kondensatoren en 14 dioden, dus uit 14 trappen. De uitgangsspanning is dus 14 maal 311 volt (de 311 volt krijgt u door de effektieve waarde van 220 volt met de wortel uit 2 te vermenigvuldigen). Als u goed naar figuur 1 kijkt, dan kunt u zien dat, behalve dat de kondensatoren twee serieschakelingen vormen, ook alle dioden in serie staan. Na iedere diode wordt de gelijkspanning een stapje van 311 volt hoger. Aan de overeenkomst met een kaskade-waterval ontleent deze schakeling dan ook zijn naam.
Veiligheidsmaatregelen Hoewel de kaskadeschakeling uit figuur 1 uitstekend zou werken, indien deze alleen maar uit 14 kondensatoren en 14 dioden zou bestaan, zijn er in figuur 1 toch wat meer onderdelen te zien. Hun aanwezigheid staat in direkt verband met de waarschuwende doodskoppen die eveneens in figuur 1 getekend zijn. In verband met de elektrische veiligheid zijn in serie met de elektroden een aantal weerstanden (R2. . .R7) opgenomen. Deze dienen om te voorkomen dat er een gevaarlijke stroom kan gaan lopen, indien iemand een van de elektroden zou aanraken. Op de elektrode-spanningen (bij niet-aanraken) hebben deze weerstanden vrijwel geen invloed, omdat er via de elektroden hoegenaamd geen stroom loopt; het totale stroomverbruik van de schakeling bedraagt dan ook slechts 220 juA. Door de aanwezigheid van R2. . . R7 wordt niet alleen de stroom beperkt die (bij aanraking) ten gevolge van de hoge spanning zou kunnen gaan lopen, maar wordt ook voorkomen dat iemand met het lichtnet in aanraking zou kunnen komen. Een blik op figuur 1 laat zien dat deze kans niet denkbeeldig is. Immers: iemand die de rechterkant van C14 zou aanraken,
komt via de uit 14 dioden bestaande keten direkt in kontakt met het lichtnet. Afhankelijk van de stand van de netsteker is men dan verbonden met ofwel de geaarde kant van het lichtnet oftewel met de "hete" fase. We moeten, in verband met de elektrische veiligheid, nog iets zeer belangrijks aangaande R2. . . R7 opmerken, en wel dat hiervoor alleen maar de zogeheten VR25-weerstanden gebruikt mogen worden. Dit zijn weerstanden die zeer hoge spanningen van 1600 volt over hun beide uiteinden kunnen verdragen, zonder dat er inwendig vonken gaan overspringen. Dus beslist geen gewone weerstanden gebruiken, aangezien deze het bij spanningen van een paar honderd volt laten afweten. U mag ook niet een kleiner aantal dan de opgegeven hoeveelheid weerstanden gebruiken, daar dan de spanningen over de weerstanden eveneens te hoog worden. Weerstand Rl, links in figuur 1, heeft een andere funktie: dit onderdeel beperkt de inschakelstroom die ontstaat als de kondensatoren zich moeten opla-
den tot een waarde van nog geen 50 mA. Deze weerstand voorkomt dat de dioden bij het inschakelen een te hoge stroom te verwerken krijgen. In feite is door de aanwezigheid van Rl zekering Fl overbodig, maar zeker is zeker(ing). Als laatste veiligheidsmaatregel hebben we de ionisator van een netspanningsindikator voorzien. Let u er wel op dat Lal één geheel vormt met zijn in serie staande voorschakelweerstand! Koop bij voorkeur een neon-lampje met ingebouwde voorschakelweerstand. Dit is elektrisch veiliger en u voorkomt dat het neonlampje wordt opgeblazen, omdat u vergeten had de weerstand te monteren.
Opbouwen en in bedrijf stellen Voor het maken van een print voor de ionisator kan de layout gebruikt worden die in figuur 5 getekend is. De layout is zodanig opgezet dat kondensatoren met diverse steken (afstand tussen de aansluitingen) gebruikt kunnen worden; let er wel op dat u voor deze kondensatoren de hoog-
spanningswaarden uit de onderdelenlijst (630 volt) aanhoudt. De VR25-weerstanden, die u beslist moet gebruiken, zijn te herkennen aan hun lichtblauwe weerstandslichaam. Op de foto's in figuur 6, 7 en 8 kunt u zien hoe u de schakeling het beste kunt monteren. De elektroden zijn knopspeldpunten die met wat stug draad aan de print-aansluitingen gesoldeerd worden. De elektroden mogen de buitenkant van het kunststoffen kastje beslist niet raken, aangezien de ionisator dan niet meer goed funktioneert. Zodra u de schakeling in haar behuizing hebt ingebouwd, dan kan deze het beste ergens hoog aan de wand worden gemonteerd. Op deze wijze bevindt de schakeling zich altijd op ruime afstand van eventuele personen en is eventueel ontstane ozon al lang weer tot gewone zuurstof gerekombineerd, op het moment dat de desbetreffende luchtmolekulen worden ingeademd.
stoffen behuizing is toegestaan. De vier elektroden moeten af en toe van aangetrokken huisstof ontdaan worden en dienen na een aantal jaren vervangen te worden, daar ze aan slijtage onderhevig zijn. (896116X)
Let er ook op dat u een degelijk netsnoer gebruikt en een goede trek-ontlasting op dit snoer aanbrengt. Alleen een goed-isolerende kunst-
Figuur 7. De vier elektroden zijn gewone knopspeid- of naaldpunten, welke met behulp van wat stug draad aan de print gesoldeerd zijn. Figuur 8. Als behuizing mag alleen een goed isolerend kunststoffen kastje gebruikt worden. De vier elektroden kijken door de gaten in het kastje naar buiten, maar mogen het kastje niet raken.
elex -
9-37
automatische cat'feeder voor kieskeurige katten
In het algemeen kunnen we stellen dat elektronica en katten niet bepaald best samen gaan. Welke elektronica-iiefhebber en kattebezitter heeft nooit meegemaakt dat poeslief van plan is om kopjes te gaan geven aan bijvoorbeeld de hoogspanning van een TV. Toch kan elektronica ook nuttige kanten voor het katteleven hebben. Een voorbeeld is deze 'automatische kattevoerder, die er voor zorgt dat uw hulsdier op gezette tijden van z'n natje en droogje voorzien wordt. Katten van tweeverdieners zijn vaak de hele dag alleen thuis en om er voor te zorgen dat de inwendige kat niet begint op te spelen, zet het baasje een dubbele portie voedsel neer. Voor de meeste katten is dat geen probleem, maar de echte fijnproevers zullen tegen het einde van de middag hun voedsel niet meer willen konsumeren, omdat het uitgedroogd en verstofd is. Zij lopen dan liever met een 9-38 - elex
knorrende maag rond tot er weer iemand thuis komt, dan ook maar een hap te nemen. Door echter gebruik te maken van onze automatische kattevoerder, kunt u uw kat weer een luizeleven geven: eten op gezette tijden zonder dat u zelf thuis hoeft te zijn.
