lu. Aby bylo moné tento signál dekódovat, musí být známy základní parametry pøenosu. Tìmito parametry jsou napø. u QPSK pøijímaná frekvence, symbolová rychlost, ochranný interval (FEC) a spektrum.
ROÈNÍK VIII/2003. ÈÍSLO 10 V TOMTO SEITÌ Ná rozhovor ............................................ 1 AR mládei: Základy elektrotechniky ......... 3 Jednoduchá zapojení pro volný èas ........... 5 Informace, Informace ................................ 7 Dia¾kové ovládanie telefónom GSM bez procesora ........................................... 8 Jednoduchý vf milivoltmetr k DMM .......... 11 Výhybka pro subwoofer a výhybka s koncovými zesilovaèi ............ 14 Metronom ............................................... 17 Elektronický pøeruovaè smìrových svìtel .................................... 18 Levný nf rozmítaný generátor .................. 19 Devítipásmový ekvalizér EKV903 ............ 22 Inzerce ....................................... I-XXXII, 48 Spínaný síový zdroj levnì a jednodue (dokonèení) ............... 25 Telefonní router RD1 (dokonèení) .......... 28 Blikaè na kolo .......................................... 30 Nové knihy .............................................. 30 Vf pøedzesilovaè s malým umem ........... 31 PC hobby ................................................ 33 Rádio Historie ....................................... 42 Z radioamatérského svìta ....................... 44
Praktická elektronika A Radio Vydavatel: AMARO spol. s r. o.
Redakce: éfredaktor: ing. Josef Kellner, redaktoøi: ing. Jaroslav Belza, Petr Havli, OK1PFM, ing. Milo Munzar, CSc., sekretariát: Eva Kelárková. Redakce: Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 11, tel./fax: 2 57 31 73 10, sekretariát: 2 57 32 11 09, l. 268. Roènì vychází 12 èísel. Cena výtisku 50 Kè. Roziøuje ÚDT a. s., Transpress spol. s r. o., Mediaprint & Kapa a soukromí distributoøi. Pøedplatné v ÈR zajiuje Amaro spol. s r. o. - Hana Merglová (Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 12; tel./fax: 2 57 31 73 13). Distribuci pro pøedplatitele také provádí v zastoupení vydavatele spoleènost Mediaservis s. r. o., Abocentrum, Moravské námìstí 12D, P. O. BOX 351, 659 51 Brno; tel: 5 4123 3232; fax: 5 4161 6160;
[email protected]; www.mediaservis.cz; reklamace - tel.: 800 800 890. Objednávky a predplatné v Slovenskej republike vybavuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Teslova 12, P. O. BOX 169, 830 00 Bratislava 3, tel./fax (02) 444 545 59 - predplatné, (02) 444 546 28 - administratíva; email:
[email protected]. Podávání novinových zásilek povoleno Èeskou potou - øeditelstvím OZ Praha (è.j. nov 6005/96 ze dne 9. 1. 1996). Inzerci v ÈR pøijímá redakce - Michaela Jiráèková, Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 11, tel./fax: 2 57 31 73 10 (3). Inzerci v SR vyøizuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Teslova 12, 821 02 Bratislava, tel./fax (02) 444 506 93. Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpovídá autor (platí i pro inzerci).
Jak se zmìnil vá sortiment v souvislosti s nastupující digitalizací za poslední rok?
s technickým øeditelem firmy Antech spol. s r. o. Radkem Novákem o souèasných monostech digitálního pøíjmu.
V souèasné dobì je ji prakticky plnì digitalizována oblast satelitního pøíjmu. Nae firma na tento trend zareagovala uvedením nìkolika nových výrobkù. Pro systémy spoleèných televizních antén (STA) nabízíme digitální pøijímaèe panìlské firmy ALCAD, která je u nás obecnì známá jako výrobce velmi spolehlivých hlavních stanic STA pro pozemní pøíjem. Právì na úspìnost série 905 (pozemní pøíjem) a 912 (analogový satelitní pøíjem) navazuje nová øada skupinových digitálních satelitních pøijímaèù. Tyto pøijímaèe jsou výsledkem znaèných investic do vývoje a jsou vyrábìny pøímo ve panìlsku. Digitální øada zachovává mechanickou kompatibilitu s analogovými satelitními pøijímaèi série 912. Pøijímaèe se vyrábìjí ve dvou provedeních, pro volné programy (FTA) s oznaèením TP-521 a pro kódované programy s rozhraním DVB Common Interface (DVB-CI) a oznaèením TP-561. Z technických dùvodù jsou v souèasné dobì pro tyto øady pouity rozdílné napájecí zdroje, avak v horizontu jednoho roku se pøipravuje jejich sjednocení. Jeden napájecí zdroj mùe napájet a 5 pøijímaèù a irokopásmový zesilovaè. Výstupní úroveò takovéto sestavy je a 118 dBµV. Pro vìtí rozvody doporuèujeme kanálové øeení - viz obr. dole. Ve se nastavuje externím programátorem PS-003, který s pøijímaèem komunikuje infraèerveným signálem. Tento programátor je pouitelný pro vechny moduly série 912, tzn. i pro analogové pøijímaèe. Prùbìh nastavování je moné kontrolovat na pøipojeném monitoru pomocí OSD. Obì øady jsou osazeny kvalitními stereofonními modulátory s filtry SAW
Mùete ètenáøe, kteøí se jetì s digitálním pøíjmem nesetkali, s touto technologií ve zkratce seznámit?
Na rozdíl od analogového pøenosu signálu, u nìho se pouívá amplitudová nebo frekvenèní modulace, je princip digitálních pøenosù výraznì odliný. Video a audio signály jsou nejprve v kodéru digitalizovány, zakódovány a zkomprimovány podle standardu MPEG2 do zdrojových elementárních datových tokù (PES-Packed Elementary System). V programovém multiplexeru se PES slouèí s dalími datovými toky, jako jsou napø. teletext, VPS, titulky apod. Vzniklý datový tok je pøiveden do transportního multiplexeru, ve kterém se slouèí s jinými primárními toky, pøídavnými slubami (napø. elektronický programový prùvodce - EPG) a identifikaèními tabulkami (NIT, PAT, PMT atd.). Tento datový tok oznaèovaný jako transport stream (TS) je doplnìn ochrannými prvky (Reed-Solomonovo a konvoluèní kódování) a je namodulován na vysokofrekvenèní signál. Druh modulace se lií podle typu pøenosu signálu. Pro satelitní pøenos DVB-S se jedná o kvadraturní fázovou modulaci (QPSK) a pro pøenos v sítích kabelové TV kvadraturní amplitudovou modulaci (QAM). Zvlátním pøípadem je pøenos terestrického digitálního vysílání DVB-T (OFDM). Pøi modulaci OFDM obsahuje televizní kanál velké mnoství dílèích subnosných, z nich kadá je samostatnì modulovaná metodou QAM nebo QPSK. Výsledkem je monost celoploného pokrytí s pouitím jen jednoho TV kanálu s mením vyzáøeným výkonem, vysoká odolnost proti chybám vzniklým odrazy a monost pøíjmu v pohybujících se objektech. Namodulovaný digitální signál se jeví jako um v rozsahu celého kaná-
Internet: http://www.aradio.cz E-mail:
[email protected] Nevyádané rukopisy nevracíme. ISSN 1211-328X, MKÈR 7409 © AMARO spol. s r. o.
