Zadanie 11. Rozwiązanie zadania 8 - rozerwij się. (607KB) - Elportal

Szkoła KonstruktorówRys. 2a. Propozycja Macieja Sypniew−skiego.Rys. 1. Układ Przemysława Sztocha z Wielunia.łał. Wszystko jest w porządku, wystarczyprzeanalizować poziomy logiczne w staniespoczynku, czyli po naciśnięciu przycisku ze−rującego S3.Najprostszy układ porównawczy zapropo−nował Maciej Sypniewski ze Strzałkowa.Schemat pokazany jest na rysunku 2a. Układjest godny uwagi, ale ma jedną cechę, któramoże przeszkadzać: wymaga zastosowaniaprzełączników o dwóch stanach stabilnych,a nie przycisków o działaniu chwilowym. Byćmoże nadawałyby się tu wyłączniki instalacyj−ne, jakich używamy w mieszkaniach do zapa−lania światła. W układzie Maćka “podejrzane”jest tylko użycie żarówek − być może jest toukład pochodzący ze starej literatury. Typoweżarówki z latarki pobierają prąd rzędu 0,3A.Wymaga to zastosowania tranzystorów więk−szej mocy, np. BD135 lub jeszcze większych.Oczywiście, zamiast żarówek, trzeba za−stosować diody LED. Wtedy wystarczą jakie−kolwiek tranzystory małej mocy NPN. Zmody−fikowany układ pokazany jest na rysunku 2b.Rezystory połączone równolegle z diodamiświecącymi nie są konieczne − zapobiegająone minimalnemu świeceniu diody, gdy drugiuczestnik naciśnie swój przycisk.Układ działający na podobnej zasadzie, alezdecydowanie bardziej rozbudowany, propo−nuje Jarosław Chudoba z Gorzowa Wlkp.Schemat pokazany jest na rysunku 3. Otofragment listu:Rys. 2b. Modyfikacja układu.Po przyciśnięciu przycisku P3 zostanie po−dane przez chwilę napięcie na wejście zega−rowe przerzutnika 4027, który zmieni stanwyjść na odwrotny. Stan niski z wyjścia (nóż−ka 1) uruchomi licznik 4060. Z jego wyjśćmożna uzyskać częstotliwość 2 i 4Hz przy za−Rys. 3. Gra zręcznościowa Jarosława Chudoby.12 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/97

Rys. 4. Wykorzystanienegatorów z wejściemSchmitta.stosowaniu kwarcu 3,2768MHz. Jedna z tychczęstotliwości wchodzi na wejście licznika dotrzech 4017. Diody D1−D3 zapalają się kolej−no, a dioda to sygnał dla graczy, że trzeba na−cisnąć przyciski. (...) Jeśli przycisk P1 zostałprzyciśnięty czybciej, niż przycisk 2, to zosta−nie otwarty tranzystor T2. Uruchomi to układ555, który wygeneruje jeden impuls. Impulsten zostanie zliczony przez licznik 4026. Gracz1 otrzymuje punkt, a gracz 2 nie, bo na kolek−torze T1 test napięcie wysokie, które nie mo−że uruchomić drugiego układu 555. Zawod−nik, który nie dostał punktu powinien puścićprzycisk jako pierwszy.Pomysł Jarka jest bardzo dobry, przedewszystkim ze względu na obecność układuwyzwalającego z kostkami 4060 i 4017.Wspomniany poprzednio prosty układ Maćkanie ma takiego układu i sygnał startu musibyć podawany przez trzecią osobę, lub od−dzielny układ z diodą lub piszczkiem piezo. Ja−rek wykorzystał też liczniki i wyświetlacze ob−razujące wynik. Idea jest więc godna pochwa−ły, jednak układ mógłby być prostszy, a po−nadto zawiera kilka błędów.Przykładowo nigdy nie stosuje się mecha−nicznego styku na wejściu zegarowym prze−rzutnika (4027), bo drgania styków spowodu−ją zliczenie nie jednego, tylko kilku lub kilku−nastu impulsów. Brakuje tu ponadto rezysto−ra polaryzującego. Jeśli wyjście jednego ukła−du CMOS jest połączone z wejściem innego,“po drodze” nie powinny być dołączone rów−nolegle ani kondensatory ani tym bardziej re−zystory (od tej zasady są jednak nieliczne wy−jątki). Dla uzyskania podanych częstotliwości2 i 4Hz, trzeba zastosować kwarc 32,768kHz.Ponadto sposób uruchomiania układu przezpodawanie napięcia masy jest bardzo ryzy−kowny. A tak uruchomiane są kostki 555.Układ można zdecydowanie odchudzić −wszystko wskazuje, że jedna kostka CMOS40106, zawierająca sześć negatorów z we−jściem Schmitta może zrealizować funkcjepełnione przez układy 4027, 4060, 4017, 555,555.Szczegóły pozostawiam Wam, drodzy.Spróbujcie zastąpić wspomniane kostki sześ−cioma negatorami. Na rysunku 4 podałem tyl−ko kilka z licznych sposobów wykorzystanianegatorów z wejściem Schmitta. A możewarto również tranzystory T1 i T2 zastąpićbramkami NAND lub NOR, jak w układzie z ry−sunku 1? Trudniej dostępną kostkę 4026i wyświetlacz można zastąpić układem 4017z dziesięcioma diodami LED. Spróbujcie prze−projektować układ według podanych wskazó−wek, potraktujcie to jako zadanie domowe −właśnie tu jest okazja, żeby ciekawą ideę po−daną przez Jarka zrealizować możliwie prostoi tanio. Powodzenia!Na podobny pomysł wpadł Karol Herdaz Krasnegostawu. Karol pisze: W zabawieuczestniczą dwie osoby. Każda ma przed so−bą przycisk. W urządzeniu jest linijka złożonaz diod LED. Na początku świeci się środkowadioda. Zabawa polega