Een uitbreiding voor de scliakelklok Automatische dierenvoeder-
systemen kunnen vrij ingenieus zijn. Denk bijvoorbeeld maar aan het mooie apparaat dat voor de film "back to the future" gemaakt is. Deze machine kon zelf een blik uit de kast pakken en open maken. Zoiets is natuurlijk best zelf te maken, maar vraag niet hoeveel tijd en moeite er in zo'n projekt gestoken moet worden. Een simpelere oplossing zagen we in een dierenwinkel.
Een apparaat met twee afsluitbare bakjes, die met behulp van twee ingebouwde klokken elk op een vooraf ingestelde tijd te openen zijn. Aangezien we al een ontwerp voor een schakelklok op de plank hadden liggen (elders in dit nummer), was het niet zo moeilijk om een simpele uitbreiding voor deze klok te ontwerpen, zodat u zelf een "cat-feeder" kunt bouwen, met twee of meer bakjes.
Figuur 1. Twee monostabiele multivibrators gevolgd door stuurtrappen met transistoren zorgen er voor dat er op verschillende tijden twee trekmagneten bekrachtigd worden om de voerbakjes te openen.
0 5V
0 12V
Tl
BC557B R7 IM;IOV
|_
12V
12V
©-0-
-©
0-^
0)
^M^y^Yr-^^Ty^-^} 2ll2 10 V
5V
5V
lison I
101
SC4
t4
®-<^
lOOn
<s)
D1,D2 = 1N4148 IC1 = N1...N4 = 74HC132
0 5V
4
N2 R4
IM/IOV
Voordat we ons op de mechanische kant van het ontwerp gaan storten, gaan we allereerst de elektronische zijde bekijken. Ook onze schakeling is zo ontworpen dat er twee voerbakjes op vooraf geprogrammeerde tijden geopend kunnen worden. Het grootste verschil met de kommerciële exemplaren is dat er slechts één klok gebruikt wordt. Om de elektronica van de cat-feeder op de schakelklok aan te passen, moeten er allereerst een stel AND's gebruikt worden om de nivo's van de geselekteerde uur-select- (HS) en rangeselect-lijnen (RS) te kombineren tot een logisch nivo dat omklapt als de geprogrammeerde tijd aangebroken is. Wie in figuur 1 kijkt, ziet echter dat er geen AND's in het schema te vinden zijn, maar dat er
^"2^
.T2
€)
BC557B R8
|i8oa|
|R6
Een stel Muono's met NAND's
0 12V
€)'
BD139
Y ^
NAND's voor deze taak ingezet worden (NI en N2). De reden waarom dit gedaan wordt, heeft te maken met het feit dat er geen AND's met Schmitttrigger-ingangen bestaan. Deze funktie hebben we namelijk nodig om er voor te zorgen dat NI en N2 door de RC-netwerkjes Cl/Rl en C2/R2 als monostabiele multivibrators gaan funktioneren. Waarom dit noodzakelijk is, valt gemakkelijk te verklaren. Voor het openen van de voerbakjes gebruiken we zogenaamde trekmagneten. Dit zijn onderdelen die veel op relais lijken, alleen dan zonder schakelaars. Zouden we zo'n magneet zonder monostabiele multivibrator op de schakelklok aansluiten, dan wordt de magneet bekrachtigd op het moment dat het geprogrammeerde tijdstip bereikt is, waarna er gedurende een uur stroom elex - 9-39
blijft lopen. Voor het openen van een voerbakje is echter een korte stroompuls voldoende, hetgeen betekent dat het "hoog"-nivo van een uur qua tijd sterk ingekort dient te worden. De werking van de nnono's is vrij simpel. Als de geseiekteerde HSl-lijn hoog wordt, gaat er via Rl een stroom lopen totdat Cl geladen is. Gedurende de tijd dat deze laadstroom loopt, staat er over Rl een spanning, weike door NI als "hoog"-nivo gezien wordt. Dat we de monoflops met NAND's hebben opgebouwd, betekent dat we de uitgangsnivo's van NI en N2 moeten inverteren om twee AND's te krijgen. Gelukkig gaat het bij deze schakeling niet om signalen met hoge frekwenties, zodat voor deze taak simpele transistor-inverters gebruikt kunnen worden (T1,T2). T3 en T4 zorgen er tenslotte voor dat de trekmagneten, die op de punten EMl en EM2 aangesloten worden, aangestuurd worden. Om de trekmagneten ook met de hand te kunnen bedienen, staan er schakelaars parallel aan T3 en T4. De vrijloopdioden Dl en D2 zorgen er tenslotte voor dat de induktiespanning, die over de spoelen ontstaat bij het onderbreken van de stroom, geen nadelige effekten voor de transistoren kan hebben.
De bel van en uw kat
Pavlov
Aangezien we nog een 9-40 - elex
tweetal NAND's over hadden, hebben we de schakeling voorzien van een zoemertje dat in werking komt op het moment dat er een voerbakje geopend wordt. Hierdoor zal uw kat naar verloop van tijd, net als de beroemde hond van de Russische psycholoog Pavlov, zo gekonditioneerd worden dat hij bij het horen van het piepsignaal onmiddellijk richting "Mac-cat" gaat. Zoals in het schema te zien is, bevat deze tak ook een monostabiele multivibrator (C3, R9 en N4). Deze wordt gebruikt om de pulsen die door NI of N2 opgewekt worden, noQ verder te verkorten. Een van onze proefkatten reageerde namelijk vrij verschrikt op het pieptoontje van een halve sekonde. Bij een kortere tijd was deze reaktie veel minder en verloopt het konditioneringsproces misschien iets sneller (wij zijn geen katte-psychologen, zodat we deze bewering niet hard kunnen maken).