Zobrazení spektra digitálních kanálù DVB-S
Schéma sestavy digitálních pøijímaèù TP-561 s kanálovými zesilovaèi øady ZG
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
1
ñ
ñ
a jsou schopny pracovat v sestavì kanál vedle kanálu. Výstupní frekvenci modulátoru lze nastavit v rozsahu od 47 do 862 MHz. Podle typu vysílání modulátor øízený VPS automaticky pøepíná mezi reimy MONO/STEREO/ /DUAL. Oba typy pøijímaèù vkládají do výstupního videosignálu teletext a jsou vybaveny funkcí AUTORESET. Pro malé TKR je urèen pøijímaè védské firmy MACAB typového oznaèení DT-1600. Na rozdíl od pøijímaèù ALCAD není vybaven modulátorem a na jeho výstupu je AV signál. Rozhraní DVB-CI slouí k osazení libovolného dekódovacího modulu. Pøijímaè je vybaven softwarovými a hardwarovými obvody, tzv. watch dog - hlídací pes, zabraòující jeho zamrznutí. Do výstupního signálu PAL je kromì teletextu vkládán signál VPS pro programování videomagnetofonù a slouící také externímu modulátoru k pøepínání reimù MONO/STEREO/DUAL. Zvlátní funkcí je monost vybranou teletextovou stranu vkládat pøímo do obrazu. Pøijímaè se nastavuje programátorem HP-01. Vekeré chyby jsou monitorovány a uloeny v pamìti, odkud je lze kdykoliv pomocí programátoru zobrazit. Pøijímaè lze zabudovat buï do montáního rámu na zeï, nebo pomocí dráku do 19" skøínì. Pro rozsáhlé kabelové rozvody nabízíme pøijímaè MACAB DT2250. Disponuje stejnými základními vlastnostmi jako typ DT1600 a navíc je vybaven alarmovými výstupy, profesionálními konektory a kvalitnìjími audio a video obvody. Pøijímaè je urèen k vestavbì do 19" skøínì, má vlastní napájecí zdroj a nastavuje se pøímo z èelního panelu bez pouití programátoru. Stejnì jako DT-1600 umí do výstupního signálu PAL vkládat informace VPS. U obou typù pøijímaèù MACAB lze pøes sériové rozhraní RS-232 inovovat øídicí software. Pøi nastavování anténního systému lze vyuít vnitøní mìøení BER a C/N. Na èelním panelu jsou diody LED indikující napájení, zachycení signálu QPSK a alarmový stav. Vestavìný teplotnì øízený ventilátor zajiuje optimální provozní teplotu a významnì prodluuje ivotnost pøijímaèù. Výpadek signálu QPSK, výpadek napájení nebo jakákoliv jiná chyba vyvolá automatické znulování systému. Pøijímaèe jsou testovány pro teplotní kolísání od -10 do +45 °C. U vech uvedených zaøízení je digitální signál pøeveden na analogový. Existuje i jiná cesta?
Nabízíme také øeení pouívané hlavnì ve panìlsku i Francii, a to transmodulaci QPSK/QAM. Signál modulovaný metodou QAM umoòuje íøení po stávajících rozvodech TKR nebo STA, protoe pouívá stejnou íøku kanálu a modulace je dostateènì robustní a odolná proti ruení. Výrobcem transmodulátoru je také ALCAD a typové oznaèení je TQ-501. Podmínkou takovéhoto øeení je
2
ovem pouití set-top-boxù DVB-C na pøijímací stranì. Mùete uvést pøíklad instalace digitálních systémù ALCAD a MACAB?
Digitální satelitní pøijímaèe ALCAD pracují pøedevím na mnoha systémech STA, ale jsou instalovány a spolehlivì pracují i ve velkých rozvodech, napø. v Praze v komplexech Andìl Business Centrum nebo River City. Pøijímaèe MACAB DT-1600 jsou obvykle nasazovány v malých TKR a DT-2250 v rozsáhlých kabelových sítích, pouívají je napø. spoleènosti UPC nebo TES Media. V Praze a okolí lze na 25. a 46. kanálu pøijímat pokusné digitální pozemní vysílání. Celoploná digitalizace se pøipravuje. Jste na tuto skuteènost pøipraveni?
V souèasné dobì probíhá poslední fáze testování pøijímaèù pro digitální pozemní vysílání (OFDM) s typovým oznaèením TO-551. Tyto pøijímaèe jsou stejného mechanického provedení jako ostatní moduly ALCAD série 912. Pouívají napájecí zdroj FA-310, tedy stejný jako digitální pøijímaèe s CI, a proto lze tyto moduly vzájemnì kombinovat. Nastavují se pomocí infraèerveného programátoru PS-003 s moností kontroly pøes OSD. Pøijímaè umí pracovat v módu 2k nebo 8k, s modulacemi QPSK, 16QAM nebo 64QAM a proti moným poruchám v pøíjmu je chránìn funkcí AUTORESET. Výstupní stereofonní modulátor osazený filtrem SAW lze nastavit na libovolný kanál TV pásma (vèetnì S-kanálù) a automaticky pøepíná mezi reimy MONO/STEREO/ /DUAL. Metody mìøení u digitálního pøíjmu jsou zcela odliné od mìøení analogových signálù. Jakou máte tedy nabídku v oblasti mìøicí techniky?
Máte pravdu, u digitálních pøenosù je nutné zvolit nové metody hodnocení signálu. Kvalita obrazu a zvuku digitálního pøenosu neposkytuje vùbec ádnou indikaci o kvalitì signálu, ale pouze o jeho pøítomnosti. Zatímco zkreslení analogového signálu je zjevnì vidìt ve formì umu èi ruení, digitální signál zùstává perfektní, dokud je dekodér schopen interpretovat signál, potom po dosaení provozního limitu signál zmizí úplnì. Mìøení kvality digitálního signálu je proto komplikované: jedinou spolehlivou metodou (kromì vysoce profesionálních systémù) je mìøení pomìru mezi poètem nalezených chyb a mnostvím obdrených dat.
Schéma mìøení QPSK
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
EP-300 NIT Tento pomìr se nazývá BER (Bit Error Ratio - chybovost). BER je témìø okamitou indikací kvality signálu. Dalí parametr RU dává pøedstavu o kvalitì signálu bìhem dlouhé doby. RU je registr, který sèítá identifikované chybové události (výpadky obrazu nebo zvuku). Pøirozenì èím horí je BER, tím rychleji se RU zvyuje. Je dùleité si uvìdomit, e na rozdíl od analogového signálu není nutné pøi mìøení pøímo vidìt obraz, v digitálním signálu není moný vznik umu, duchù, interferencí a jiných pro analogový signál typických ruení. Pro mìøení digitálního signálu je dùleité znát název a obsah mìøeného signálu (tedy jestli mìøíme opravdu to, co chceme) a údaj o chybovosti BER. Jakmile je chybovost v poøádku, je jisté, e obraz a zvuk bude bez závad. Základní vybavení pro mìøení pozemního digitálního signálu OFDM má ji nejlevnìjí a nejmení mìøicí pøístroj DATUM10a. Umí mìøit úroveò digitálního signálu a výpoètem (na základì pomìru C/N a úrovnì signálu) odhaduje údaj o chybovosti signálu (BER). Mìøicí pøístroj se spektrální analýzou EP-300 je ji v základní sestavì vybaven dekodérem signálu QPSK a je schopen pøesnì mìøit chybovost pøed i za korektorem Viterbi, parametr RU a S/N. Modul NIT umoòuje zobrazit název mìøeného paketu a seznam prvních 15 pøenáených programù i bez pøítomnosti dekodéru MPEG. EP-300 je pøipraven k osazení modulu OFDM pro mìøení digitálního pozemního signálu. Kromì digitálního signálu je tento pøístroj samozøejmì schopen mìøit a zobrazovat vechny TV a FM analogové signály. Vyí typy pøístrojù øady EP-3000/ 320 jsou ji plnì modulové koncepce a umoòují osadit dekodéry vech tøí typù digitální modulace - QPSK, OFDM i QAM. Dále je moné je doplnit o modul NIT nebo o dekodér MPEG, pøípadnì o konstelaèní kartu slouící k analýze chyb vznikajících v digitálním pøenosovém øetìzci. V pøípadì osazení dekodéru MPEG lze sledovat volné digitální programy na vestavìném monitoru. Dìkuji vám za rozhovor a doufám, e se u nás zrychlí rozvoj digitální televize a díky tomu skonèí doba duchù na obrazovce (bohue jen tìch zpùsobených odrazy) a do éteru pùjde o mnoho kW ménì zbyteèného signálu. Pøipravil ing. Josef Kellner.