na jak najszybszym na−ciskaniu swego przycisku. Gdy jeden z graczynaciska szybciej od drugiego, świecący punktprzesuwa się ze środka w którąś stronę.Szybkość przesuwania zależy od różnicy częs−totliwości wciskania przycisków. Gra kończysię, gdy któryś z graczy przesunie świecącypunkt na sam brzeg linijki.Idea zaproponowana przez Karola jest bar−dzo ciekawa. Proponowany przez niego układjest jednak bardzo skomplikowany. Nie poda−ję schematu ideowego, bo układ zawiera kil−kanaście kostek, między innymi kosztownei mało popularne przetworniki LM2917N, sze−reg wzmacniaczy operacyjnych, liczne bram−ki, liczniki i dekodery. Autora można uspra−wiedliwić, bo jest bardzo młody i jak pisze,jest to jego pierwszy samodzielnie zaprojek−towany układ. Mało tego, należy go pochwa−lić za wysiłek włożony w obmyślenie całegourządzenia. Karol ma jeszcze dużo czasu, że−by wypracować w sobie cechę bardzo ważnądla każdego elektronika−konstruktora: umie−jętność uproszczania wszystkiego, co się tyl−ko da uprościć, bez utraty istotnych funkcji.A jak już zdążyliście zauważyć przy rozwiąza−niach poprzednich zadań, cecha ta nie jest po−wszechna wsród konstruktorów−amatorów.Podaną przez Karola ideę można zrealizo−wać w bardzo prosty sposób wykorzystującczterobitowy licznik rewersyjny (dwukierun−kowy) o oznaczeniu 74193. Ten popularnyi bardzo pożyteczny licznik pochodzi z rodzinyTTL, dostępny jest również w wersji 74HCSzkoła Konstruktorów193 i 74HCT193. Mało tego, ze względu nazalety, produkowana jest też wersja CMOSrodziny 4000 (napięcie zasilania 3...18V)o oznaczeniu 40193. Licznik ten ma dwa we−jścia: CLU i CLD. Podanie krótkich, ujemnychimpulsów na wejście CLU zwiększa stan licz−nika, na wejście CLD − zmniejsza. Wystarczyzastosować jedną taką kostkę, dekoder 1z16(CMOS 4514, 4515 albo 2 popularne 4028)i prosty układ kształtujący jak najkrótsze im−pulsy, złożony z bramek. Na początek gry na−leży do licznika wpisać liczbę 7 lub 8, wyko−rzystując wejście LOAD kostki 193. Oczywiś−cie z 16 dostępnych stanów licznika możnawykorzystać tylko 15, aby gracze mieli równeszanse. Dodatkowo można skrajne diody LEDzastąpić brzęczykiem − zasygnalizuje on zwy−cięstwo jednego z graczy. Impulsy podawanena wejścia kostki 193 muszą być jak najkrót−sze, nawet rzędu kilkudziesięciu czy kilkusetnanosekund, by do minimum zmniejszyć ry−zyko jednoczesnego wystąpienia impulsówna obu wejściach. Spróbujcie proszę swychsił, zaprojektujcie taki układ. Wyprowadzeniakostek 40193 (74193) i 4028 podane są na ry−sunku 5.Można też połączyć dwa liczniki 193 i za−stosować dekodery i wskaźniki 7−segmento−we. Na początku każdej rundy, do licznika (zli−czającego od 0 do 99) należy wpisać liczbę 49lub 50.Karol Herda, pomimo popełnonych błę−dów, otrzymuje drobny upominek, nie tyle zaukład, co za pomysł i próbę jego realizacji.Refleksomierze pomiaroweWitold Warda z Łodzi proponuje następu−jące rozwiązanie:Zadaniem zawodnika jest jak najszybszeuderzanie ręką w przycisk. Liczba uderzeńw ciągu na przykład jednej sekundy, jest po−Rys. 5. Wyprowadzeniaukładów 40193, 4028, 4017.ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/9713

Szkoła KonstruktorówRys. 6. Refleksomierz Witolda Wardy.Rys. 7. Obwódzerowania.kazywana przez licznik. Licznik jest kasowanywyłączeniem zasilania: po włączeniu zasila−nia, U1 i U2 są kasowane krótkim sygnałemdodatnim dzięki elementom C3 i C4. (...) Stan1 na wyjściu Q układu NE555, umożliwia pra−cę bramki U4. Możliwe jest wtedy zliczanieimpulsów z przycisku W2. Diody LED2−10wskazują jednostki, LED11−21 dziesiątki.Znów idea jest słuszna, ale układ pokazanyna rysunku 6 zawiera błędy. Na przykład dozerowania po włączeniu zasilania oprócz kon−densatora należy zastosować rezystor, jak po−kazano to na rys. 7. Licznik 4017 ze swej na−tury liczy do 10 i nie trzeba łączyć wyjścia Q9z wejściem RST. Sposób zerowania kostki U1jest więc niejako podwójnie błędny. W połą−czeniu z rysunku 6 licznik U1 liczy do dziewię−ciu, a nie do dziesięciu, na co zresztą wskazu−je liczba dołączonych diod. Sygnał dla następ−nego licznika powinien być pobierany ze specjal−nie do tego celu przeznaczonego wyjścia CO.W obwodach zasilania diod LED nie stosu−je się potencjometrów, tylko rezystory stałeo wartości zależnej od napięcia zasilania(300W ...2,2kW ).Ale ogólnie, propozycja Witka jest dobra.Nie zapomniał on na przykład zastosowaćukładu gaszącego drgania styku, czyli R3, C6i bramki z wejściem Schmitta. Brawo!Witek zaproponował liczenie impulsówz przycisku w ciągu określonego czasu. In−nym rozwiązaniem jest pomiar czasu opóźnie−nia między pojawieniem się bodźca (świetlne−go lub dźwiękowego), a