Solderen
maar
Ondanks dat het lijkt alsof er niet zoveel onderdelen in het schema getekend zijn, is het Elex-printje dat in figuur 2 is afgebeeld toch aardig vol. Dit mag echter geen reden zijn om tegen het opbouwen van het printje op te kijken. Wie gewoon begint, in de gebruikelijke volgorde draadbruggen, ICvoeten, weerstanden, kondensatoren, overige passieve komponenten en halfgeleiders, zal al vrij spoedig alles
op de juiste plaats hebben. Bent u zover, dan sluit u de schakeling via een stuk bandkabel en een 15-polige D-konnektor op de schakelklok aan, waarbij u de aansluitingen RSl, HSl, RS2 en HS2 zodanig met de lijnen A . . . H en X . . . Z verbindt dat de bakjes op de door u gewenste tijd open gaan (zie hiervoor de beschrijving van de schakelklok). Ook de voedingsspanning wordt van de schakelklok betrokken (via de D-konnektor), alleen moet de trafo dan wel berekend zijn op de stroom die door de trekmagneten gevraagd wordt (in ons geval is dat 500 mA en moet er dus een trafo van 9 V/ 4,5 VA gebruikt worden). Om de werking van de catfeeder voorlopig te kunnen testen (we hebben immers nog geen voerbakjes die open kunnen), sluit u op de uitgangen EMl en EM2 12V-lampjes aan (niet meer dan 5 W). Als u vervolgens in de klok jumper JPl aanbrengt, kunt u binnen een minuut zien of de lampen op de geprogrammeerde tijden even aan gaan.
De kant
mechanische
Naast de elektronica, moeten we ook nog een speciale voerbak maken. Hoe zo'n ding er uit kan komen te zien, toont figuur 3. Als basis hebben we een bovenstuk van een Curver vuilnistonnetje gebruikt. Dit deel is zo gekonstrueerd dat we vrij simpel met een stuk
Figuur 2. De schakeling uit figuur 1 past gemaltiielijk op oen Elex-printje formaat 1. Onderdelenlfist R1,R2 = 5 6 0 kQ R3,R4,R10 = 8,2 kQ W 1 R5,R6 = 2,2 kQ R7,R8 = 1 8 0 Q R9 = 100 kS C1,C2 = 1 (iftiOV M: C3 - 2,2tiF/10V C4 = lOOnF D1,D2 = 1N4148 ijï' IC1 = 74HC132 "t'-A T 1 J 2 = 8C557B T3,T4 = BD139 T5 = BC327 Bzl = 5-V-buzzer met ingebouwde osciliator S1,S2 = drukknop met maakkontakt EM1,EM2 = elektrische trekmagneet 12 V meer dan 30 Q
Schmitt-triggcr: Digitale bouwsteen waarvan de uitgang pas van nivo verandert, wanneer aan de ingangen een bepaalde onderste schakeldrempel wordt overschreden, of wanneer het nivo onder een bepaalde bovenste schakeldrempel daalt
stevig elastiek er voor kunnen zorgen dat het deksel openveert wanneer dit losgelaten wordt. Met de trekmagneet maken we vervolgens de vergrendeling van het deksel. Hiervoor wordt er in de zijkant van het deksel een gat geboord waar de pen van de magneet doorheen valt. De tekening spreekt overigens voor zich, zodat we hierop niet verder in gaan. De trekmagneet is een komponent dat helaas niet in elke winkel te koop is. Wij wisten er echter een voor nog geen drie guldens op de kop te tikken bij de dumpafdeling van een grote clektronica-firma bij ons in de buurt. Dit exemplaar moesten we nog wel voorzien van een tweetal veertjes om er voor te zorgen
dat de pen altijd naar buiten staat, maar ook weer niet te ver gaat (zie figuur 3). Wie over het nodige geduld beschikt kan de magneet echter ook zelf maken. Hiervoor bewikkelt u een naaigarenklosje met dun koperdraad, zodat er een spoel ontstaat waarvan de weerstand minimaal 30 Q bedraagt. Van een dikke spijker maakt u vervolgens de pen, die net zoals in de figuur van veren voorzien wordt. Uiteraard zijn er ook andere wegen om een voerbak te maken, die op de een of andere manier elektrisch te openen is en wie kreatief aan de slag gaat, zal waarschijnlijk tot een veel beter ontwerp komen dan het onze.
Figuur 3. Deze tekening toont hoe het mechanische gedeelte van de cat-feeder gemaalft lian worden.
monostabiele multivibrator: Meestal in de vorm van een (digitaal) IQ maar kan ook met "losse" onderdelen opgebouwd zijn. Net als de flipflop kent de monostabiele multivibrator (of ook "one shot") twee toestanden. Daarvan is er maar één (= mono) stabiel De andere toestand kan maar een zekere tijd duren en is dus niet blijvend. De monostabiele multivibrator reageert op een (bijna) willekeurige korte of lange puls op de ingang met een puls van vaste lengte aan de uitgang. Monostabiele schakelingen worden vaak als tijdschakeling gebruikt, bijvoorbeeld als u een lamp na een druk op de knop na een minuut of zo weer wilt laten uitgaan. vrijloopdiode: Bij het onderbreken van een stroom door een spoel ontstaat er een zelfinduktie-spanning (bobine-effekt). Deze spanning wordt veroorzaakt door het plotselinge afbreken van het in de spoel aanwezige magnetisch veld. De spoel probeert door het opwekken van de nodige spanning de stroom in stand te houden. Om te voorkomen dat deze spanning te hoog oploopt (en daardoor schade kan veroorzaken in de omringende elektronica), wordt een vrijloopdiode aangebracht, zodat even een stroom kan blijven lopen en het magnetische veld zich kan afbouwen. elex — 9-41
motorsnelheidstegelaar voor kleine gelijkstroom-motoren ontwerp: D.A.J. Harkema
Bij modeltreinen wil het wel eens voorkomen dat deze ten gevolge van wrijvingsverschijnselen bij zeer lage snelheden nogal schokkerig lopen. Met de hier beschreven elektronische motorregelaar is wel een goede snelheidsregeiing nnogelijk. Behalve voor snelheidsregeling bij elektrische treinen kan de schakeling ook gebruikt worden voor toerental-regeling van gelijkstroom-motortjes van Meccano, Fisher Technik en Lego, alsmede voor print-boormachientjes.
ki het afgelopen Juli-nummer van Elex stond de uitslag van de Elexontwerpwedstrijd De schakeling uit dit artikel is het winnende ontwerp, ontsproten aan het brein van dhr. D.A.J. Harkema uit Hillegom (zie foto). Deze heer, een enthousiast knutselaar van 40 jaar jong, heeft in de tijd dat hij op de HTS zat (inmiddels zo'n twintig jaar geleden) nog heel wat ervaring met elektronenbuizen kunnen opdoen. Later maakten deze steeds meer plaats voor transistoren en begon ook de informatica een alsmaar belangrijkere rol te spelen. Dhr. Harkema is zich na zijn HTS-studie dan ook met computers gaan bezighouden en verdient vandaag de dag zijn brood als senior systeemprogrammeur. Toch hanteert hij even graag de soldeerb ^ als het computer-toetsenbord. De schakeling uit dit artikel is daar het bewijs v^;i 9-42 - elex
Figuur 1. Op deze foto, die op de dag van de prijsuitreiking genomen is, demonstreert dhr. Harkema zijn winnend ontwerp aan ditr. J.F, van Rooij, de eindredakteur van Elex.