AR ZAÈÍNAJÍCÍM A MÍRNÌ POKROÈILÝM Elektronické obvody Monostabilní klopné obvody (MKO) s tranzistory (Pokraèování) Monostabilní klopný obvod s jiným spoutìním je na obr. 18. V tomto pøípadì se nepøivádí pøes kondenzátor kladný impuls do báze T1, ale na zvlátní tranzistor T3. Ten po pøivedení impulsu sepne a zkratuje tranzistor T1. Souèasnì se pøenese zmìna napìtí pøes kondenzátor C na bázi T2. T2 se uzavøe a T1 se otevøe proudem procházejícím pøes kolektorový rezistor tranzistoru T2 a rezistor do báze T1. Nyní se ji mùe T3 uzavøít a klopný obvod dokonèí výstupní impuls stejným zpùsobem, který jsme popsali v minulém dílu. Aby klopný obvod pracoval správnì, musí být budicí impuls kratí ne impuls výstupní. V opaèném pøípadì se po uplynutí nastaveného èasu nepøeklopí obvod okamitì, ale T2 se zaène pomalu otevírat a výstupní impuls bude delí a zkreslený.
Podle výe uvedeného vzorce vypoèítáme délku výstupního impulsu MKO z obr. 18: T = 0,693 x 100.10-6 x 15.103 = = 1,0397 s. Ve skuteènosti vak bude impuls o nìco delí. Na obr. 19 je MKO s emitorovou vazbou. V klidovém stavu je otevøen T2 proudem protékajícím rezistorem Rb2. Proud protékající T2 vytváøí úbytek napìtí na rezistoru RE. Tranzistor T1 má dìlièem v bázi vytvoøeno takové pøedpìtí, e je díky úbytku na RE uzavøen. Po pøivedení kladného impulsu pøes kondenzátor Cv se T1 otevøe. Napìtí na kolektoru T1 se zmení a tato zmìna se pøenese pøes C na bázi T2. Tranzistor T2 se uzavøe, úbytek napìtí na RE se výraznì zmení. Tranzistor T1 zùstane otevøený i po zániku budicího impulsu, protoe na RE je nyní mnohem mení napìtí a napìtí na bázi T1 je dostateènì velké, aby udrelo T1 otevøený. Postupnì se vak nabíjí èasovací kondenzátor C a napìtí na bázi T2 se zvìtuje. Pøi takovém napìtí báze, kdy se zaène T2 otevírat, se MKO lavinovitì pøeklopí zpìt.
Obr. 18. Monostabilní klopný obvod spoutìný tranzistorem Doba pøeklopení obvodu je urèena èasovou konstantou RC (obr. 18), resp. Rb2C (obr. 16). Kdyby mìly tranzistory v otevøeném stavu nulový odpor, v zavøeném nekoneèný a kdyby se otevíraly pøi nulovém napìtí mezi bází a emitorem (Pøi U be < 0 zavøené, pøi Ube > 0 by byly otevøené), byla by délka výstupního impulsu urèena dobou, za kterou se kondenzátor C nabije na polovinu z -5 V (napìtí báze T2 po sputìní MKO) na napìtí 0 V (napìtí, pøi kterém se otevírá ideální T2) ze zdroje napájecího napìtí +5 V. Pøi napájení napìtím napø. 9 V by se kondenzátor nabíjel z -9 V do 0 V ze zdroje +9 V. Èas pøeklopení je pak urèen vzorcem T = R C ln2 = 0,693.RC [s; Ω, F]. Nejvìtí chybu od vypoètené délky impulsu zpùsobuje fakt, e tranzistor se neotvírá pøi napìtí 0, ale a asi 0,5 V. Kondenzátor se musí nabíjet déle a výstupní impuls bude delí. Èím bude napájecí napìtí mení, tím bude odchylka vìtí a impuls delí.
Obr. 19. Monostabilní klopný obvod s emitorovou vazbou Aby MKO na obr. 19 pracoval, musí být také kolektorový proud otevøeného T2 vìtí ne kolektorový proud otevøeného T1. Z toho vyplývá, e Rc2 musí mít mení odpor ne Rc1. Výpoèet doby pøeklopení MKO by byl dosti obtíný, kromì èasové konstanty Rb2C závisí i na dalích souèástkách obvodu. Dala by se najít i dalí zapojení MKO s tranzistory, avak od doby masového rozíøení obvodu NE555 a jeho variant se MKO s tranzistory prakticky nepouívají.
Astabilní klopné obvody s tranzistory (multivibrátory) Na rozdíl od MKO se astabilní klopné obvody (nazývané èasto také multivibrátory) s tranzistory pouívají mnohem èastìji. Multivibrátor získáme napø. tak, e u MKO nahradíme
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
Obr. 20. Astabilní klopný obvod (multivibrátor) i druhou odporovou vazbu vazbou kapacitní. Zapojení takového multivibrátoru je na obr. 20. Po pøipojení napájecího napìtí Ub se vlivem náhodných okolností uvede jeden z tranzistorù do vodivého stavu. Mùe to být napø. T1. Napìtí na jeho kolektoru UC1 se zmení k nule. Pøedpokládejme, e byl kondenzátor C2 nabit, a tak se na bázi T2 objeví záporné napìtí, èím se T2 spolehlivì uzavøe. Kondenzátor C1 se rychle nabíjí pøes rezistor RC2, a tak také napìtí na kolektoru T2 se rychle pøiblíí napájecímu napìtí Ub. Obvod je nyní v jednom ze dvou moných stavù: T1 je otevøen, T2 uzavøen a na jeho kolektoru je prakticky plné napájecí napìtí. Mezitím se vak nabíjí také kondenzátor C1 a napìtí na bázi T2 se pomalu zvìtuje. Kondenzátor C1 se nabíjí pomaleji ne C2, protoe odpory rezistorù Rb jsou vìtinou øádovì vìtí ne odpory Rc. Dosáhne-li napìtí báze tranzistoru T2 takové velikosti, e se tranzistor zaène otevírat, zaène se souèasnì zmenovat napìtí na jeho kolektoru a souèasnì pøes kondenzátor C1 i na bázi T1. Obvod se lavinovitì pøeklopí do druhého stavu a celý jev se víceménì symetricky opakuje, jen stav tranzistorù a kondenzátorù je nyní opaèný. Celý dìj se cyklicky opakuje a na výstupu obvodu je signál s pøiblinì pravoúhlým prùbìhem. Prùbìhy napìtí v multivibrátoru vygenerované v programu Simetrix jsou na obr. 21.