reakcją polegającą nanaciśnięciu przycisku. Przeciętny czas reakcjiwynosi około 0,2 sekundy. Wśród rozwiązańznalazłem trzy propozycje tego typu. Swegoczasu sam przedstawiłem na łamach Elektro−niki praktycznej refleksomierz mierzący czasreakcji (EP 11/94).Andrzej Lehr z Krakowa nadesłał schematrozbudowanego czterocyfrowego licznika,sterowanego generatorem kwarcowym1MHz, zbudowanego z układów TTL LS. Niezamieszczam schematu, bo nie polecam po−czątkującym elektronikom budowy układówz kostek TTL w wersji bipolarnej. Ponadto Au−tor popełnił błędy w układzie sterowania. Przynietypowym wykorzystaniu bipolarnych kos−tek TTL trzeba dokładnie rozumieć szczegółybudowy stopni wejściowych i płynących tamprądów. Ze wszystkimi kostkami CMOS jestinaczej, bo ich wejścia w ogóle nie pobierająprądu. Niestety Andrzej o tym zapomniał i je−go układ nie będzie pracował. Szczegóły doty−czące układów TTL i CMOS poznacie stopnio−wo w nowym cyklu o układach cyfrowych,który właśnie zaczyna się w EdW.Niemniej jednak projekt Andrzeja wyróżniasię kilkoma cennymi rozwiązaniami. Rysuneki opis są bardzo staranne. Przełącznik umożli−wia wybór bodźca: świetlny lub dźwiękowy.Sam jestem ciekawy, czy czas reakcji na róż−ne bodźce będzie jednakowy, czy będzie sięznacznie różnił. Czterocyfrowy licznik Andrze−ja pozwoli precyzyjnie określić wyniki (oczy−wiście trzeba przeprowadzić większą ilośćprób).Ponadto Andrzej, jako jeden z nielicznych,proponuje wykorzystanie tylko jednego przy−cisku zarówno do zerowania układu, jak i dowłaściwej zabawy.Dużo prostszy układ, ale działający na zbli−żonej zasadzie, nadesłał Damian Tenderaz Radostowic. Układ zawiera bramki NOR4001 i licznik 4017, sterujący dziesięciomaLEDami. Damian przeprowadził nawet szeregprób, ale jego układ nie działał zgodnie z ocze−kiwaniami. Wszystko dlatego, że Autor zapo−mniał o kilku drobiazgach.Podobny, trochę bardziej rozbudowanyukład proponuje Piotr Wójtowicz z Bodzecho−wa. Schemat refleksomierza jego pomysłujest pokazany na rysunku 8. Autor pisze: Cho−Rys. 8. Refleksomierz Piotra Wójtowicza.14 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/97

Szkoła KonstruktorówRys. 9. Wstępny schemat blokowy.Rys. 10. Przebiegi czasowe w układzie z rysunku 9.Rys. 11. Poprawiony schematblokowy.dzi o jak najszybsze naciśnięcie przycisku S1(STOP). Układ scalony 555 działa jako prze−rzutnik astabilny, dioda D1 ukazuje stan na je−go wyjściu. Gdy jest tam stan wysoki, genera−tor na bramce C jest uruchamiany przezwzmacniacz na T2. Jednocześnie włącza sięgenerator na bramce D, uruchamiający prze−twornik piezoceramiczny. Generator na bram−ce C jest podłączony do wejścia licznika4017, który zlicza jego impulsy. Aby wyłączyćgenerator na bramce C należy przycisnąćprzycisk STOP. Wtedy zatyka się tranzystorT2 i wyłączają generatory. Przycisk S2 służydo zerowania licznika.Po usłyszeniu sygnału z przetwornika pie−zo szybko naciskamy przycisk S1. Wtedy nawyświetlaczu D2...D11 odczytujemy wynik −im mniej diod się świeci, tym lepszy refleks.Nie znaczy to jednak, że układ jest dopra−cowany. Przede wszystkim element S1 musibyć przyciskiem mającym dwa stany stabilne(załącz, wyłącz), a nie przyciskiem działającymchwilowo, jak sugeruje to schemat. Ponadtoukład jest zbyt rozbudowany.Już wcześniej namawiałem Was do mak−symalnego uproszczenia układu, tu muszęudzielić kolejnych rad. Przed przystąpieniemdo projektowania układu należy przeprowa−dzić analizę, co chcemy osiągnąć, czyli jakukład ma działać. Dobrze jest na tym etapiewyobrazić sobie układ jako przysłowiowączarną skrzynkę i dokładnie określić jakie za−dania ma ona realizować. Jakie będą wejścia?Jakie wyjścia? Jakie sygnały pojawią się nawejściach i wyjściach? Jakie będą zależnościczasowe między sygnałami?Ponieważ idea zaproponowana przez Piot−ra jest bardzo dobra, spróbujmy wspólnie za−projektować układ od początku.Po usłyszeniu sygnału z brzęczyka (lub pozaświeceniu diody) gracz powinien jak naj−szybciej nacisnąć przycisk STOP.Wejściem naszego układu na pewno bę−dzie przycisk STOP. Możemy zastosowaćdwa następne przyciski: START i KASOWA−NIE, ale lepiej byłoby funkcje startu i kasowa−nia zrealizować automatyczne. Szczególniestart nowego cyklu powinien następowaćbez udziału gracza.Rys. 13. Przebiegi czasowe.Do wyświetlania wyniku, czyli czasu reak−cji, służyć będzie linijka diod LED sterowanakostką 4017. Wyjściem będzie też brzęczykpiezo i dioda LED. Dla uproszczenia decyduje−my się na brzęczyk zawierający własny gene−rator.Na początek schemat blokowy układu mo−że wyglądać tak, jak na rysunku 9. Natomiastprzebiegi w układzie mogą być takie, jak narysunku 10. Po analizie obu rysunków docho−Rys. 12. Ostateczny schemat ideowy.dzimy do wniosku, że układ nie jest dobryi należy go zmodyfikować, aby można było za−stosować przycisk o działaniu chwilowymi żeby natrętny brzęczyk pracował krótko, odpoczątku cyklu do naciśnięcia przyciskuSTOP. Do tego celu trzeba wykorzystać jakiśukład zapamiętujący impulsy − oczywiście bę−dzie to przerzutnik typu RS. Po modyfikacjischemat blokowy będzie wyglądał jak na ry−sunku 11. Próbujemy go zrealizować jak naj−ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/9715