Er zijn verschillende manieren om het toerental van een gelijkstroom-motor te regelen. Een primitieve methode is het opnemen van een regelbare serieweerstand in een van de voedingsiijnen naar de motor. Aan deze methode kleeft echter een groot nadeel: indien de mechanische motorbelasting toeneemt, dan neemt ook de motorstroom toe. Als gevolg van dit laatste ontstaat er een groter spanningsverlies over de regelweerstand en dus komt er minder spanning over de motor te staan. Dit is wel het laatste wat we willen, aangezien we de motor bij afnemend toerental eigenlijk meer spanning zouden willen geven teneinde het toerental zoveel mogelijk onafhankelijk van de belasting te houden. Wat het regelen van een motor in feite inhoudt, kunnen we aan de hand van een stukje modeltreinpraktijk duidelijk maken. Voor het bepalen en instellen van de snelheid van de trein kijkt de modeltreinliefhebber niet op de schaal van de regeltransformator, maar naar de trein zelf. Aan de hand van de waargenomen treinsnelheid wordt de stand van de snelheidsknop aangepast. Moet de trein een flinke heuvel overwinnen en dreigt hij daarbij door het grote aantal aangekoppelde wagons te veel aan snelheid te verliezen, dan voorkomt de "machinist" dit door de knop van de regcltrafo te verdraaien. Het meet- en regelwerk wordt hier dus door de mens verricht. Het ligt voor de hand om te proberen het meten en regelen van het motortoerental elektronisch te doen. Indien dit op de juiste wijze gebeurt, dan zal het motortoerental zoveel mogelijk konstant blijven, onafhankelijk van de motorbelasting. Aan deze eis wordt voldaan indien de motor-voedingsspanning door het motortoerental wordt bepaald. Bij meer motorbelasting, dus in situaties waarbij het toerental dreigt terug te lopen, wordt automatisch de motorspanning vergroot, zodat het toerental konstant blijft.
Meten, vergelijken en regelen Bij een motorregeling moet er op een of andere manier gekeken worden welke waarde het toerental heeft. Daarna moet worden bepaald of het toerental van de gewenste waarde afwijkt. Aan de hand van het verkregen meetresultaat wordt er dan meer of minder spanning aan de motor toegevoerd. Omdat gelijkstroom-motortjes niet van een mogelijkheid voorzien zijn om extern het toerental te kunnen meten, is er bij de motorregeling uit dit artikel een truuk toegepast. Er wordt namelijk gebruik gemaakt van het feit dat een elektromotor, behalve als gewone motor, ook nog als generator dienst kan doen. Men kan dit met een gelijkstroommotortje dat voorzien is van permanentmagneten gemakkelijk uitproberen door er een voltmeter op aan te sluiten en aan de motor-as te draaien. De voltmeter zal uitslaan als gevolg van de generatorwerking van het motortje. Wan-
neer het motortje vanuit een spanningsbron gevoed wordt en dus gewoon als motortje werkt, dan zal eveneens door het ronddraaien van de as een (generator)spanning opgewekt worden, die echter tegengesteld is aan de voedingsspanning: de zogenaamde tegen-EMK (Elektro Motorische Kracht). Deze tegenEMK is in de praktijk altijd kleiner dan de aangelegde spanning. Hoe groot de tegen-EMK is, hangt zuiver af van het toerental (de generatorwerking) van de motor. Bij een laag toerental is ook de tegen-EMK laag. Dit effekt zorgt er voor dat een elektromotor qua kracht (koppel) zich heel aardig aan zijn belasting aanpast: Neemt de belasting toe, dan daalt het toerental en daardoor dus ook de tegenEMK. Dat heeft tot gevolg dat het verschil tussen voedingsspanning en de (kleinere) tegen-EMK toeneemt, waardoor de motor meer stroom trekt en zo meer kracht (koppel) levert. Dit aan de belasting aanpassen gaat uiteindelijk zover tot de
motor stil staat; het toerental en de tegen-EMK is dan nul en de motor kan dan niet méér stroom opnemen om te proberen de belasting te overwinnen. Om nu te voorkomen dat de motor bij toenemende belasting zijn toerental verlaagt om zo (door het afnemen van de tegen-EMK) meer stroom te kunnen trekken, dienen we de voedende spanning te vergroten. Doen we dat met een gewone spanningsregelaar, dan zou er heel wat energie in de regeling verloren gaan. We kunnen de motor ook met een pulserende gelijkspanning (blokspanning) voeden en binnen een bepaald tijdbestek meer of minder pulsen toevoeren. Op die manier kan de (gemiddelde) motorspanning met weinig energieverlies geregeld worden, om zo het toerental bij wisselende belasting konstant te houden. Voor een juiste regeling van de motorspanning dient dus het toerental gekontroleerd te worden. Daarvoor maakt de schakeling dankbaar gebruik van het gegeven dat, elex -
9-43
voe ding
2
K
vergelijker stabilisator
oscillator generator
J motor
Jl
Figuur 3. De door NI opgewekte bekrachtlgingspulsen worden alleen aan de motor doorgegeven als Al de generatorspanning niet te hoog vindt.
(V\
f lip-flop
vJ ^L
i"€)
Figuur 2. De motor wordt afwisselend als motor en als generator gebruikt. Indien de gemeten generatorspanning te hoog is, dan ontvangt de motor geen bekrachtlgingspulsen meer.
89611OX
44 1N4148
<60V
T1
BC 546
f©n
© IC1
1
C2 • 100n
N4
D
C4 3 47n 10V
T
l
22)11 10V
xi
zoals we al vastgesteld hebben, de tegen-EMK in direkt verband staat met het toerental. Hoe die tegen-EMK gemeten wordt, komt in de verdere beschrijving aan de orde.