Obr. 21. Prùbìh napìtí na kolektoru a bázi T2 v multivibrátoru z obr. 20. Rc1 = Rc2 = 4,7 kΩ, Rb1 = Rb2 = 100 kΩ, C1 = C2 = 1 µF a Ub = 5 V VH (Pokraèování pøítì)
3
Digitální technika a logické obvody Kombinaèní logické obvody (Pokraèování) V minulých dvou dílech jsme si ukázali, jakým zpùsobem lze z logických hradel sestavit elektronický obvod, který bude realizovat libovolnou kombinaèní logickou funkci. Popsali jsme nejjednoduí metodu nalezení matematického zápisu funkce zadané pravdivostní tabulkou a následné vytvoøení schématu zapojení s pouitím logických hradel. Aèkoliv se jedná o univerzální zpùsob, nejeví se jako nejefektivnìjí. Zapojení toti obsahuje velký poèet hradel, který lze ve vìtinì pøípadù zmenit. Jakým zpùsobem toho dosáhnout, ani by byla naruena poadovaná funkce obvodu, si ukáeme v následujícím pøíkladu. Pøíklad 11: Navrhnìte logický obvod, který bude indikovat hodnotou log.1 na výstupu pøítomnost èísla vìtího ne 4 na vstupech obvodu. Obvod bude mít tøi vstupy (èíslo je samozøejmì v binárním tvaru) a jeden výstup. Pouijte pouze nezbytnì nutný poèet hradel. Zadání pøíkladu mùeme vyjádøit pravdivostní tabulkou 24. Vstupy jsem pro pøehlednost oznaèil písmeny A, B, C, pøièem A je bit s nejvyí vahou (MSB), bit C má váhu nejnií (LSB). Vlevo v tabulce je té uvedena dekadická hodnota vstupního binárního èísla. Dle zadání nabývá výstup Y hodnoty 1, je-li na vstupech A, B, C èíslo 101 2 =5 10 , 110 2 =6 10 nebo 1112=710.
ná se o øádky è. 5, 6 a 7), a promìnné, které byly v tìchto øádcích nulové, jsme v zápisu znegovali. Kadý souèin odpovídá jednomu øádku (v pátém øádku je B = 0, v prvním souèinu je promìnná B negována atp. více viz PE 8-9/2003.) Schéma obvodu je uvedeno na obr. 10. Nebylo tìké ho vytvoøit: dva invertory na vstupu jsou , zdrojem negovaného signálu následují tøi hradla AND, na jejich vstupy pøivádíme signály podle vzor, na druhé ce (na první a na tøetí ), a nakonec jedno hradlo OR, na jeho výstupu dostáváme výsledek logické funkce. Vidíme, e tento zpùsob øeení vyaduje pouití celkem esti hradel. Aèkoliv bychom mohli jednotlivé logické èleny nahradit hradly NAND a zmenit tak poèet integrovaných obvodù potøebných k realizaci zapojení (stejnì jako jsme to udìlali u pøíkladu 10 v minulém dílu), celkový poèet hradel by se tím nijak nezmenil. Postup byl sice jednoduchý, ale nedosáhli jsme optimálních výsledkù. Budeme se tedy poohlíet po jiném øeení. 2) V PE 3/2003 jsme se seznámili se základy Booleovy algebry a u té pøíleitosti jsme uvedli v tab. 7 nìkolik dùleitých vzorcù, které nyní mùeme pouít k úpravì zápisu funkce, který jsme získali výe ve tvaru souètu souèinù. Úpravu provedeme následujícím zpùsobem: = = 1)
=
= 2)
=
= 3) =
4)
=
6)
= =
5)
=
.
Poznámky k úpravì: 1) 2)
3) 4) 5) 6)
vytknuli jsme A, úprava je stejná jako v klasické algebøe, X = X + X (tab. 7), výraz jsme rozíøili o + B·C, logická funkce se nemìní, bez této úpravy bychom nemohli v následujícím kroku vytknout obì promìnné, vytknuli jsme C a B, (tab. 7), tedy , X·1 = X (tab. 7), tedy C·1 = C, B·1 = B, výraz jsme zpìt roznásobili.
(Pozn.: na mé webové stránce http:// elektronika.webpark.cz mùete najít seznam vech zde pouitých vzorcù i s pravdivostními tabulkami dokazujícími jejich platnost.) Vidíme, e se nám výraz znaènì zjednoduil. Na realizaci takové funkce ji potøebujeme pouze dva souèinové èleny a jeden èlen souètový, resp. tøi hradla NAND. Schéma zapojení uvádí obr. 11. S pouitím De Mormùeme ganova vzorce získaný vztah dále upravit na . Výsledkem je zápis, ve kterém je pouito tøí funkcí NAND. Schéma zapojení s pouitím hradel NAND uvádí obr. 12. Stejné schéma dostaneme, uvìdomíme-li si fakt, e souètovému èlenu z obr. 11 je funkènì ekvivalentní hradlo NAND s negovanými vstupy. Negaci pøesuneme na výstupy souèinových èlenù, èím se z nich stávají funkènì hradla NAND, a nemusíme pouívat De Morganova pravidla. Tøetí zpùsob øeení s pouitím Karnaughovy mapy uvedeme pøítì. Vít pringl (Pokraèování pøítì)
Tab. 24. Zadání pøíkladu 11 Obr. 10. Schéma zapojení logického obvodu, který realizuje neminimalizovanou funkci zadanou v tab. 24
Ukáeme si tøi monosti øeení pøíkladu. 1) Zpùsobem, který byl podrobnì popsán v minulých dvou dílech seriálu, mùeme funkci Y vyjádøit matematickým zápisem ve tvaru souètu . souèinù: Z tabulky jsme vybrali ty øádky, ve kterých funkce Y nabývá hodnoty 1 (jed-
4
Obr. 11. Realizace funkce z tab. 24 po minimalizaci
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
Obr. 12. Realizace funkce z tab.24 po minimalizaci s pouitím hradel NAND
JEDNODUCHÁ ZAPOJENÍ PRO VOLNÝ ÈAS Stroboskop 250 W Popisovaná konstrukce pøedstavuje relativnì výkonný a jednoduchý stroboskop, který vyuívá bìnì dostupnou výbojku FT-218. Schéma stroboskopu je na obr. 1. Síové napìtí je usmìròováno diodou D1 a pøes sráecí rezistory R1 a R2 jsou jím nabíjeny kondenzátory C1 a C4, ve kterých se shromaïuje energie pro záblesky. Jednocestné usmìrnìní je pouito proto, aby se etøila výbojka. Pokud se toti výbojka zapálí v dobì, kdy je okamitá velikost síového napìtí vìtí ne minimální napìtí na výbojce (tj. asi 100 V), teèe výbojkou proud pøímo ze sítì (pøes výkonové rezistory R1 a R2) a výbojku nadmìrnì tepelnì zatìuje. Pøi pouití mùstkového (dvoucestného) usmìrnìní by tento neádoucí jev nastával dvakrát èastìji ne pøi jednocestném usmìròování, a ji tak nadmìrnì zatíená výbojka by to nemusela vydret. Kondenzátory C1 a C4 jsou znaènì namáhány proudem pøi záblesku. Aby se nepøehøívaly, je nutné je øadit do série a pouít nejlépe staré od výrobce TESLA na napìtí 350 a 500 V. Já jsem zapojil sérioparalelnì ètyøi dvojité kondenzátory 2x 100 µF/450 V. Jsou sice vìtí ne moderní elektrolytické kondenzátory, avak takto zapojené témìø nehøejí. Bìné soudobé elektrolytické kondenzátory s povolenou pracovní teplotou do 85 °C by se pøi provozu stroboskopu po nìkolika desítkách sekund znaènì zahøály, take je nelze pouít.