Szkoła Konstruktorówprościej: wykorzystamy bramki NAND z we−jściem Schmitta, czyli kostkę CMOS 4093.Schemat ideowy może wyglądać jak na rys.12. Przebiegi czasowe w jego ważniejszychpunktach będą takie, jak na rysunku 13.Generator z bramką U1A wyznacza kolej−ne cykle. Jeden cykl (przebieg A) powinientrwać przynajmniej kilka lub kilkanaście se−kund. Nie może być krótszy, bo czas wy−świetlania wyniku będzie za krótki i graczmógłby przyzwyczaić się do rytmu pracy ge−neratora.Krótki impuls wytwarzany przez opadającezbocze przebiegu A ustawia przerzutnik RSzbudowany z bramek U1C i U1D. Stan niskiw punkcie E zaświeca diodę LED X i urucha−mia brzęczyk. Natomiast wysoki stan sygnałuD uruchamia generator zbudowany na bram−ce U1B. Impulsy z tego generatora są zlicza−ne w liczniku 4017 i wyświetlane do czasuskasowania licznika przez sygnał G (wytwa−rzany przez posnące zbocze sygnału A).Przy praktycznej realizacji układu należało−by przewidzieć możliwość regulacji częstotli−wości generatora U1B, stosownie do stopniawytrenowania graczy − stąd potencjometrPR1.Oczywiście przy projektowaniu płytki dru−kowanej, bramki można zamieniać miejscamitak by układ połączeń był jak najprostszy.Dobranie wartości elementów pozostawiamCzytelnikom. Może ktoś zechce wykonać takiukład?A teraz zadanie domowe dla bardziej za−awansowanych Czytelników. Zechcą oniprzeanalizować połączenia wejść licznika4017. Przy połączeniu wejścia CLI (nóżka 13)do masy, licznik reaguje na narastające zbo−cza impulsów podawanych na wejście CL (n.14). Natomiast przy połączeniu CL z plusemzasilania, wejście CLI reagowałoby na opada−jące zbocza podawanych na nie impulsów.Która wersja jest lepsza?Porównanie rysunków 8 i 12 pokazuje, żenaprawdę warto przeprowadzić dokładnąanalizę założeń i celów, bo zazwyczaj pomagato zrealizować postawione zadanie w sposóbdużo prostszy i tańszy, niż wygląda to na po−czątku. Właśnie umiejętność takiej analizyjest bardzo cenną cechą każdego konstrukto−ra. Warto więc nabywać takiej umiejętności.Właśnie Szkoła Konstruktorów ma w tym po−magać.Nie chcę tu krytykować projektu PiotraWójtowicza. Piotr jest młody i dopiero sięuczy − za nadesłane rozwiązanie otrzyma na−wet drobny upominek.Bardzo ciekawy projekt refleksomierzaprzysłał Waldemar Rogowski z Sieradza.Układ jest rozbudowany (zawiera 40 układówscalonych) i niewiele osób zdecydowałobysię na jego budowę w warunkach domo−wych. Idea jest zapożyczona z urządzenia dobadania refleksu zawodowych kierowców.Na płycie czołowej umieszczona jest tablicazawierająca sto przycisków rozmieszczonychw dziesięciu rzędach i dziesięciu kolumnach.Każdy rząd i każda kolumna mają swoje diodyświecące. W trakcie pracy urządzenia w pew−nych odstępach czasu zapalają się po dwiediody, jedna przy rzędzie, druga przy kolum−nie. Zadaniem zawodnika jest jak najszybciejnacisnąć przycisk umieszczony na skrzyżowa−niu wyróżnionego rzędu i kolumny. Dwucyf−rowy wyświetlacz pokazuje czas opóźnienia.Autor proponuje wykorzystanie kostekCMOS 4017, 4001, 4026 i 4073.ZręcznościomierzeNadesłaliście kilka innych interesującychpropozycji dotyczących pomiaru zręczności.Na przykład Michał Kobierzycki z Grójcaproponuje wykonanie zabawki, w którejw ciągu jak najkrótszego czasu należy włożyćkilkanaście klocków o różnym kształcie w od−powiednie otwory. Rzeczywiście, może byćto znakomita zabawka dla mniejszych dzieci.Pomysł Michała jest dobry, zaproponowanyukład elektroniczny jest poprawny (choć zbu−dowany z układów TTL, które nie są do tegocelu najlepsze). Natomiast istotną wadą pro−pozycji jest konieczność wykonania dośćskomplikowanych elementów mechanicz−nych. Wiadomo, że sprawy mechaniki są naj−większą zmorą elektroników. Jedynie prze−róbka gotowej, fabrycznej zabawki daje szan−sę realizacji układu zaproponowanego przezMichała.Ciekawy układ zaproponował Tomasz Kućz Babimostu. Tomek pisze: Mój projekt miałdziałać podobnie jak bardzo popularne i taniegry rosyjskie, tak zwane “jajka”. Polegały onena tym, że postać łapała jajka. Gdy je złapała,następowało dodanie punktu, gdy nie − odję−cie szansy. Ja postacie z tych gier