De schakeling: hoofdlijnen
de
Bij de schakeling in dit artikel wordt de motor gevoed met spanningspulsen met een maximale duty-cycie van 50 %. Dit wil zeggen dat de motor met een blokspanning gevoed wordt die maximaal even lang "aan" als "uit" is. Om nu te zorgen dat bijvoorbeeld een 6-volts motortje zijn volle vermogen kan leveren, dient wel de op het motortje aangesloten spanning minstens de dubbele waarde (12 volt) te hebben, zodat het feit dat de motor maar de helft van de tijd spanning krijgt. 9-44 — elex
4 ^
6V8 N1...N4 = IC1 = 4093
-0-^
wordt gekompenseerd. Doordat de motor maar 50 % procent van de tijd spanning krijgt, werkt hij de overige 50 % van de tijd als generator. In die tijd kan dus de toerental-afhankelijke tegen-EMK (de generatorspanning) gemeten worden. In het blokschema van figuur 2 zijn de verschillende delen van de schakeling te zien. De stand van de flipflop bepaalt of de motor als motor of als generator gebruikt wordt. De gemeten generatorspanning gaat naar een vergelijk-schakeling, waarin de generatorspanning vergeleken wordt met een door middel van een potmeter ingestelde spanning. Aan de hand van het verkregen resultaat wordt de flipflop al of niet geset, zodat de normaliter in de stand "reset" zijnde flipflop de elektronische motorschakelaar eventjes in de stand "motor" zet. We zeggen op-
zettelijk "eventjes", omdat de flipflop voortdurend door de 400-Hz-oscillator (links in blokschema) wordt gereset. Hoe vaker de vergelijker tot de konklusie komt dat de generatorspanning te laag is (dus dat het motortoerental te laag is), hoe vaker hij een setpuls aan de flipflop geeft en des te vaker de motorschakelaar in de stand "motor" zal komen staan. De motor wil dus eigenlijk voortdurend de door de oscillator opgewekte bekrachtigingspulsen ontvangen, maar bij een te hoge generatorspanning onderbreekt de vergelijker/flipflop deze. Het gedeelte met de naam "stabilisator" links in het blokschema zorgt ervoor dat het elektronisch gedeelte van de motorregeling een goed-gestabiliseerde gelijkspanning krijgt. Dit, in tegenstelling tot de motor zelf, die een ruwe, ongestabiliseerde, en bovendien
nogal hoge gelijkspanning krijgt. Samengevat krijgt de op de schakeling aangesloten motor dus telkens een korte stoot energie toegevoerd. In de tijd dat er geen elektrische energie naar de motor vloeit, wordt er gemeten hoeveel generatorspanning de motor afgeeft. Aan de hand van de gemeten hoeveelheid generatorspanning worden er meer of minder voedingsspanningspulsen op de motor gezet. De motor wordt dus afwisselend als motor en als generator gebruikt, waarbij de gemeten generatorspanning de motorspanning bepaalt. De regellus is dus kompleet.
De schakeling: in detail Het gedeelte geheel links in figuur 3 (Tl plus aanhang) is de spanningsstabilisator.
Dit gedeelte zorgt ervoor dat de tamelijk ruwe gelijkspanning die op de plus van de voeding (rechts boven in het schema) binnenkomt, in een stabiele gelijkspanning wordt omgezet, zodat het elektronisch gedeelte korrekt werkt en de onderdelen daarvan geen overspanning kunnen krijgen. Door de aanwezigheid van deze stabilisator mag u dus een gelijkspanning op de schakeling aansluiten die niet eens afgevlakt hoeft te zijn. Dl werkt als een éénrichtingsventiel. De na Dl komende kondensator C4 wordt tot de topwaarde van de ruwe gelijkspanning opgeladen. Dl voorkomt dat C4 zich via de plusleiding kan ontladen. Door Rl en D4 wordt er een stabiele referentiespanning op de basis van Tl gezet. Aangezien bij een geleidende transistor de basisemitterspanning altijd 0,6 volt is, heeft de emitterspanning van Tl een vaste waarde die altijd 0,6 volt beneden die van de basis ligt. Met andere woorden: op de emitter van Tl is een gestabiliseerde spanning aanwezig, met een waarde van: de zenerdiodespanning minus 0,6 volt. Deze spanning dient voor het voeden van het regelgedeelte van de schakeling. C4 dient voor het afvlakken van de rimpel die op de door Dl geleverde gelijkspanning zit, terwijl Cl voorkomt dat stoorpulsen de werking van ICl en IC2 verstoren. Het enige gedeelte van de schakeling dat geen goedgestabiliseerde gelijkspanning nodig heeft, dat is het gedeelte voor de motorvermogensregeling, bestaande uit T2 en T3 plus aanhang. Dit deel van de schakeling kan dan ook direkt uit een ruwe gelijkspanning worden gevoed, die niet per se afgevlakt hoeft te worden. T3 staat in serie met de motor, zodat met behulp van deze transistor de motorvoedingsspanning al dan niet onderbroken kan worden. T3 wordt zelf weer in geleiding of in spertoestand gebracht via T2, terwijl T2 op zijn beurt door N4 gestuurd wordt. Als de uit-
Figuur 4. De twee motorspanningskurven zijn na elkaar opgenomen met een geheugenskoop Bij de bovenste kurve krijgt de motor weinig bekrachtigingspulsen, daar hij weinig belast wordt. Bij de onderste kurve is hier de mechanische belasting duidelijk veel groter.
gang van N4 hoog wordt, dan levert deze basisstroom aan T2. De koliektor van T2 komt daarmee op massa-nivo te hangen. Via R7 vloeit er dan basisstroom voor T3, zodat T3 in geleiding komt. Hierdoor komt er spanning over de motor te staan, zodat deze begint te draaien. Op het moment dat de uitgang van N4 weer laag wordt, wordt de elektrische energietoevoer naar de motor onderbroken. D3 voorkomt dat er hoge, door de motor opgewekte, negatieve induktiespanningspieken op de koliektor van T3 en pen 3 van Al komen te staan. Tot zover het vermogens-regelgedeelte van de motor. Over de wijze waarop dit gedeelte wordt aangestuurd zullen we het verderop hebben. Maar eerst bespreken we het meet- en vergelijkgedeelte. Zoals gezegd, krijgt de motor een blokspanning met een maximum duty-cycle ("aan-tijd") van 50 %. Gedurende de "uit-tijd" kan er dus gemeten worden, hoeveel generatorspanning de motor afgeeft. In figuur 4 is te zien hoe deze generatorspanning eruit ziet. De foto in figuur 4 is met behulp van een geheugenskoop genomen. De bovenste en onderste kurven zijn na elkaar opgenomen, en tonen beide de spanning over de motor. Bij de bovenste kurve is de motor weinig belast, en ontvangt dus ook maar weinig bekrachtigingspulsen (de twee
positieve pulsen). De enigszins hobbelige lijn tussen de twee bekrachtigingspulsen is de generatorspanning. De neergaande piekjes zijn negatieve induktiepieken, veroorzaakt door de zelfinduktie (spoelwerking) van de motor. Bij de onderste kurve, die wat later opgenomen is, wordt de motor meer belast. Daarom ontvangt de motor ook meer bekrachtigingspulsen (op de foto zijn er een stuk of elf te zien). De door de motor in figuur 3 opgewekte generatorspanning wordt door P2 van de bovenste motorklem afgenomen. Via P2 en R5 komt deze spanning op pen 3 van Al te staan. R5 en C3 vormen een laagdoorlaatfilter dat de generatorspanning zoveel mogelijk van spanningspieken ontdoet. Hoe hoger het motortoerental, hoe hoger de generatorspanning en des te meer spanning er dus op pen 3 van Al komt te staan. Al vergelijkt de spanning op pen 3 met de instelspanning die op de loper van PI staat. Aangezien PI voor het instellen van het toerental dient, wordt de spanning op de loper van PI als instelbare referentiespanning gebruikt. Indien de spanning op de plusingang van Al hoger is dan die op de loper van PI (dus die op de min-ingang), dan is de uitgangs spanning van Al hoog. Is de spanning op de plus-ingang lager dan die op de loper van PI, dan is de uitgang van Al laag. Al is dus als komparator ge-
schakeld en vergelijkt dan ook de spanningen op zijn beide ingangen. Afhankelijk van het resultaat van de vergelijking is de uitgang van Al hoog of laag.