Rezistory R3 a R4 slouí k vybití kondenzátorù po vypnutí stroboskopu a zároveò udrují polovièní napìtí mezi kondenzátory v pøípadì vìtího svodového proudu jednoho z nich. Rezistor R5 a Zenerova dioda ZD1 udrují na kondenzátoru C5 napìtí asi 180 V, potøebné pro zapalovací transformátorek TR1. Napìtím z kondenzátoru C6 se pøes optotriak IO2 spoutí tyristor TY1, který vybíjí náboj z kondenzátoru C5 do primárního vinutí zapalovacího transformátorku TR1. Na výstupu TR1 vzniká impuls napìtí asi 6 kV, který je pøiveden na zapalovací elektrodu výbojky V1. Bylo by moné vypustit souèástky R6, C6, ZD1 a TY1 a zapalovací impuls spínat pøímo optotriakem IO2. Avak kvùli tomu, e optotriak má mnohem mení pøídrný proud ne bìný tyristor (asi 0,2 mA oproti více ne 5 mA), bylo by nutné znaènì zvìtit odpor rezistoru R5. To by mìlo za následek, e by se pøi vyím kmitoètu zábleskù nestíhal kondenzátor C5 nabíjet dostateènì velkým napìtím (nutným k zapálení výbojky) a stroboskop by vynechával. Pokud bychom odpor rezistoru R5 nezvìtili natolik, aby jím po záblesku do sepnutého optotriaku IO2 neprocházel proud mení ne pøídrný, byl by triak v IO2 stále sepnutý a stroboskop by nepracoval. Proto jsem zvolil uvedené sloitìjí zapojení. Rezistor R6 mùeme zvolit s dostateènì velkým odporem, aby proud jím protékající byl mení ne pøídrný proud optotriaku, a pøitom není ovlivnìna doba nabíjení kondenzátoru C5.
Optotriak mùeme spínat jakýmkoli zdrojem impulsù s výstupním proudem alespoò 5 mA a s kmitoètem asi do 10 Hz, který reaguje napø. na hudbu apod. Zde se mùe projevit fantazie kadého konstruktéra. Mnou realizovaný stroboskop má dva reimy, které se volí spínaèem S1. Pøi sepnutém S1 se záblesky spoutìjí samoèinnì periodicky s volitelným kmitoètem od jednoho do deseti zábleskù za sekundu, pøi vypnutém S1 mùeme záblesky spoutìt sami tlaèítkem TL1. Pro periodické spoutìní zábleskù jsem pouil astabilní klopný obvod s èasovaèem C555 (IO1), doplnìný o tranzistor T1, který neguje výstupní signál z IO1 tak, aby se získaly úzké impulsy pro spínání optotriaku IO2. Kmitoèet zábleskù se ovládá potenciometrem P1 v rozsahu 1 a 10 Hz. Kmitoèet zábleskù mùeme zvìtit zmenením odporu rezistoru R10, nedoporuèuji to vak kvùli nadmìrnému tepelnému namáhání výbojky. Pokud bychom pøesto chtìli zvýit kmitoèet zábleskù, bylo by nutné zmenit kapacitu kondenzátorù C1 a C4. Potenciometr P1 spolu s rezistorem R10, vypínaèem S1 a tlaèítkem TL1 mùeme umístit do malé krabièky, kterou spojíme se stroboskopem kablíkem. Vznikne tak skøíòka dálkového ovládání. Po zapálení výboje teèe proud z kondenzátorù C1 a C4 do výbojky pøes tlumivku L1, která slouí jako odruovací a zároveò tlumí strmost nárùstu proudu výbojkou. Cívku tvoøí asi 20 závitù vodièe o prùøezu 0,75 mm2 z dvoulinky (mìdìné lanko s izolací PVC),
Obr. 1. Stroboskop 250 W
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
5
Výbojka V1
Deska s elektronikou
R1, R2
Základní deska (pøeklika)
Ventilátor
R1 R2
Deska s elektronikou
Pod výbojkou je nalepen alobal
V1 Dálkové ovládání
Obr. 2. Mechanická konstrukce stroboskopu 250 W. Nahoøe pohled ze strany, dole pohled shora který je navinut na toroidním feritovém jádøe o prùmìru 25 mm. Mùeme pouít i jiný vodiè èi jádro atd., popø. lze tlumivku úplnì vypustit. Výbojka FT-218 má v katalogu udávanou maximální energii zábleskù 250 Ws pøi èetnosti ètyø zábleskù za minutu. Protoe, jak si dále spoèítáme, energie jednoho záblesku tohoto stroboskopu je asi 9 Ws, maximální energie jednoho záblesku nás omezovat nebude. Co vak bude omezovat energii (intenzitu) a èetnost zábleskù, je maximální povolený prùmìrný ztrátový výkon výbojky. Za minutu mùeme pøivést na výbojku energii maximálnì 4x 250 Ws = 1000 Ws, odtud vyplývá maximální povolený prùmìrný ztrátový výkon 1000 Ws/60 s = 16,7 W. Energii záblesku popisovaného stroboskopu urèíme následujícím zpùsobem. Elektrická energie pro záblesk je uloena v sérioparalelnì zapojených kondenzátorech C1 a C4, jejich výsledná kapacita C je 200 µF. Ze sítì se tato kapacita nabíjí na stejnosmìrné napìtí UP o velikosti asi 320 V. Po záblesku zùstane na této kapacitì zbytkové napìtí UZB o velikosti asi 100 V. Ze zmìny napìtí na kapacitì C vypoèítáme, e energie EZ jednoho záblesku je: 2
2
EZ = (UP ·C/2) - (UZB ·C/2) [Ws; V, F]. Po dosazení dostaneme: EZ = (3202·0,0002/2) - (1002·0,0002/2) = = 10,24 - 1 = 9,24 Ws. Pøi maximálním kmitoètu stroboskopu 10 zábleskù za sekundu a energii jednoho záblesku asi 9,3 Ws se na výbojce rozptyluje celkový prùmìrný výkon 93 W. To znamená, e maximální
6
povolená výkonová ztráta výbojky je pøekroèená víc ne 5,5x!!! Jsou tøi monosti, jak se s tím vypoøádat. První moností je zmenit 5,5x kapacitu kondenzátorù C1 a C4 a tím i intenzitu zábleskù. Druhou moností je sníit kmitoèet zábleskù 5,5x. Obì tyto úpravy by vak znaènì sníily uitnou hodnotu zaøízení. Proto jsem zvolil monost tøetí, kterou je chlazení výbojky ventilátorem. Ventilátor má tu výhodu, e jím chladíme i rezistory R1 a R2, které také rozptylují znaèný ztrátový výkon, a pøesto, e jsou dimenzovány na 25 W, bez ventilátoru by se neuchladily. Pouil jsem ventilátor o rozmìrech 120x120x38 mm s motorem napájeným pøímo síovým napìtím 230 V/50 Hz, ale je moné pouít jakýkoli ventilátor s dostateèným výkonem. Je dùleité, aby výbojka byla v proudu vzduchu. Tomu mùeme pomoci tak, e proud vzduchu mechanicky usmìrníme. Za výbojku umístíme výkonové rezistory (viz obr. 2). V tomto stroboskopu mi první výbojka vydrela pøes rok, pøièem èistý èas provozu odhaduji asi na 30 a 50 hodin. Mechanickou konstrukci si kadý pøizpùsobí vlastním poadavkùm. Náèrtek mojí konstrukce je na obr. 2. Kondenzátory TESLA a výkonové rezistory lze koupit v prodejnì Compo na Karlovì námìstí v Praze. Pozor! Pøi stavbì a provozu pøístroje se pracuje se síovým napìtím!