zastąpiłemprzez cztery zielone LEDy, a przesuwające sięjajka, przez czerwone LEDy.Schemat ideowy zaproponowany przezAutora zawiera kilkanaście układów scalo−nych CMOS. Zawiera też błędy uniemożliwia−jące jego realizację, dlatego nie zamieszczamtego schematu. Idea jest jednak bardzo cieka−wa, a i szczegóły układowe wzbudzają zainte−resowanie. Zachęcam Tomka do dalszychprób. Zacznij jednak od prostszych układów.Nie mogę też pominąć propozycji Krzysz−tofa Kaliszewskiego z Opoczna. Oto frag−ment jego listu: Proponuję układ do gry w łap−ki. Układ ma na celu zliczanie ilości uderzeńprzeciwnika w dłonie. Gdy przeciwnik spudłu−je, przełączamy przełącznik na zliczanie ude−rzeń drugiego gracza. Do wejścia We1 podłą−czamy zasiski. Zaciski przypinamy np. do uszuzawodników i gramy. Jako wyświetlacz służądiody LED.Układ zlicza impulsy powstające podczasdotknięcia rąk zawodników − reaguje na zmia−ny rezystancji pętli.Krzysztof proponuje wykorzystanie prze−rzutników JK 7472 z rodziny TTL. Cztery prze−rzutniki tworzą licznik 0...15. Cztery diody po−łączone z wyjściami licznika mają wagi 1, 2, 4,8. Pozwalają więc odczytać stan licznika.W układzie występują dwa takie liczniki i do−datkowo bramki, co daje w sumie dziesięćkostek. Dowcipnego pomysłu trzeba Krzysz−tofowi pogratulować, zwłaszcza krokodylkazaciśniętego na uchu. Natomiast każdemu,kto chciałby praktycznie wykonać taki układproponuję wykorzystanie kostki CMOS 4520,zawierającej dwa niezależne czterobitoweliczniki binarne. Trzeba wtedy zastosowaćukład kształtowania impulsów z bramkąSchmitta. Można też wykorzystać znaną kost−kę 4017, której wejścia wyposażone sąw układ Schmitta − wtedy wystarczy zastoso−wać na wejściu prosty układ RC współpracu−jący z pętlą zawierającą zaciski dołączone dozawodników.Do tej grupy rozwiązań należy też zręcz−nościomierz opracowany i wykonany przezKrzysztofa Paprzyckiego z Wrocławia. Sche−mat ideowy pokazany jest na rysunku 14,a model na fotografii. Oto fragmenty listu:Do czego służy “zręcznościomierz elektro−niczny”?Oczywiście do zabawy i testów sprawnoś−ciowych. Bawiąc się, ćwiczymy precyzyjnemanewry dłonią. Przyda się to przy montażupowierzchniowym SMD.Jak grać?W całej zabawie chodzi o to, aby przejśćpo torze ze srebrzanki, za pomocą kółka tak,aby jak najmniej razy dotknąć toru, to znaczyzewrzeć obwód. Liczy się również czas prze−jścia. Gdy przekroczymy limit dotknięć (w mo−delu 9) lub limit czasu (ok. 40 sek) to dźwiękprzerwie nam zabawę, po prostu GAMEOVER. Trudność regulujemy za pomocąkształtu, długości toru i wielkości oczka oraz−przy pomocy limitu czasu (regulacja VR2). Gręmożna urozmaićić dowolnie, np dla pełno−letnich − po jednym drinku. Albo za oczkomoże służyć pierścionek jakiejś osoby.(...)16 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/97

Szkoła KonstruktorówRys. 14. Układ Krzysztofa Paprzyckiego.Rys. 15. Sterowanie diod LED.Jak to działa?Licznik 4017 U3 służy do zliczania dotknięćtoru. Rezystor R3 polaryzuje napięciem 0Vwejście zegarowe 14 CLK. Kondensator C8zwiera drobne impulsy, występujące maso−wo na obwodzie tor−oczko, które mogłyby fał−szować wynik. Od jego pojemności zależy,kiedy układ zliczy kolejne dotknięcia toru.Dzieje się tak, ponieważ po dotknięciu, zosta−je on naładowany i utrzymuje stan 1 przez pe−wien czas.W podobny sposób działa licznik U2. Czasna przejście “labiryntu” wyznacza generatorna bramkach a i b układu 4001B. Układ gene−ruje tylko wtedy, gdy wejście U1a jest w sta−nie 0. Zapewnia ro R5. Zawieszenie oczkaz na zawieszkach spowoduje zaprzestanie ge−neracji.Generator astabilny U1c i U1d zasila syg−nałem przerywanym piezo z generatorem.Dźwięk oznacza GAME OVER.Gdy liczniki U2 lub U3 zliczą do 10, wtedynastępuje zaświecenie żółtych diod D10i D20 oraz włączenie brzęczyka piezo.Przycisk S1 zeruje układ i przygotowuje godla kolejnego gracza.Gratuluję Krzysztofowi kolejnego udanegopomysłu! Układ pokazany na rysunku 14 jestpoprawny, choć trochę dziwnie narysowany −zazwyczaj ujemną szynę zasilającą rysujemyniżej niż dodatnią, bo ułatwia to analizę ukła−du. Jedynym drobnym błędem jest bezpo−średnie zwarcie dwóch wyjść − nóżek nr 11kostek U2 i U3. Układ działa, choć po poja−wieniu się stanu wysokiego na jednymz wyjść niepotrzebnie płynie prąd międzyobydwoma wyjściami nr 11. Przy napięciu za−silania w granicach 8,2V prąd ten wynosi oko−ło 8mA. Całkowity pobór prądu w czasie grywynosi około 35mA, a w stanie alarmu około82mA. Jest to dużo, jak na układ zasilanyz baterii 9V typu 6F22. Zwykła bateria tego ty−pu ma pojemność rzędu 100mAh, przy takichprądach szybko się wyczerpie.W układach zawierających współczesne,wysokosprawne