Meet- en bekrachtigingscyclus In het voorgaande hebben we het over het motorvermogensregeldeel (T2 en T3), het meetgedeelte (R5 en C3) en het vergelijkingsgedeelte gehad. Wat we echter wel in het blokschema, maar nog niet in detail besproken hebben, dat is op welke wijze de schakeling voortdurend tussen het meten van de generatorspanning en het bekrachtigen van de motor heen en weer schakelt. Welnu, het heen en weer schakelen tussen deze twee verschillende toestanden wordt met behulp van een blokvormige schakelspanning van ongeveer 400 Hz gedaan. Deze blokspanning wordt opgewekt door de elektronische blokgolfoscillator (generator) bestaande uit NI, R2 en C2. Nu wordt de door dit gedeelte opgewekte schakelspanning, niet rechtstreeks via N4 aan de transistoren T2 en T3 doorgegeven, maar aan een flipflop (N2 en N3) toegevoerd. Bij deze flipflop is pen 12 van N3 de set-ingang en pen 2 van N2 de reset-ingang. In figuur 3 kunnen we zien dat de blokspanning op de elex — 9-45
Figuur 5. De schakeling past geiuitlüg nog net op een Eiexprint formaat 1.
R1 = 2,7 kQ n2 = 22 kQ '•li"'l*''-:' R3,R5,R6 = 1 0 , i ^ j l i p * R4 = 1 MQ R7 = 2,2 kS P l f l l PI = 25 kQ '"mm P2 = 10 kQ insteJpotrtflter Cl C2 C3 C4
= 22nF/WV = 100 nF = 1 nF = 47f/F/10 V
T1,T2 = BC546 T3 = BD680 -IB D1,D2 == 1ISI4148 D3 = IN4002 D4 = zener 6,8 V/400 mW 1C1 = 4093 IC2= CA3130 Geschatte bouwkosten: zonder print, voeding en behuizing, circa f 15,-
9-46 - elex
reset-ingang van de flipflop is aangesloten. We zien in deze figuur eveneens, dat de set-ingang van deze flipflop met de uitgang van komparator Al is verbonden. Het setten en resetten geschiedt met een "laag" op de desbetreffende ingangen. Als de uitgang van de blokgolfgenerator (pen 4 van NI) laag is, dan wordt de flipflop gereset. Pen 3 van N2 wordt dan hoog en pen 10 van N4 laag. Hierdoor komen zowel T2 als T3 in spertoestand. De motor krijgt dan geen voedingsspanning, zodat de generatorspanning van de motor gemeten kan worden. Nadat het nivo van de blokspanning aan de uitgang van NI weer hoog geworden is, is de meetcyclus voorbij en kan de flipflop worden geset. Dit setten vindt pas plaats, indien de over C3 staande meetspanning lager is dan de gekozen instelspanning op de loper van PI. Is dit het geval, dan wordt de uitgang van Al laag en wordt de flipflop geset. Ten gevolge van dit setten wordt de uitgang van N2 laag, en dus die van N4 hoog. Deze laatste uitgang bereikt overigens geen hogere spanning dan 0,6 volt, aangezien hij direkt met de basis-emitter-overgang van T2 verbonden is en er in N4 een interne stroombegrenzing plaatsvindt. De spanning van 0,6 volt op de basis van T2 zorgt voor voldoende basisstroom om T2, en dus ook T3, in geleiding te sturen. De motor wordt hierdoor bekrachtigd. Om te voorkomen dat de motor-bekrachtigingsspanning "gezien" wordt als generatorspanning, is D2 toegevoegd. Door het in geleiding komen van T2 is de rechterkant van D2 aan massa gelegd. Hierdoor is ook de spanning aan de linkerkant van D2, en dus die op pen 3 van Al, laag geworden. Nadat de flipflop door NI weer gereset is, kan er weer een nieuwe meet- en bekrachtigingscyclus plaatsvinden. Het wisselen tussen meten en bekrachtigen vindt maximaal ongeveer 400 keer per sekonde plaats,
aangezien de frekwentie van de door NI geleverde blokgolf, zoals gezegd, rond de 400 Hz ligt. Nog even een opmerking over de funktie van R4: deze weerstand zorgt ervoor dat C3 altijd een kleine positieve voorspanning heeft. Als gevolg hiervan "denkt" de schakeling dat de motor al draait, op het moment dat deze nog stilstaat. Hierdoor wordt het nulpunt van de regeling een klein beetje verschoven, zodat, met PI in zijn uiterste stand, het motortoerental altijd helemaal tot nul kan worden teruggeregeld. Aangezien er wat spreiding kan zijn in de eigenschappen van de diverse CA3130's, zou men bij sommige van deze IC's wel eens niet helemaal tot nul kunnen terugregelen; vandaar de aanwezigheid van R4.