Seznam souèástek R1, R2 R3, R4 R5 R6 R7, R8 R9 R10 P1 C1, C2, C3, C4
15 Ω/25 W, drátový 150 kΩ/2 W, metaloxid. 60 kΩ/2 W metaloxid. 1,1 MΩ/2 W, metaloxid. 1 kΩ, miniaturní 1,5 kΩ, miniaturní 30 kΩ, miniaturní 250 kΩ, lin. potenciometr
ètyøi kusy dvojitých kondenzátorù TESLA 2x 100 µF/450 V C5 47 nF/400 V, fóliový C6 100 nF/100 V, fóliový C7 100 µF/25 V C8 4,7 µF/25 V D1 1N5408 D2 a D5 1N4007 ZD1 180 V/1,3 W ZD2 51 V/0,5 W T1 BC556 TY1 KT505 (jakýkoliv pro napìtí alespoò 200 V s pøídrným proudem >5 mA - pøídrný proud se pøiblinì rovná øídicímu proudu Ig ) IO1 C555 (CMOS) IO2 MOC3020 V1 FT-218, výbojka (GM Electronic) L1 asi 20 závitù lakovaného mìdìného vodièe o prùmìru asi
0,8 mm na feritovém toroidním jádru o prùmìru asi 25 mm TR1 ZTR32 (GM Electronic) TR2 230 V/6 V/>0,5 VA, zalitý síový transformátor ventilátor 120x120x38 mm, 230 V/50 Hz (apod. podle individuální konstrukce) Jan Matouek
Adaptér pro gramofonový vstup zesilovaèe Aèkoliv éra gramofonu skonèila ji pøed více ne deseti lety, stereofonní pøijímaèe a zesilovaèe stále mají gramofonový vstup (vstup pro magnetodynamickou pøenosku). Pokud dodneka neposloucháte vinylové desky, je tento vstup nevyuitý, a pøitom je øada nových zdrojù nf signálu (pøehrávaèe audiokazet, CD, DVD, TV pøijímaè atd.), které soupeøí o volné vstupy vaeho zesilovaèe. Specifikem gramofonového vstupu je to, e je za nìj pøipojen zvlátní pøedzesilovaè pro magnetodynamickou pøenosku, který koriguje kmitoètovou závislost signálu z pøenosky (pøenoska zdùrazòuje vysoké kmitoèty). Kmitoètová charakteristika pøedzesilovaèe je urèená normou RIAA a její prùbìh je na obr. 3 (pøedzesilovaè potlaèuje vysoké kmitoèty). Pøedzesilovaè dodává gramofonovému vstupu také znaènou citlivost, protoe pøenoska na støedních kmitoètech (okolo 1 kHz) poskytuje napìtí jen nìkolik mV. Aby mohl být gramofonový vstup pouit jako dalí pomocný (auxiliary) vstup pro jiný zdroj nf signálu, ne je pøenoska, je nutné kompenzovat kmitoètovou charakteristiku gramofonového vstupu a zmenit jeho citlivost. Tyto úpravy obstarává dále popisovaný adaptér, který se zapojuje mezi výstup zdroje nf signálu a gramofonový vstup.
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
+30 50 Hz
+20 relativní pøenos [dB]
Ventilátor
Proud chladicího vzduchu
+10 2120 Hz
0
500 Hz
-10 -20 -30
10
100 1k 10k kmitoèet [Hz]
100k
Obr. 3. Kmitoètová charakteristika pøedzesilovaèe pro magnetodynamickou pøenosku
+30
relativní pøenos [dB]
+20 +10 500 Hz
0
2120 Hz
-10 -20 -30
Obr. 4. Adaptér pro gramofonový vstup Schéma adaptéru je na obr. 4. Adaptér je stereofonní a proto obsahuje dva shodné obvody (pro levý a pravý kanál). V kadém kanálu je pasivní kmitoètový korektor se dvìma èlánky RC, který má kmitoètovou charakteristiku (viz obr. 5) pøesnì inverzní ke kmitoètové charakteristice pøedzesilovaèe pro magnetodynamickou pøenosku. Výsledná kmitoètová charakteristika kaskády adaptéru a pøedzesilovaèe je tedy plochá. Aby mìla kmitoètová charakteristika adaptéru správný prùbìh, musí mít zdroj nf signálu výstupní odpor blízký nule (maximálnì o velikosti jednotek kΩ), co bývá obvykle splnìno. Vstupní odpor gramofonového vstupu se pøedpokládá 50 kΩ. V kadém kanálu je dále odporový dìliè R3, R4 (R7, R8), který zeslabuje nf signál a úrovòovì tak pøizpùsobuje zdroj signálu ke gramofonovému vstu-
pu. Vzhledem k tomu, e gramofonový vstup má velmi dobrý odstup signálu od umu, nezhorí se ani pouitím adaptéru odstup na nepouitelnou velikost. Hodnoty souèástek adaptéru by mìly být co nejpøesnìjí, plnì vyhoví metalizované rezistory s tolerancí 1 % a fóliové kondenzátory s tolerancí 5 % (J). Vechny souèástky adaptéru jsou pøipájené na desce s jednostrannými plonými spoji. Obrazec spojù je na obr. 6, rozmístìní souèástek na desce je na obr. 7. Zapojení adaptéru je tak jednoduché, e pøi peèlivé práci není nutné ádné oivování. Zapojenou desku adaptéru vestavíme do stínìné (kovové) skøíòky, stínìní spojíme se zemí jednoho z kanálù (napø. levého podle obr. 4). Jako pøívody a vývody nf signálu pøipájíme k desce stínìné kablíky vhodných délek, opatøené na koncích pøíslunými
Obr. 6. Obrazec ploných spojù adaptéru (mìø.: 1 : 1)
50 Hz 10
100 1k 10k kmitoèet [Hz]
100k
Obr. 5. Kmitoètová charakteristika adaptéru konektory. Kablíky zajistíme ve skøíòce proti vytrení pøíchytkami nebo jednodue uzly. Dokonèený adaptér zapojíme do nf zaøízení a poslechem zkontrolujeme jeho funkci. Pokud je citlivost gramofonového vstupu s adaptérem pøíli velká nebo malá v porovnání s ostatními vstupy zesilovaèe, mùeme upravit dìlicí pomìr èlánkù R3, R4 (R7, R8). Pøitom souèet odporù rezistorù R3, R4 (resp. R7, R8) musí zùstat zachován, aby se nezmìnila kmitoètová charakteristika adaptéru.
Seznam souèástek R1, R5 1 MΩ, 0207, 0,6 W, 1 % R2, R6 75 kΩ, 0207, 0,6 W, 1 % R3, R7 6,8 kΩ, 0207, 0,6 W, 1 % R4, R8 1,5 kΩ, 0207, 0,6 W, 1 % C1, C3 3,3 nF/100 V/J, fóliový C2, C4 1 nF/100 V/J, fóliový deska s plonými spoji è.: KE0244 Electronics Now, záøí 1999
! Upozoròujeme !
Tématem èasopisu Konstrukèní elektronika A Radio 5/2003, který vychází souèasnì s tímto èíslem PE, je Domácí dílna a laboratoø. Je pojednáváno o vybavení laboratoøe, o základních nástrojích a o práci s materiálem. Èasopis je doplnìn Zajímavými a praktickými zapojeními.
Obr. 7. Rozmístìní souèástek na desce adaptéru
INFORMACE, INFORMACE ... Na tomto místì vás pravidelnì informujeme o nabídce knihovny Starman Bohemia, Konviktská 24, 110 00 Praha 1, tel.: 224 239 684, fax: 224 231 933 (Internet: http:// www.starman.cz, E-mail:
[email protected]), v ní lze zakoupit cokoli z velmi bohaté nabídky knih, vycházejí-
cích v USA, v Anglii, Holandsku a ve Springer Verlag (SRN) (knihy nejen elektrotechnické, elektronické èi poèítaèové - nìkolik set titulù) - pro stálé zákazníky sleva a 14 %. Knihu Building and Managing Virtual Private Networks, kterou napsal Dave Kosiur, vydalo nakladatelství John Wiley & Sons, Inc. v roce 1998. Kniha obsahuje ve, co potøebujete vìdìt o výbìru, návrhu, výstavbì a obsluze virtuální soukromé sítì (VPN) pro vá podnik. Mezinárodnì uznávaný síový guru Dave Kosiur uvádí kvalifikovaný odhad souèasného stavu VPN a na základì zkueností z mnoha organizací, ve kterých jsou sítì VPN pouívány, vysvìtluje základní koncepce a technická øeení tìchto sítí. Kniha má 395 stran textu s èernobílými obrázky, formát o nìco nií ne A4, mìkkou obálku a v ÈR stojí 1686,- Kè.