diody LED, zazwyczaj prąddiody wynosi około 5...10mA, co daje wystar−czającą jasność. Niekiedy wystarczy prąd2mA − wtedy lepiej zastosować mniejsze dio−dy, np. 3mm, bo będą lepiej widoczne.W układzie Krzysztofa prąd diod wyzna−czony jest przez rezystancję wewnętrznąwyjść układów U2 i U3 (oraz rezystor R10).Dla zmniejszenia prądu diod zazwyczaj stosu−je się szeregowy rezystor ograniczający,umieszczony między katodami diod a masą.Dla ścisłości należałoby dodać, iż choć układtaki jak na rysunku 15a jest powszechnie sto−sowany w konstrukcjach amatorskich, przynapięciach zasilania wyższych niż 10V, częstoprzekroczone jest dopuszczalne dla diodświecących napięcie wsteczne, wynoszące5V. W uproszczeniu pokazuje to rysunek 15b.Podane wartości napięć są przykładowe, po−nieważ zastępcza rezystancja wewnętrznawyjść (oznaczona Rout) maleje ze wzrostemnapięcia zasilającego. Występuje też rozrzutwartości tej rezystancji pomiędzy egzempla−rzami kostek różnych producentów.Aby nie przekraczać dopuszczalnego na−pięcia wstecznego diod LED, przy napięciachzasilania większych niż 9V należy stosowaćrozwiązanie z rysunku 12, zawierające dzie−sięć rezystorów.Pomimo wspomnianej drobnej niedoróbkimodel pokazany na fotografii działa popra−wnie − sam się nim bawiłem. A Krzysztof zaswój układ otrzymuje większą część puli na−gród. Mam nadzieję, że elementy i zestawywybrane w ramach nagrody ułatwią mu reali−zację wielu następnych, ciekawych układów.ŚmieszkiGrzegorz Zawada z Gorzowa Wlkp. zapro−ponował skonstruowanie urządzenia wyposa−żonego w mikrofon, które po “usłyszeniu” ja−kichkolwiek dźwięków odtwarzałoby śmiechzapisany w kostce ISD. Pomysł taki może być(i jest) z powodzeniem wykorzystany w róż−nych sytuacjach. Zazwyczaj odtwarzany jestnie tyle śmiech, co szczekanie dużego psa.Jest to dobry sposób na skonstruowanieelektronicznego psa, czyli układu odstraszają−cego amatorów cudzego mienia.Natomiast Piotr Maksymiuk z Łęcznejprzedstawił układ WC−śmiaczki (rysunek 16).W swym bardzo ciepłym liście napisał międzyinnymi:Do czego to służy?Oczywiście do robienia dowcipów. Urzą−dzenie WC−śmiaczka służy do zdenerwowa−ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/9717

Szkoła KonstruktorówRys. 16. WC−śmiaczka PiotraMaksymiuka.nia (czytaj − rozśmieszenia) osób w momen−cie, w jakim najmniej się tego spodziewają,czyli w... WC! Działa (przynajmniej powinno)w ten sposób, że umieszczone w ubikacji dzi−kim śmiechem reaguje na przebywanie tamistoty ludzkiej poszukującej samotności.Jak to działa?Wbrew pozorom nie posiada żadnych sen−sorów zapachowych, jednak i tak działa sku−tecznie. Normalnie, kiedy w WC jest ciemnoukład pozostaje w spoczynku. Kiedy tylko fo−totranzystor T1 zostanie oświetlony, U1 za−czyna generować impuls o czasie trwania wy−znaczonym przez R3, R4 i C1 (około 12 se−kund). Czas ten pozwala nieświadomej ofie−rze zająć dogodną pozycję... Gdy ten czasupłynie, opadające zbocze impulsu z wyjściaU1 uruchomi nasz odtwarzacz.Nagrywanie należy przeprowadzić w od−dzielnym układzie − umożliwi to zmniejszenierozmiarów śmiaczki.Ukłąd po niewielkiej przeróbce można za−stosować do straszenia nocą. Na przykład pozgaszeniu światła i położeniu się do łóżka, na−sza ofiara słyszy wydobywający się spod zie−mii rozdzierający krzyk...Piotr przyznaje, że korzystał z układówpublikowanych w EdW, jednak za pomysłprzyznaję mu nagrodę − po otrzymaniu formu−larza, będzie mógł w ramach nagrody zamó−wić na przykład kostkę ISD i zrealizować po−mysł w praktyce. Życzę mu, żeby jego ofiarynie były zbyt nerwowe i porywcze.Przypominam też, że do współpracy z kos−tkami ISD trzeba stosować możliwie dużegłośniki (minimum o średnicy 10cm), by uzys−kać przyzwoitą jakość dźwięku.Ponadto proponuję przerobić układ opóź−niający i zastąpić kostkę 555 jakimś układemCMOS, choćby bramkami z kostki 4093. Po−zwoli to zmniejszyć pobór prądu w spoczynkupraktycznie do zera. Warto też zmienić spo−sób sterowania układu ISD i wykorzystaćkońcówkę PD, wprowadzającą układ w stanspoczynku.BombaTrzy osoby proponują wykonanie swegorodzaju bomby.12−letni Sylwester Pardyka z Kielc przysłałprojekt układu z licznikiem liczącym w dół.Gdy “saper” nie zdąży i licznik dojdzie do ze−ra, rozlegnie się głośny dźwięk. Niestety niebardzo wiem, o co Sylwkowi chodziło, gdynapisał, że zadaniem sapera jest zatrzymanieukładu za pomocą przycisku. Czy ten przyciskmiałby być gdzieś ukryty?Sam pomysł, wzorowany na licznych fil−mach sensacyjnych jest ciekawy. Należałobytylko obmyślić na czym polegałoby zatrzyma−nie układu. Układ można wzbogacić o układ“cykania” wykorzystujący brzęczyk lub mem−brankę piezo.Z kolei Norbert Jaroszewicz z Białegosto−ku proponuje sposób, który jak sam pisze,może kogoś przyprawić o zawał serca. Jegoukład umieszczony ma być w paczce. W mo−mencie otwarcia paczki mechaniczny wyłacz−nik uruchomi generator i licznik 4017 z dzie−sięcioma diodami LED. Po zliczeniu dziesięciuimpulsów, tranzystor poda napięcie zasilającena kondensator elektrolityczny włączony od−wrotnie. Według Autora kondensator wy−strzeli z wielkim hukiem. Wiem coś o rozwa−laniu elektrolitów; jednak układ pokazany narysunku 17 moim zdaniem nie zadziała. Oczy−wiście nie polecam nikomu takich ekspery−mentów.Natomiast umieszczenie w paczce bardzogłośnej syreny alarmowej piezo, ewentualniezastosowanie cykającego i mrugającego ukła−du odliczania, może być mniej groźnym po−mysłem.Trzeci zwolennik “bomby”, Andrzej Li−sowski z Odrowąża, słusznie proponuje wy−Rys. 17. Propozycja Norberta Jaroszewicza.korzystanie fotoelementu uruchamiającegoukład po otwarciu paczki. Jednak narysowanyprzez niego układ nie zadziała, bo fotorezystornie może być umieszczony szeregowo w ob−wodzie zasilania. Ponadto Andrzej otarł sięo plagiat, nie napisał bowiem, skąd przeryso−wał układ generatora, a na pewno nie jest tojego opracowanie.Inne pomysłyOtrzymałem kilka rozwiązań zawierającychukłady do sterowania diod świecących. Układbiegnących napisów proponuje wspomnianyjuż Jarosław Chudoba. Paweł Głogowskiz Łaska narysował kilka prostych generator−ków, a nawet przysłał prościutki model.Marcin Kotowski z Lublina proponuje wy−korzystanie kostek UCY7400 i 74164.Wspomniany już Maciej Sypniewski podałpropozycję wykorzystania mikroprocesoraPIC, jest to jednak tylko ogólna idea. Podałteż schemat podwójnej elektronicznej kostkido gry.Paweł Pater z miejscowości Goszcz pro−ponuje wykonanie układu do losowania liczbDużego Lotka i Multilotka.Bogdan Woźniak z Wrocławia podjął am−bitne zadanie stworzenia elektronicznej gryw okręty, czy jak inni mówią − w statki. Oczy−wiście układ jest bardzo prosty, ale ważnejest, że Bogdan próbuje swoich sił. Bogdanai innych początkujących zachęcam do prak−18 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/97

tycznego zbudowania jakiegoś prostego ukła−du, to naprawdę daje dużo satysfakcji.Zarówno Bogdan Woźniak, jak i SzymonDolny z Zabrza proponują wykorzystanie ukła−dów z melodyjką typu UM66. Rzeczywiściesą to kostki znakomicie nadające się do róż−nych rozrywkowych konstrukcji.Na koniec chciałbym jeszcze podać na−zwiska Kolegów, którzy nadesłali garść cieka−wych pomysłów. Cezary Rytwiński z Lubskapodał prosty projekt strzelnicy świetlnej i ilu−minofonii. Grzegorz Dolatowski z Lublina po−daje kilka możliwości wyzwalania kostek ISDdźwiękiem lub światłem. Natomiast KrzysztofWinkiel z Koluszek proponuje między innymizastosowanie układów ISD i termistora dobudowy “gadającego piekarnika”. Po rozgrza−niu piekarnika gospodyni słyszałaby co jakiśczas ciche westchnienia typu: Za gorąco, wy−łącz mnie, proszę, lub podobne. Przedniamyśl! Oprócz piekarnika, można w ten spo−sób “wzbogacić” inne urządzenia. Krzysztofproponuje też wykorzystanie pilota z kodemRC−5 do przełączania kanałów w telewizorze.Nie jest jednak łatwe takie skupienie wiązkipromieniowania, by pilotem przez okno wpły−wać na odbiornik w sąsiednim bloku.Wszystkich wymienionych Kolegówchciałbym serdecznie pochwalić za zapropo−nowane rozwiązania. Jak zauważyliście, z bra−ku miejsca nie mogę szczegółowo przedsta−wić i przeanalizować każdego projektu. Za−chęcam natomiast do samodzielnych próbi uczenia się na błędach. Wszystkiego nie dasię przewidzieć i opisać na papierze. Do−świadczenia nabywa się budując układy.Przy okazji pochwał muszę też wspomniećo sprawach przykrych. Otrzymuję informacje,że niektóre schematy przysyłane jako rozwią−zania są żywcem “zerżnięte” z literatury. Niemam nic przeciwko korzystaniu z literatury,wręcz przeciwnie − jest to konieczne. Jednaktrzeba zachować minimum przyzwoitościi podać informację że układ nie jest opraco−wany samodzielnie. Jak zauważyliście w po−przednich zadaniach, nie uniemożliwia tootrzymania nagrody.Tymczasem nadal otrzymuję “rozwiąza−nia” przepisane z literatury. Na przykład Grze−gorz Kempka z Siedlec przysłał przerysowałskądś stary układ generatora na pięciu tran−zystorach, który w zależności od zwory łączą−cej punkty oznaczone A, P, S ma rzekomowydawać dźwięki naśladujące sygnał strażypożarnej, ambulansu lub radiowozu policyjne−go. Może i tak jest, choć nie jestem o tymprzekonany.PodsumowaniePula nagród zostaje podzielona międzyKrzysztofa Paprzyckiego i Piotra Maksymiuka.Wyróżnienia w postaci drobnych upominkówotrzymają Piotr Wójtowicz i Karol Herda.W podsumowaniu muszą stwierdzić, żejestem zadowolony z Waszych propozycji. Za−uważyłem, że niektórzy z was, bardzo młodziwiekiem, naprawdę zaczynają być konstruk−torami. Wiek to nie wszystko − przekonujęsię, iż czternasto− i piętnastolatki potrafią za−projektować i wykonać układ spełniający po−żyteczną funkcję. Ale otrzymuję też schematyod znacznie starszych uczestników Szkołyi proponowane układy nie mają żadnychszans działać.Być może zauważyliście, że dwóch uczes−tników zredagowało swoje listy w postaci ta−Szkoła Konstruktorówkiej, jaką mają opisy małych układów serii2000. Bardzo się z tego cieszę. Już widzę, żeniektórzy z Was za jakiś czas staną się praw−dziwymi autorami EdW. Jeśli opracujecie cie−kawy układ i wykonacie model, możecieoczywiście napisać artykuł i przysłać do re−dakcji. Jeśli zostanie pozytywnie oceniony,zostanie opublikowany na ogólnie przyjętychzasadach. Nie przysyłajcie od razu modelu,tylko list i fotografię, bowiem redakcja niezwraca niezamówionych materiałów.Nie przysyłajcie natomiast wymyślonychprzez Was i Waszym zdaniem genialnychschematów, jeśli ich nie zrealizujecie na płyt−ce. Schematów to my mamy setki i tysiące −pamiętajcie, że w EdW przedstawia się wy−łącznie projekty zrealizowane i sprawdzone.W redakcji pojawiło się trochę takich “ge−nialnych” projektów, działających tylko na pa−pierze. Ktoś nas chciał kiedyś uszczęśliwićschematem wzmacniacza klasy A o mocywyjściowej... 500W. Biedaczyna nie wspo−mniał tylko, jak odprowadzić i rozproszyć kilkakilowatów mocy strat, jakie powstałyby w ta−kim wzmacniaczu. Niektóre papierowe pro−jekty wyglądają nawet sensownie, ale napewno nie zostaną opublikowane bez spraw−dzenia. Dlatego wszystkich Czytelników EdWgorąco zachęcam do praktycznych ekspery−mentów. Jeśli zrealizujecie jakiś ciekawy po−mysł z podanych powyżej, macie szansę napublikację w ramach Forum Czytelników.Zachęcam do udziału w bieżącym zadaniu,a także w następnych edycjach konkursu.Wasz instruktorPiotr GóreckiCd. ze str. 6Szanowna Redakcjo!Jestem bardzo zadowolony z wiedzyelektronicznej przekazywanej przez Waszmiesięcznik.Pracuję jako fotolaborant−fotograf i częs−to mam do czynienia z układami elektro−nicznymi do produkcji zdjęć. (...) Gdzieuzyskać informacje na temat urządzeńdo pomiaru światła (barwy i natężenia),systemów pomiarowych i rozwiązań tech−nicznych analizatorów barw stosowanychw fotografii.Interesuje mnie to, bo chciałbym zbudo−wać taki analizator, który mierzyłby bar−wę i światło za pomocą kawałka światło−wodu i sterowałby filtrami i żarówką po−większalnika. (...)Stanisław Grabiasos. Zachód B−21i/973−110 Stargard SzczecińskiDawniej wielu młodych ludzi zajmowałosię fotografią czarno−białą. Dziś praktycz−nie nikt nie robi w łazience kolorowychodbitek, bowiem w procesie wywoływa−nia trzeba ściśle przestrzegać paramet−rów technicznych, między innymi trzebautrzymać temperaturę z dokłądnością0,5 o C.Także temat analizy barwy światła nie jestwcale prosty. Potrzebne są czujniki mie−rzące poszczególne barwy składowe,procesor przetwarzający wyniki oraz urzą−dzenia wykonawcze sterujące filtramii czasem naświetlania. Dodatkowo urzą−dzenie musi umożliwiać wprowadzanieinformacji o czułości i korekcji wstępnejużywanego papieru. Z uwagi na dużąliczbę czynników, które należałobyuwzględnić w projekcie, jest to trudne za−danie nawet dla biura konstrukcyjnego,a na pewno nie poradzi sobie z nim na−wet średnio zaawansowany amator−elek−tronik. Dlatego w najbliższym czasie nieprzewidujemy tego tematu w EdW. Jeślijednak ktoś miałby informacje interesują−ce naszego Czytelnika, niech skontaktujesię z nim bezpośrednio.Realizujemy prośbę naszego CzytelnikaM. Adamczyka z Niedzicy − oto informa−cje na temat kostki 74154:Jednocześnie informujemy, że stary krajo−wy dekoder zdalnego sterowania o ozna−czeniu MC1025 nie potrafi dekodowaćsygnałów standardu RC−5. Nie uda sięwięc tą drogą, tanim sposobem zastąpićkostki SAA3049.Witold Miloch z Gdańska napisał rzeczo−wy list dotyczący robotyki, oprogramo−wania i popularności sprzętu komputero−wego. Dziękujemy za uwagi − zgadzamysię z nimi w całej pełni. Postaramy sięspełnić oczekiwania, choć zdajemy sobiesprawę, że stoimy przed bardzo trudnymzadaniem. Tak się złożyło, że praktycznąodpowiedzią na list jest Kącik elektronikaamigowca, który otwiera swe podwojewłaśnie w tym numerze. Będziemywdzięczni za następny list z uwagami natemat EdW za kilka miesięcy − jak naszestarania widać od strony Czytelników.A na razie za poruszenie problemów, któ−re są naszą wspólną troską, Witold otrzy−muje upominek − książkę.Cd. na str. 75ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/9719