Opbouw De hele schakeling past prima op een Elex-print formaat 1. De onderdelenopstelling is in figuur 5 te zien. Soldeer eerst de weerstanden en kondensatoren, en daarna pas de kwetsbare halfgeleiders. Voor het voeden van de schakeling kan worden uitgegaan van een bestaande treintrafo of netadapter Let er wel op dat deze geen wissel- maar gelijkspanning moet leveren (anders een gelijkrichtbrug er tussen schakelen). De gelijkspanning, die u eventueel met een elko kunt afvlakken, moet wel minstens de dubbele waarde hebben van de oorspronkelijke motorspanning, tenminste als u het volle vermogen uit de motor wilt halen. Bij een motor van 9 volt dus 18 volt aansluiten. Al hoewel transistor T3 als schakeltor fungeert en daardoor relatief weinig energie verkwist, doet u er verstandig aan om deze transistor (zeker bij wat zwaardere motortjes) van een koelvin te voorzien. Het afregelen van de schakeling dient als volgt te geschieden: Zet nog geen voedingsspanning op de schakeling. Draai PI geheel linksom (stand voor maxi-
mum toerental). P2 moet nu zo worden ingesteld dat zijn loper aan massa ligt. Nu kunt u de voedingsspanning inschakelen. De motor gaat dan op maximum toerental draaien. Draai P2 langzaam terug (linksom) en zet hem in die stand waarbij de motor nog net geen "gas terugneemt". De afregeling is hiermee beëindigd, en met PI kan van nu af aan het toerental geregeld worden. Wanneer u na de afregelprocedure de draaiende motor-as met de hand probeert af te remmen, zal de elektronica haar dalen van het toerental binnen haar grenzen (en die van de motor) proberen tegen te werken. Op het gehoor lijkt het er op of het toerental bij belasting zelfs toeneemt, maar dat lijkt maar zo. De motor krijgt namelijk met een hogere snelheid spanningspulsen toegevoerd en de daarbij optredende motorgeluiden wekken de indruk dat de motor ook sneller draait. (896110X)
NADENKERTJE verloop van de uitgangsspanning van een van de schakelingen als de bijbehorende potmeter van stand 1 naar stand 2 wordt gedraaid. Aan u de taak om uit te zoeken welke schakeling bij welke kurve hoort? tot volgende maand
Bij het vraagstuk van vorige maand over de schakeling in figuur 1, moet u in de gaten houden dat er bij een transistor als het ware een diode tussen de basis- en emitteraansluiting geschakeld is. In deze schakeling staat deze denkbeeldige diode in doorlaatrichting, waardoor de basis/emitterspanning bepaald wordt door de basisstroom en de doorlaatkurve van de diode. Zoals u misschien wel weet, loopt de stroom-spanningkurve van de meeste dioden vrij steil op wanneer de drempelspanning gepasseerd is. Hieruit valt te konkluderen dat de waarde die meter Ml aangeeft niet veel verandert wanneer de basisstroom kleiner of groter wordt. Anders is het met M2 gesteld. Verkleinen we de waarde van PI, dan gaat er meer basisstroom lopen. Hierdoor wordt de koUektorstroom groter en dus ook de spanningsval over weerstand R2. Volgens de tweede wet van Kirchhoff betekent dit dat de koliektor/ emitter-spanning af moet nemen, omdat de som van Uce en UR2 immers gelijk blijft aan de voedingsspanning. Vatten we alles samen, dan kunnen we stellen dat de waarde die Ml aangeeft niet veel verandert, maar dat de uitlezing van M2 daarentegen daalt. Antwoord C is dus het enig juiste.
*
i
Uu
®
®
©
n *
ö *
Cf
Cf
t
^ -e
Uu
Uu <S
®
®
3
Uu
Uu "
I ^ — s
1
Uu
^ • - ^ ^
Uu
^^^^^
!
®
\ 2
f
1
S ®
2
1
© Uu
^ ^
t
' ^
®
Uu V
\
1
Bij de vraag van deze maand blijven we bij potmeters. In figuur 2 staan zes schakelingen afgebeeld en in figuur 3 ziet u zes kurven. Elke grafiek toont het
- - B — --
V
y
•
© 896061-12
elex -
9-47
KDMk Komponenten
koptelefoon
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.
zenerdiode aarde
De schema's in Elex bevatten o.a. de volgende symbolen:
- ^
gloeilampje
^ —
neonlampje
thyristor
A
luidspreker
draad (geleider)
spoel
diac verbindingen
weerstand
spoel met kern
potentiometer (potmeter)
transformator
kruising zonder verbinding
afgeschermde kabel
^
schakelaar (open)
J>.
LED (lichtgevende diode)
'f-
[^-^ instelpotmeter fotodiode (lichtgevoelige diode)
relais (kontakt in ruststand)
NPIM-transistor
drukknop (open)
operationele versterker (opamp) stereo potmeter
O
aansluiting (vast)
PNP-transistor
-OAND-poort (EN-poort)
aansluiting (losneembaar)
:[7>
LOR (lichtgevoelige weerstand)
O
meetpunt \
(ï>-HE)
batterij-cel
kondensator
4
variabele kondensator
fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting
N-kanaal J-FET
h^l-JHD -
K) batterij (meer dan 3 cellen)
9-48 - elex
OR-poort (OF-poort)
NOR-poort (NOF-poort)
elektrolytische kondensator
batterij (3 cellen)
0-
NAND-poort (NEN-poort)
k
^
P-kanaal J-FET
^
zekering
EXOR-poort (EX-OF-poort)
diode
-
^
draalspoelinstrument
EXNOR-poort (EX-NOF-poort)
Dioden aangeduid met D, 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 o m , dan sperren ze. In doorlaatrichting valt er over de aansluitingen van een siliciumdiode een spanning van ca. 0,6 V (drempelspanning). De aansluitingen heten kathode (streepje in symbool) en anode. De kathode is meestal op het huisje van de diode aangegeven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inkeping. 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.
_J
-
6V
W
ToDe belangrijkste technische gegevens van een diode zijn de sperspanning en de maximale stroom in doorlaatrichting. In Elex worden hoofdzakelijk twee typen gebruikf. 1N4148 (sperspanning 75 V, doorlaatstroom 75 mA), prijs ca. / 0,15. 1NI4001 (sperspanning 50 V; doorlaatstroom 1 A ) , prijs ca. f 0,25.
Transistors
Geïntegreerde schakelingen
zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en koliektor. Er zijn NPN- en PNP-transistors. Bij MPN-transistors ligt de emitter altijd aan een negatievere spanning dan de koliektor, bij PNP-typen is dat precies andersom.
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 DIL-behuizing (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.
T
I kollaktoi
ISIPN-transistor
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.
WP In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NPN) en BC 557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aansluitingen. In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC 547 en BC 557 ook andere typen gebruiken met ongeveer dezelfde eigenschappen; NPN: BC 548, BC 549, BC 107 (108, 109), BC 237
(238, 239} PNP: BC 558, BC 559, BC 177 (178, 179), BC 251 (252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.
Zenerdiode is een diode die in sperrichting boven een bepaalde spanning (de zenerspanning) niet meer spert. Deze diode slaat dus door zonder daarbij defekt te raken. De spanning die over de diode staat, blijft vrij konstant. Ze zijn verkrijgbaar voor verschillende spanningen (en vermogens). Prijs: vanaf f 0,25.
LED's (light emitting diodes} zijn in een doorzichtige behuizing ondergebrachte dioden, die oplichten ais 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 kathode (streepje in symbool) herkent men aan het korte pootje. De goedkoopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje.
'0 >(±
'\\
Fotodiode is eigenlijk een omgekeerde LED; in plaats van licht te geven ontvangt deze diode licht en levert een lichtafhankelijke stroom. Prijs: vanaf ca. f 2,50.
44^ Kapaciteitsdiode is een diode die, in sperrichting aangesloten, zich als een kondensator gedraagt. De kapaciteit van de kondensator is afhankelijk van de spanning over de diode: een spanningsafhankelijke kondensator dus. Prijs: vanaf ca. / 1, — .
Speciale transistoren zijn bijvoorbeeld de fototransitor en de PET. De fototransistor kan opgevat worden als een fotodiode met versterker. De FET is een transistor die met een spanning (dus geen stroom) in geleiding gebracht kan worden. Zo als er bij een transistor NPN- en PNP-typen zijn, zo kennen we bij FET's N- en P-kanaal-typen.
Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig lekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien. 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: nA 741, LM 741, MC 741, RM 741, SN 72741, enzovoorts. Elex-omschrijving; 741. Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).
Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiëie 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 èn blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Elex
NEN
operationele versterker (opamp)
—I ï ^ K ) —
Jnverier
[3—
fototransistor (NPN) met en zender basisaansluiting
M M N-kanaal J-FET
I
&
I
&
Andere aktieve k o m p o n e n t e n
thyristor
A N D - p o o r t (EN-poort)
1
1—
J o - N A N D - p o o r t (NEN-poort) 1
b—
P-kanaal J-FET
zijn o.a. de thyristor, de diac en de triac. De thyristor is een diode die met een stuurstroom (gatestroom) in geleiding gebracht kan worden. De triac werkt als een thyristor, maar dan voor wisselstroom. De diac spert in beide richtingen maar komt boven een bepaalde spanning volledig in geleiding.
^K^
)—
•+
J >i
y—
OR-poort (OF-poort)
~ J
^ T N o - N O R - p o o n (NOF-poort7|
j]
= r V - E X O R - p o o r t {EX-OF-poort)j
IJTTTV—r/
^
EXNORpoort
—^
|o—
~
" 1 ^^
(EX-NOF-poort)
L y
elex -
9-49
Weerstanden
HoesieeX o h m en hoeveel farad?
Meetwaarden
worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrukt. De kleurkode is als volgt:
Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels:
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 xr)ax\n\aB\ 70% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kQ/V.
1
1' 1
1
11 11
1
V
zwart
Ie' cijfer 2e 0 - cijfer
bruin
I
\ nuUen
I
-
0
±1% ±2%
rood
2
2
(X)
.1
3
(KKI
geel
4
4
()(M)()
groen
5
5
(KiOOO
blauw
6
6
(WO 00(1
violet
7
7
grijs
8
8
wit
9
9
-
-
zilver zonder
tolerantie in%
-
oranje
goud
M m k M G
\
kleur
p n
xO.1
±0,5%
±5%
xO.üi
t 10%
-
+ 20%
Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 Q 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 Q = 47 kQ 10% {in Elex-schema's: 47 k) bruin-groen-groen-goud: 1.500.000 Q = 1,5 MQ 5 % (in EJex-schema's: 1M5) In Elex-schakelingen worden uitsluitend weerstanden gebruikt uit de zogeheten E12-reeks met een tolerantie van 10% (of 5%). Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbelt/e.
Potentiometers oftewel potmeters worden met P aangegeven. Het zijn speciale weerstanden met een verstelbaar sleepkontakt. Met dat sleepkontakt wordt een deel van de spanning die over de hele potmeter-weerstand staat, afgetakt. M e t een schroevedraaier instelbare, zogenaamde instelpots, kosten ongeveer twee ..kwartjes; echte potmeters (met een as) zijn te koop vanaf ongeveer f 1,50.
- (picol •- Inano) (microl (milli) Ikilo) (Mega) iGigal
---
10-' = 10-* io-« 10-^ 10^ 70°" 10^
= = ^ --^ =• =
een miljoenste var\ een Tiiljoensie een mtljardsie een miljoenste een (juizendsie duizend miljoen mil|ard
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; 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 4M7=
4,7HF
=
O 000
Diverse tekensymbolen
O
ingang uitgang massa
0047 F
chassis aan nul
Kondensatoren zijn kleine ladingreservoits. Ze worden met C aangeduid. Aangezien ze wel wisse/spanning maar geen gelijkspanning doodaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspanning. De hoeveelheid lading die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van Qewor\e kondensatoren (keramische en foiie-kondensatoren) liggen tussen 1 pF en 1 f/F, dus tussen
lichtnet aarde
( F en F). De waarde is 1.000.000.000.000 1.000.000 op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden; l n 5 = 1,5 nF; yü'i = 0,03f/F = 30 nF; 100 p (of nlOO of nl) = 100 pF De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 2 0 % hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de kapaciteit en van het matenaal waaruit de kondensator is opgebouwd: i 0,40 tot f 1,50.
kruising zonder verbinding
HF
draad (geleider)
verbindingen
afgeschermde kabel
^
schakelaar (open)
drukknop (open)
:>.
-o
aansluiting (vast)
-^
aansluiting (losneembaar)
Elektrolytische kondensatoren
meetpunt
(eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen IfjF en 10.000/jF). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een minaansluiting, 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 werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven.
H3
gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand
XerrtpexaXuurQevoeWqQ weerstand
De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10;JF/35 V kost zo rond f 0,40.
koptelefoon
luidspreker
W
spoel
Variabele instelpotmeter
konéensaXoren spoel met kern
Evenals bij weerstanden bestaan ook bij kondensatoren speciale instelbare uitvoeringen. \^ex een schroevedraaier instelbare " t r i m m e r s " kosten ca. f l , —; variabele kondensatoren met een as zijn te koop vanaf ongeveer f 2,50.
transformator
relais (kontakt in ruststand)
draaispoelinstrument gloeilamp rieon\3m^\e
s te reopot meter
9-50 — elex
variabele kondensator
- ^
zekering
Is elektronica voor u nog algebra ? "K-^N -% ^ .^
Dan is er voor u het maandblad ^ |$^!
WANT f'
^ I n m a a k t elektronica begrijpelijk Neem dan NU een jaarabonnement op^l en u bespaart ook nog eens ƒ 11,50/Bfrs 238,— per jaar op de losse verkoopprijs.
Vul de abonnementenkaart achterin het tijdschrift in en stuur deze op. 11-56 - elex