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
7
Dia¾kové ovládanie telefónom GSM bez procesora Roman ipaj, OM0ARZ Potreboval som dia¾kové ovládanie na väèiu vzdialenos ako poskytujú vf moduly pracujúce v okolí 433 MHz, a keï sa mi dostal do rúk mobilný telefón Ericsson GA 628 (ïalej len MT) za 400 Sk, hneï ma napadlo vyui ho na dia¾kové ovládanie. Výhodou tejto kontrukcie je obrovský dosah, ako aj to, e nepotrebujeme vyrába ovládaè, nevýhodou je mení komfort ovládania, dlhí èas potrebný na zapnutie a vypnutie pripojeného zariadenia, a tie nutnos pokrytia signálom GSM na mieste intalácie dia¾kového ovládaèa. Základné technické parametre s pripojeným MT Ericsson GA 628 Napájacie napätie: 9 a 30 V. Prúdový odber v k¾ude 9 mA. (Unap. 12 V): Prúdový odber pri vyzváòaní 240 mA. (Unap. 12 V): Max. výstupný prúd na svorkovnici SV3: 100 mA. Èas potrebný na zapnutie: menej ako 15 s. Èas potrebný na vypnutie: menej ako 30 s.
Popis funkcie MT majú výstup, ktorý pri zvonení telefónu prejde do log. 1, ak telefón prestane zvoni, na výstupe sa objaví log. 0. Pri log. 1 je napätie na tomto výstupe 3,3 V alebo 5 V (závisí to od typu telefónu) a pri log. 0 je na òom napätie blízke 0 V. Tento výstup je
oznaèovaný ako MUSIC MUTE, RADIO MUTE a podobne. Predpokladám, e tento výstup má väèina MT a jeho úlohou je pri pouívaní MT s montánou sadou do auta stíi aurorádio, keï zazvoní telefón. To znamená, e nosièom informácie je v tomto prípade dåka vyzváòania. Uvedený dia¾kový ovládaè funguje tak, e po dvoch zazvoneniach na telefón pripojený k modulu dia¾kového ovládaèa výstup zopne a pri piatich zazvoneniach sa vypne. Znamená to, e za ovládanie sa neplatí iadny poplatok mobilnému operátorovi, pretoe nie je potrebné prija hovor, platia sa iba poplatky za aktiváciu a dobíjanie SIM karty, aby táto nebola operátorom zruená. Vhodné je tie zakáza prijímanie SMS. Ak je poadovaná vyia bezpeènos ovládania (napríklad alarm), je potrebné poui telefón, ktorý dokáe zakáza volanie iných èísel ako èísel uloených v zozname na SIM karte.
Obr. 1. Schéma zapojenia
8
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
Popis zapojenia Signál vyzváòania je privedený na bázu T1 cez rezistor R1. T1, T2, R1 a R4 sú zapojené ako prevodník napäových úrovní a invertor, C3 a C4 blokujú zvyky vf signálu z MT. Pri vyzváòaní telefónu je na kolektore T1 log. 0 a na kolektore T2 log. 1. Hradlá IO1c a IO1a spolu s R5, P1, D1 a C5 tvoria èasovaè. Po nabití C5 cez R5 a P1 na polovicu UDD prejde výstup IO1a do log. 1., úroveò log. 1 sa prenesie cez R6 aj na vstup DATA klopného obvodu IO2b. Súèasne sa spustí druhý èasovaè, vytvorený hradlom IO1b spolu s R7, R20, P2, D2 a C6. Po nabití C6 cez R7, R20 a P2 na polovicu UDD prejde výstup IO1b do log. 0 a cez diódu D3 vnúti vstupu DATA IO2b log. 0. Keï telefón prestane zvoni, hradlo IO1d vygeneruje impulz a prepíe informáciu zo vstupu DATA na výstupy Q a Q negované IO2b, kondenzátor C5 sa vybije cez D1 a R4, potom sa za-
Obr. 2. Doska s plonými spojmi a rozmiestnenie súèiastok ène vybíja C6 cez R7 a D2. Podmienkou na generovanie impulzu hradlom IO1d je log. 1 na výstupe hradla IO1a, to znamená, e impulz je generovaný najskôr po dvoch zazvoneniach MT a kratie zvonenie nemá vplyv na stav výstupov IO2b. Kondenzátory C7 a C8 blokujú vf signál a iné ruenie impulzného charakteru. Nastavenie výstupu IO1b do iadaného stavu po pripojení napájacieho napätia je realizované èlenom RC R8, C9. Po dvoch zazvoneniach na MT a zruení volania prejde výstup Q negované IO2b do úrovne log. 0, cez rezistor R10 sa otvorí tranzistor T3 a na svorkovnici SV 3 sa objaví ovládacie napätie. Súèasne sa cez R9 odblokuje èasovaè IO3 a zaène kmita oscilátor tvorený R18, R19, P4 a C13. Po vydelení frekvencie oscilátora èíslom 8192 delièmi IO3 sa na výstupe Q14 IO3 objaví log. 1 a cez R8 sa vynuluje IO2b. Klopný obvod IO2b cez R9 znova zablokuje IO3. S uvedenými súèiastkami èasovaèa je moné trimrom P4 nastavi èas v rozmedzí 20 s a 15 minút. Jumperom JP1 je moné zablokova èasovaè, prípadne namiesto jumpera zapoji optoèlen a ovládané zariadenie vypnú a po splnení nejakej úlohy. Dióda LED D7 indikuje prítomnos napájacieho napätia, D8 svieti pri zopnutom výstupe. Stabilizáciu napätia zabezpeèuje spínací stabilizátor IO4 spolu s C10 a C12, D5, D6, P3, R11 a R15. Upravená schéma tohto zdroja je prebraná z [1]. Ve¾kos stabilizovaného napätia sa nastavuje trimrom P3. Dióda D6 chráni zariadenie proti prepólovaniu.
V pôvodnom zapojení bol pouitý rezistor 0,33 Ω, ale mne sa ho nepodarilo zohna v miniatúrnom prevedení, tak som na jeho pozíciu zapojil paralelne tri rezistory 1 Ω, na èo je myslené aj na doske s plonými spojmi. Klopný obvod IO2a nie je vyuitý, jeho vstupy sú oetrené pripojením na zem.
Kontrukcia Celé zapojenie je realizované na jednej jednostrannej doske s plonými spojmi rozmerov 83 x 97 mm (obr. 2) a je umiestnené v krabièke UKM35 rozmerov 90 x 35 x 110,5 mm. Dosku s plonými spojmi opracujeme na potrebný rozmer a vyvrtáme vrtákom 0,8 mm okrem dier pre P1, P2, P4, D5, D6, D9 a svorkovnice SV1 a SV3, ktoré vrtáme vrtákom 1,2 mm. Dieru pre stredový ståpik vrtáme vrtákom 10 mm. Najprv osadíme tyri drôtové prepojky, pokraèujeme osadzovaním vetkých pasívnych súèiastok a polovodièov, okrem D7, D8, R16 a R17. Pri práci dbáme na zásady zaobchádzania so súèiastkami citlivými na statickú elektrinu (obvody CMOS IO1 a IO3).
riu a zapneme telefón. Zmeráme napätie na vetkých plôkach systémoveho konektora MT vzh¾adom na zem a zapíeme si ich. Pri zvonení telefónu znova zmeráme vetky napätia a zistíme zmeny. Výstup MUSIC MUTE môe by na niektorých MT aj invertovaný, potom musíme pred samotný modul dia¾kového ovládaèa zapoji invertor (obr. 3).
Oivenie a nastavenie Na svorkovnicu SV 2 pripojíme napájacie napätie asi 12 V z laboratórneho zdroja s prúdovým obmedzením 200 mA a zmeriame napätie na kondenzátore C10. Pre MT Ericsson GA 628 je to napätie 5,2 V, èo je napätie plne nabitého akumulátora. Pripojíme MT a zapneme ho. Pri zazvonení na telefón nesmie klesnú napájacie napätie pod 4,8 V, pretoe v opaènom prípade telefón zahlási vybitú batériu a za chví¾u sa vypne. V prípade poklesu napätia je väèinou potrebné laborova s tlmivkou L1 viï [1]. Ak telefón funguje bez problémov, pripojíme diódy LED D7 a D8 zo strany ploných spojov katódou na zem,
Vyh¾adanie výstupu MUSIC MUTE Zapojenie vývodov na systémovom konektore MT je moné nájs na Internete, napríklad [3], ale nie je to bezpodmieneène nutné. Odpojíme batériu MT a ohmmetrom nájdeme na systémovom konektore zem oproti - pólu batérie. Potom pripojíme baté-
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
Obr. 3. Invertor
9
Kvôli lepej manipulácii som navrhol ovládaè bez výkonového èlena. Na svorky svorkovnice SV 3 je moné zapoji záa max 100 mA kvôli slabiemu zdroju. Na ovládanie spotrebièov s vyím prúdovým odberom alebo sieového napätia treba poui výkonový èlen. V prvom prípade viac vyhovie napr. 5 V relé H810F05CH od GM Electronic, ktoré môe spína výstupný prúd a 10 A. Pre ovládanie sieového napätia je mono výhodnejí triak. Zapojenie výstupného obvodu s triakom je na obr. 6, je prevzaté z [4] a upravené pre ovládacie napätie 5 V. Galvanické oddelenie výstupného obvodu od sieového napätia zabezpeèuje optotriak MOC3020, alebo MOC3021. MOC3020 spína triak hneï, MOC 3021 a po prechode sieového napätia nulou.
R20 220 kΩ P1, P2, P4 470 kΩ, PIHER PT10H, TP 095 TESLA P3 470 Ω, PIHER PT10H, TP 095 TESLA C1, C6 47 µF/6,3 V, tantal C2, C4, C9, C13 100 nF, fóliový C3, C7 33 nF, keram. C5 22 µF/10 V, tantal C8 4,7 nF, keram. C10 470 µF/6,3 V C11 470 pF, keram. C12 100 µF/50 V D1, D2, D3, D4 1N4148 D5 1N5819 D6, D9 1N4007 D7 LED 2 mA, 3 mm, zelená D8 LED 2 mA, 3 mm, èervená T1 KC238 (BC548) T2 KC308 (BC558) T3 BC327-16, KF517 IO1 4093 IO2 4013 IO3 4060 IO4 MC34063AP L1 220 µH - tlmivka radiálna SV1 svorkovnica do DPS, 3 kontakty 5 mm SV2, SV3 svorkovnica do DPS, 2 kontakty 5 mm JP1 skratovacia prepojka (Jumper)
Moné úpravy
Záver
Ak nepoadujete funkciu èasovaèa, môete vynecha IO3 spolu s JP1, D4, R9, R18, R19, P4, C13. Potom je vak nutné spoji vo¾ný koniec R8 so zemou, najlepie zaspájkovaním drôtovej prepojky na pozícii IO3 medzi vývodmi 3 a 8.
Popisovaná kontrukcia má slúi ako stavebný návod pre individuálne zhotovenie prístroja. Akéko¾vek komerèné vyuitie bez dovolenia autora je zakázané.
Zoznam súèiastok
[1] Hùla, P.: Modul spínaného zdroje 5 V. PE 9/1999, s. 10. [2] Jedlièka, P.: Pøehled obvodù øady CMOS 4000, díl I. 4000 ... 4099. Vydalo nakladatelství BEN - technická literatura. [3] http://www.hardwarebook.net/. [4] Tóth, M.: Jednoduchá zapojení pro volný èas PE 12/1997, s. 9.
nici SV 1 na vývod 1, - pól je pripojený na vývod 3. Ak má telefón dobrú batériu, nemusí by napájaný z modulu, potom sa pripojí digitálna zem MT na vývod 3 SV1, vývod 1 SV1 zostane nezapojený (obr. 5).
Výstupný obvod
Obr. 4. Pripojenie MT bez vlastnej batérie
Obr. 5. Pripojenie MT s vlastnou batériou anódu D7 pripojíme cez rezistor R16 na vývod 10 IO1, anódu D8 pripojíme cez rezistor R17 na vývod 4 IO1. Trimre P1 a P2 nastavíme do polovice odporovej dráhy, pripojíme zdroj 12 V a zazvoníme na telefón. Trimer P1 nastavíme tak, aby dióda D7 zhasla na zaèiatku druhého vyzváòacieho tónu v telefóne, z ktorého voláme. Potom trimrom P2 nastavíme zhasnutie diódy D8 na konci tvrtého zvonenia. Odpojíme D7, D8, R16, R17 a osadíme ich na dosku s plonými spojmi, D7 a D8 môeme vyvies na predný panel krabièky. Trimrom P4 nastavíme èasovaè. Zmenu èasov èasovaèa docielime zmenou kapacity kondenzátora C13. Kondenzátor C13 by mal by by kvalitný fóliový kvôli tepelnej stabilite nastavených èasov.
R1, R3, R10, R18 R2, R4 - 1K R5, R6, R7, R8, R9 R11 R12, R16, R17 R13, R14, R15 R19
10 kΩ 47 kΩ 820 Ω 3,3 kΩ 1Ω 1,5 MΩ
Napájanie MT Pri kontrukcii dia¾kového ovládaèa som poèítal s napájaním MT zo stabilizovaného zdroja modulu pod¾a obr. 4. Napájacie napätie je najlepie pripoji namiesto batérie MT, + pól napájania MT je pripojený k svorkov-
10
Obr. 6. Triakový spínaè
Praktická elektronika A Radio - 10/2003
Pouitá literatúra
Jednoduchý vf milivoltmetr k DMM Ing. Ale Voborník
Popisovaný vf milivoltmetr umoòuje velmi jednodue mìøit vf napìtí v pomìrnì irokém rozsahu. Výraznì roziøuje monosti bìného digitálního multimetru, ke kterému se pøipojuje jako roziøující modul. Technické údaje: Rozsah: -70 a +13 dBm, -83 a 0 dBV, (71 µV a 1 V). Frekvenèní rozsah: 15 kHz a 160 MHz s chybou ±1 dB (±12 %); 8 kHz a 200 MHz s chybou ±3 dB (±41 %). Mezní vstupní napìtí: +20 dBm, +7 dBV, (2,2 V). Mezní vstupní ss napìtí: ±50 V. Vstupní impedance: 1 MΩ/8 a 22 pF. Výstupní napìtí - nula: 0 V ≅ 0 dBm nebo 0 dBV. Výstupní napìtí - strmost: 10 mV/dB. Min. zatìovací odpor: 1,5 MΩ (-0,5 dB). Napájecí napìtí: 7,0 a 10 V. Indikace funkce: >7,7 V. Odbìr proudu:
