ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1985-18 issue february

nr. 18 februari 1985 f 4,25 Bfrs. 8 4

tijdschrift voor hobby -elektronica cassette-interface voor Commodore-computers aktieve korte-golfantenne alles over FETs naderingsschakelaar

ïflt M&K 3 e jaargang nr. 2 februari 1985 ISSN 0167-7349

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

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

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

Redaktie Nederland: P.E.L. Kersemakers (hoofd landgroep), J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, I. Gombos, Redaktie buitenland: A. Schommers, R.Ph. Krings

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

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

Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

Geen beweging! Want de minste of geringste verplaatsing is voldoende om ontdekt te worden door de naderingssensor uit dit nummer. Deze schakeling is zeer gevoelig en reageert op de verandering van het elektrostatische veld dat in elke ruimte aanwezig is. naderingssensor blz. 2-20

Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen Vormgeving: C. Sinke Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs

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

uit de inhoud

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

De FET is een elektronische komponent waarvan de werking door de meeste hobbyisten niet goed wordt doorschouwd. In deze Elex komt u er heel wat meer over te weten, want diverse artikelen zijn hieraan gewijd. Wat dacht u bijvoorbeeld van een eenvoudige testschakeling voor het kontroleren van FET's? FET-tester blz. 2-12

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

Een goede antenne is de beste hoogfrekwentversterker, dat is een wijsheid die u elke kortegolf-hobbyist kan vertellen. Voor degene die niet kan beschikken over zo'n optimale antenne, is deze keus interessant: een aktieve antenne. Zo haalt u toch alles eruit wat erin zit. "radio aktief" blz. 2-10

elextra

2-04

komponenten

2-46

muzikale deurbel Een melodie-IC uit een muzikale wenskaart zorgt voor een vrolijk deuntje als iemand op de belknop drukt.

2-42

informatie, praktische tips

zelf bouwprojek ten "radio-aktief" een "aktieve antenne" voor korte golf-hobbyisten.

2-10

FET-tester Een schakeling voor het kontroleren van de werking van N-kanaal-FET's.

2-12

diode-sensortoets Een heel aparte, maar toch eenvoudig opgebouwde sensor die reageert op de lichaamswarmte.

2-14

automatische zaklantaarn Een zaklantaarn zonder aan/uit-schakelaar! Ze gaat automatisch branden als ze in de hand wordt genomen.

2-18

naderingssensor Een schakeling die reageert op een verandering van het elektrostatische veld in de ruimte waar ze wordt opgesteld.

2-20

dubbele voeding Een positieve en negatieve voedingsspanning op één printje. Vooral handig voor opamp-schakelingen.

nieuwe produkten

2-15

kaleidoskoop

2-17

boekenmarkt

2-23/2-43

familie FET De verschillende soorten FET's op een rijtje gezet.

2-24

'n tip Een paardje van LED's en weerstanden.

2-28

de VMOSFET BS 170 Eenvoudige schakelingen met een moderne VFET.

2-39

grondbeginselen hoe zit dat? Wat is een FET en hoe werkt hij?

2-09

2-26

FET - Field Effect Transistor Een uitgebreidere toelichting op de werking van de FET.

2-16

supersimpele cassette-interface Zet de data van uw Commodore 20 of 64 op een gewone cassette-recorder.

2-29

wat(t) rekenwerk Wat is elektrisch vermogen?

2-32

2-34

FET-basisschakelingen Zo werken we met FET's in de praktijk.

2-36

platenspelerlamp Een tijd-schakeling die zorgt voor een korte belichting van plaat en arm, instelbaar tussen 30 en 150 sekonden.

kursus ontwerpen, deel 4 De potentiometer en de transistor.

2-44

bij de voorpagina De wat rommelig aandoende foto die deze keer op de omslag prijkt, geeft de lezer een idee van de gang van zaken in het Elex-lab. Er komt nogal wat kijken bij het testen van een nieuwe Elex-schakeling: voeding(en), skoop, multimeter, soldeerbout, boormachientje en natuurlijk een kop koffie om de ontwerper goed wakker te houden! Het kleine kunstwerk op de rode achtergrond is een van LED's en weerstanden gemaakt paardje, dat een van onze medewerkers in een kreatieve bui in elkaar soldeerde. De donkere vlek op de bovenste foto bevat een IC. Op deze wijze is geen behuizing nodig. De print komt uit een muzikale wenskaart.

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

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet " L P " op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar. Wii'ismgBXimm tSMÊM>mtïiS"iMf»m

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico ) = 10-' 2 = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10 9 = een miljardste \i = (microl = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10~3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = 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 kQ = 3900 Q 6M8 = 6,8 MQ = 6 800 000 Q 0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 n F = 0,000 000 0056 F 4^7 = 4,7 )jF = 0,000 0047 F De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

P o s t b u s 121 6 1 9 0 AC

Beek

(I

Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten:

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 " & " , " S I " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

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. De zich 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 Elex-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 watt-soldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeerwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alle onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 a 2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op.

10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.

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

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

"Drain, source, gate, P-kanaal, N-kanaal", allemaal kreten die u in dit nummer regelmatig zult tegenkomen. Ze horen namelijk bij de rode draad die door deze Elex loopt: de FET, oftewel field effecttransistor (in goed Nederlands heet zo'n ding een veldeffekt-transistor). In tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden, heeft een FET eigenlijk maar één ding met een gewone tor gemeen: ze sturen beide stroom. Voor de verdere rest kunnen ze nauwelijks met elkaar worden vergeleken. Maar wat is een FET dan wel, en hoe funktioneert hij? Welnu, het beste kunnen we een dergelijke transistor vergelijken met een tuinslang. Wanneer we een tuinslang een beetje dichtknijpen, zal er logischerwijs minder water kunnen stromen. Ook een FET kunnen we "dichtknijpen". Uiteraard elektronisch, maar het effekt is in principe hetzelfde: er vloeit minder stroom. Hoe dat precies in zijn werk gaat, zien we wanneer we een blik op het inwendige van een veldeffekt-transistor werpen.

84822X-a

De "tuinslang" wordt hier gevormd door een kanaal van halfgeleidermateriaal; hierdoor vloeit de stroom. De uiteinden van dit kanaal worden, zoals u ook in het tekeningetje kunt zien, door de letters S en D aangegeven. Deze staan respektievelijk voor "source" (bron) en "drain" (afvoerbuis). De stroom in een FET vloeit dus heel toepasselijk van de bron naar de afvoer. In de getekende FET gebeurt dat overigens net andersom, omdat elektronen van plus naar min vloeien*. *De zogenaamde technische stroomrichting gaat van plus naar min. In werkelijkheid vloeien de elektronen echter precies andersom, dus van — naar + . De drain en source bij een N-kanaal-FET zijn dan ook gerelateerd aan de elektronenstroom.

Aan de zijkant van het kanaal bevindt zich een stuurelektrode — de gate — die echter geïsoleerd is van het ka naai materiaal. Sluiten we hierop een negatieve spanning aan, dan zal het kanaal, precies zoals bij het voorbeeld met de tuinslang, wat "dichtgeknepen" worden. Hoe negatiever die spanning, des te verder de FET dichtgeknepen wordt en des te minder stroom er door het kanaal loopt. De elektronen op de gate stoten namelijk de elektronen in het kanaal af, waardoor in het midden ervan een soort "wegversmalling" ontstaat.

H

,\t

84822X-b

•i

Samengevat: we kunnen de hoeveelheid stroom door een FET regelen door de spanning op de gate meer of minder negatief te maken. "Maar dat doet een gewone tor in principe toch ook?", zult u nu misschien zeggen. Klopt, maar een gewone transistor heeft, zoals u zich herinnert, een basisstroom nodig om de kollektor-emitterovergang open te kunnen sturen. Een FET wordt gestuurd zonder dat er een stroom door de gate vloeit. We spreken daarom van een energieloze sturing. Het grote voordeel hiervan is dat de basisstroom die voor het aansturen de eindtrap van een normale transistorversterker nodig is, bij een F ET-versterker kan vervallen. En dat is toch weer een trap minder die vervorming kan veroorzaken! FET's bestaan overigens al lang. Maar ze kunnen pas sinds enkele jaren in de versterkerbouw worden ingezet, omdat ze voor die tijd slechts weinig stroom konden verwerken. Nu bestaan er reeds FET's die 1000 W kunnen dissiperen! Mocht u dus een 1000 W-diskoversterker volgens het tuinslangprincipe willen maken, het kan!

x I

N

ó

Wees maar niet bang, dit artikel heeft niets te maken met atoomenergie, radioaktiviteit en nog meer van dat gevaarlijk spul. Waar het hier om gaat is een "aktieve antenne" voor korte golfhobbyisten. We hebben aktieve antenne tussen aanhalingstekens gezet, omdat het hier eigenlijk "alleen" een impedantie-omvormer betreft. Maar laten we bij het begin beginnen. Een aktieve antenne kan natuurlijk geen wonderen verrichten. Indien men bijvoorbeeld "de stem van de Andes" op 17790 kHz wil ontvangen, heeft men eigenlijk een afgestemde A/2 dipoolantenne nodig van ongeveer 8,5 m. Ter verklaring: A is de golflengte - dus 300 000 km/s (ongeveer lichtsnelheid) gedeeld door 17790 kHz is 16,86 m. En A/2 is dan ongeveer 8,5 m. Draagbare wereldontvangers hebben echter een teleskoopantenne van maximaal 1,50 m lengte. En ook de in de handel gebruikelijke aktieve antennes hebben aan zo'n lengte genoeg. Hoe kan dat? Dat vraagt om een kleine duik in de hoogfrekwentietechniek. Een belangrijke tak hiervan is de antennetechniek. En hoewel we er niet te diep op in willen gaan, is een klein stukje antennetechniek bij deze schakeling onontbeerlijk. Daar gaan we dan... Een belangrijke faktor bij het beoordelen van de ontvangst is de zogenaamde atmosferische ruis. Bij de bovengenoemde dipoolantenne is de ruis door atmosferische en industriële storingen groot ten opzichte van het ruisnivo van de in de handel gebruikelijke ontvangers. De kwaliteit van de ontvangst hangt daarom alleen af van de sterkte van het signaal zelf en van de ontvangen storingen. Maakt men de antenne korter dan blijft de signaal/ruisverhouding aanvankelijk

BB^^B^^B^^B^^BB

"radio-aktief" konstant, omdat weliswaar het signaal, maar ook de ontvangen ruis geringer wordt. De grens waarbij de verhouding wèl verandert, ligt op het punt waar de van de antenne onafhankelijke thermische ruis van de ontvanger groter is dan de atmosferische ruis. Figuur 1 laat een grafiek zien, waarin het verband staat afgebeeld tussen de signaal/ruisverhouding en de lengte van de antenne. Binnen gebied b kan men een antenne gebruiken met veel kleinere afmetingen dan die van een dipoolantenne. De ontvangen ruis is in dit geval net zo groot als de thermische ruis. Dergelijke korte antennes kunnen als staafantennes gebruikt worden voor het bereik tussen 10 kHz en 30 MHz. Tot zover is alles duidelijk. Waarom kun je zo'n staafantenne dan niet gewoon op de ontvanger aansluiten? Enerzijds moeten we natuurlijk rekening houden met het in figuur 1 weergegeven verband en anderzijds moeten we ook de juiste aanpassing

kiezen. Dit valt het beste te verklaren met behulp van figuur 2. Hierin is de antenne weergegeven als wisselspanningsbron. Op deze bron zijn karakteristieke grootheden aangesloten zoals R^ (= stralingsweerstand) en X/\ (= blindweerstand). Er geldt dan: hoe korter de antenne, hoe groter de blindweerstand! Of — rekenkundig uitgedrukt —: voor een bepaalde frekwentie is de stralingsweerstand evenredig met de lengte van de antenne in het kwadraat. En de blindweerstand is omgekeerd evenredig met de lengte. Bij een staafantenne bedraagt deze weerstand daarom enkele kilo-ohm. Dit is natuurlijk veel te hoog, want bij een goede vermogensaanpassing zou de som van R A en X/\ net zo groot moeten zijn als de ingangsweerstand van de ontvanger, dus 50 Q. Anders gaat door een verkeerde vermogensaanpassing nogal wat verloren van het ontvangen vermogen. Men kan dit ook anders zeggen: de nul-

lastspanning daalt bij een verkeerde hoogohmige aanpassing. En bij een stijgende blindweerstand wordt de verhouding van de spanningsdeler steeds ongunstiger. De eerder gemaakte opmerking dat het inkorten van de antenne slechts een kleine vermogensvermindering tot gevolg heeft, staat hier natuurlijk lijnrecht tegenover. Maar daar weten we wel iets op te vinden! De informatie over de FET (Field Effect Transistor) in dit nummer stelt ons in staat om een impedantie-omvormer te bouwen die het aanpassingsprobleem oplost. Hoe de schakeling eruit ziet, kan men zien in figuur 3. Zo'n FET-schakeling noemt men een drain-schakeling of source-volger. Kenmerken zijn: een hoge ingangsweerstand, een kleine ingangskapaciteit en een lage uitgangsweerstand. In detail betekent dit het volgende. De ingangsweerstand is met R1 op 1 MQ vastgelegd. De uitgangsweerstand hangt af van de steilheid

BF 247C

GSD

12 V

1N4148 lengte I van de antenne

-f^r G

4148 i l = 500

I\

1

°n

\ (4...6V)

5(

-0,

Lil 470 M H f

T l = BF247C

van de FET en van de source-weerstand. Met behulp van spoel L1 wordt bij hogere frekwenties de belasting van T1 door R2 verminderd. Dioden D1 en D2 begrenzen te hoge ingangsspanningen tot voedingsspanningsnivo (+12,6 respektievelijk —0,6 V). Nog enkele gegevens: de lengte van de staafantenne mag variëren tussen 0,5 en 1 m. Het ontvangstbereik ligt tussen 10 kHz en 100 MHz, dus tot ver boven het kortegolf-gebied. De impedantie-omvormer heeft tamelijk veel stroom nodig, namelijk 20 tot 30 mA. Daarom moet de schakeling ofwel een eigen voeding krijgen ofwel verbonden worden met de voedingsspanning van de ontvanger die meestal ook +12 V bedraagt. De schakeling van de impedantie-omvormer is snel opgebouwd (zie figuur 3). De staafantenne wordt rechtstreeks, dus zonder lange kabel, verbonden met de gate van de FET. De verbinding naar de ontvanger

mag iets langer zijn, maar moet wel met 50 of 75 52koaxiaalkabel geschieden. Over de benodigde stroom hebben we het al gehad. Bij batterijgevoede ontvangers kan men de voedingsspanning voor de antenne beter niet "aftappen", omdat de batterijen dan te snel leeg raken. In dat geval is het verstandig om gebruik te maken van onze standaardvoeding, die dan ook de stroomverzorging van de ontvanger voor zijn rekening kan nemen. Zo, en dan gaan we nu nog maar eens proberen om "de stem van de Andes" op te pikken!

Figuur 1. De signaal/ruisverhouding als f u n k t i e van de absolute lengte I van de antenne bij een konstante f r e k w e n tie: a = bereik waarin het nivo van de atmosferische ruis boven dat van de thermische ruis ligt; b = bereik waarin atmosferische ruis en thermische ruis ongeveer gelijk zijn; c = bereik waarin de thermische ruis sterker is dan de atmosferische ruis. Figuur 2. Aanpassingsverhoudingen aan de antenneuitgang. Onderdelen van de vervangende schakeling voor de antenne zijn: een wis selspanningsgenerator, R/^ = stralingsweerstand, X ^ = blindweerstand. R g is de ingangsweerstand van de ontvanger. Figuur 3. De schakeling van de impedantie-omvormer die tussen staaffteleskooplantenne en ontvangeringang w o r d t geplaatst. De ingangsweerstand van de schakeling is h o o g , de uitgangsweerstand laag. Hierdoor w o r d t een juiste vermogensaanpassing verkregen. Figuur 4. De impedantieomvormer kan gemonteerd worden op een standaardprint formaat 1. De staafantenne w o r d t rechtstreeks aangesloten op de gate van de FET.

*-®

—» 84804X-3

Onderdelenlijst: R1 = 1 MS R2 = 120 Q L1 = 470 IJH C1 = 47 nF C2 = 10 nF D1,D2 = 1N4148 T1 = BF247C staafantenne tussen 0,5 en 1 m lengte standaardprint maat 1

We hebben het in dit nummer al uitvoerig gehad over Field Effect Transistors, ofwel FET's. Wil men deze FET's in schakelingen gebruiken, dan moet eerst worden gekeken of ze wel goed werken en hoe ze aangesloten moeten worden. Met deze tester kan men de werking van N-kanaal-FET's kontroleren. Bovendien kan men met zo'n apparaat bepalen waar de gateaansluiting ligt. De afknijpspanning (pinch-offspanning) kan men zowel kwalitatief (met een LED) als kwantitatief (met een voltmeter) bepalen. Met zenerdiode D1 en transistor T1 wordt van de voedingsspanning van 18 V een konstante spanning afgeleid van 10,6 V (zie figuur 1). Deze spanning ligt aan de sou ree van de te testen F ET en aan de potmeter P1, waarvan de loper weer met de gate verbonden is. Een N-kanaal-sperlaag-FET geleidt normaliter vanzelf, als gate en source met elkaar worden verbonden. Willen we de stroom door de FET regelen, dan moet daartoe een negatieve spanning op de gate worden gezet. Een negatieve spanning? Die hebben we hier helemaal niet! Of misschien toch? Natuurlijk wel. Anders zou de FETtester immers niet werken! Met een negatieve gate-spanning bedoelen we dat deze negatief is ten opzichte van de source. De source-spanning bedraagt 10,6 V. De spanning aan de gate wordt, afhankelijk van de stand van PI, lager dan 10,6 V. Laten we dat spanningsverschil tussen gate en source eens nader bekijken. Als de loper van P1 bijvoorbeeld in het midden staat, bedraagt 5 U Q S -3 V - 10,6 V = - 5 , 3 V. Als de loper van P1 helemaal naar de source staat, is de spanning aan de gate 10,6 V. Het spanningsverschil tussen gate en source

bedraagt dan 0 V. De drainsource-stroom is dan maximaal. Daardoor gaat de LED branden. Voorwaarde is wel dat de FET goed werkt en goed aangesloten is. Draait men P1 nu naar beneden, dan is de gate-spanning

lager dan de sourcespanning. De LED zal geleidelijk minder fel gaan branden en uiteindelijk helemaal doven. Op dat moment geeft de stand van de loper de afknijpspanning. Als men een schaalverdeling op de

potmeter heeft aangebracht, kan de afknijpspanning gewoon worden afgelezen. Men kan deze spanning ook aflezen op een voltmeter, die tussen de gate en de source is geschakeld (® verbonden met de source, e met de gate; voor de afgelezen spanning moet een minteken worden gezet). Hoe men de gateaansluiting bepaalt, toont figuur 2. Figuur 2a laat de "goede" werking van een FET zien. Zoals in figuur 1 bevindt de gate-aansluiting zich dan in het midden tussen drain- en sourceaansluiting. Er bestaan echter ook FET's waarbij de gate-aansluiting zich aan een zijkant bevindt. Figuur 3 laat enkele voorbeelden zien. Stel dat het type BF256 aangesloten is als een BF244 (onze aansluitreferentie). Eerst bedraagt de spanning aan de gate +10,6 V en de LED brandt. Verdraait men de loper van P1, dan gaat de LED eerst uit en daarna weer aan (figuur 2b). Draait men de BF256 180°, dan ligt de gate via R2 en D2 aan 18 V De LED brandt voortdurend (figuur 2c), omdat de FET nu werkt als een in doorlaatrichting geschakelde diode. Omdat de LED zich dus in beide gevallen "verkeerd" gedraagt, kan men konkluderen dat de gateaansluiting niet in het midden ligt. Aan welke kant ze zit, kan men bepalen door de overige aansluitmogelijkheden uit te proberen. Heeft men de "goede" gateaansluiting gevonden, dan gedraagt de LED zich zoals we in 2a hebben gezien. Tegelijkertijd wordt de werking gekontroleerd en de afknijpspanning gemeten. De FET-tester is werkelijk zeer praktisch! Tot slot nog enkele opmerkingen over de montage van de schakeling. De onderdelen kan men snel op een gaatjesprint solderen (zie

Figuur 1. De belangrijkste onderdelen van de FET-tester zijn T1/D1, waarmee de spanning gestabiliseerd wordt, en test LED D2. De gate-spanning kan met P1 ingesteld worden.

ca.10 V

9V

9V

Figuur 2. Met deze 3 grafieken kan de "goede" gateaansluiting gevonden worden. Weet men de aansluitingen, dan kan de werking van de FET gekontroleerd en de afknijpspanning bepaald worden. Figuur 3. De aansluitgegevens van enkele bekende typen FET's. Figuur 4. De FET-tester wordt op een Elex-print gemonteerd. Een transistorvoetje met soldeeraansluitingen doet dienst als testvoetje voor de FET.

LED - helderheid als funktie van de gate-spanning

.• 1 LED-

^"

J

helderheid

boven-aanzicht transistorvoetje

Onderdelenlijst R1 = 2,2 kQ R2 = 470 Q R3 = 10 kQ P1 = 100 kQ-instelpotmeter lin. C1 = 100 jjF/25 V Dl = zenerdiode 10 Ml 400 mW D2 = LED rood T l = BC 557 transistorvoetje met soldeeraansluitingen twee batterijen van 9 V met aansluitclips S1 = aan/uit-schakelaar standaardprint maat 1

FET onderaanzicht

juiste gateaansluiting

A\ (•!•)

D(* «)S 2N3819/BF244

gate-spanning

,4 .

J LED-

\

ƒ helderJ\ heid

\^ **"

gate-spanning

2c

• LEDhelderheid

^~

gate-spanning

Cr^ %-*) T

gate op source-plaats

/T\

>» ;)G t

B F 245/256/ J300/J310

D w

£}

gate op drain -plaats

84796X-2

figuur 4). Men heeft ook nog een transistorvoetje nodig. Als men het FETtestapparaat in een behuizing wil inbouwen, moet men ervoor zorgen dat het voetje goed bereikbaar blijft. Als spanningsbron kan men

DV» ?(•

twee in serie geschakelde batterijen van 9 V of een netvoeding gebruiken. De batterijen kunnen in het kastje worden ondergebracht (vergeet niet de aan/uit schakelaar voor de batterijen). Voor het netvoedings-

E300/E310 84796X-3

apparaat is nog een aansluitbus nodig. We hebben al gezegd dat men op P1 een schaalverdeling kan aanbrengen. Omdat deze verdeling echter eerst met behulp van een voltmeter gemaakt moet worden,

kan men het beste de source- en gateaansluitingen naar buiten uitvoeren.

d iode - sensortoets Sensortoetsen kunnen op verschillende manieren werken: sommige maken gebruik van de huidweerstand van de vinger, andere werken elektrostatisch, weer andere gebruiken de hele mens als antenne voor HF-signalen of netbrom uit de omgeving. . . De hier beschreven sensortoets reageert op warmte en is bovendien heel eenvoudig opgebouwd. Het enige in de schakeling voorkomende IC werkt als schakelversterker en als flipflop.

Schakeling Helemaal links in de principeschakeling (figuur 1) is een iets ongebruikelijke brugschakeling te zien. Op de plaats waar normaal de weerstanden zitten, zijn in de onderste helft van de brug de beide dioden D1 en D2 geschakeld. Raakt men één van de twee dioden met een vinger aan, dan daalt de spanningsval over deze diode met een paar mV. Anders gezegd: dioden hebben een "negatieve temperatuurkoèfficiënt". Dit betekent dat de drempel- of doorlaatspanning l i p , die bij kamertemperatuur ongeveer 0,6 V bedraagt, per °C temperatuurstijging daalt met ongeveer 2 . . . 4 mV.

Laten we de rest van de schakeling eens bekijken. Beide anoden zijn met de ingangen van de komparator IC1 verbonden. Stijgt het spanningsverschil boven een bepaalde waarde, namelijk de door R6 bepaalde hysteresedrempel, dan springt de uitgangsspanning ofwel van 0 V naar de voedingsspanning of omgekeerd — afhankelijk van welke toestand er eerst was en welke diode aangeraakt is. De uitgang springt naar de positieve voedingsspanning als D1 en naar 0 V als D2 aangeraakt wordt. In rusttoestand — dus wanneer geen van beide dioden aangeraakt wordt — moeten de spanningen op de anoden van beide dioden gelijk zijn; met instelpotmeter P1 kan de brug "symmetrisch afgeregeld" worden. Door R3 worden alle spanningen in de brug "opgekrikt". Dat is nodig omdat de opamp IC1 alleen op een positieve voedingsspanning is aangesloten en daardoor alleen maar positieve spanningen boven een bepaalde minimumwaarde kan verwerken. Eén aanwijzing is zeker nog nodig: met "bliksemsnelheid" reageert de schakeling niet. De dioden hebben 1 a 2 sekonden nodig (afhankelijk van de warm- respektie-

velijk koudbloedigheid van de sensortoets-tipper) voordat ze op temperatuur zijn. We willen hier wijzen op het artikel "korte opampkunde" in dit nummer. Hierin wordt de werking verklaard van opamps in het algemeen en ook van komparators. Wat op de schakeling aangesloten wordt, hangt af van de toepassing. In figuur 2 is een kleine schakeling te zien, waarmee een relais bekrachtigd kan worden. Als de uitgangsspanning van de sensorschakeling 0 V is, dan spert T1 en bevindt het relais zich in de ruststand. Als aan de uitgang echter de positieve voedingsspanning ligt, dan geleidt T1 en trekt het relais aan. Voordat we ons gaan bezighouden met de montage van de schakeling, moeten we nog even iets zeggen over weerstand R6. Deze weerstand bepaalt zowel de hysteresedrempel als de gevoeligheid van de schakeling. Bij een te grote R6 wordt de schakeling weliswaar aanzienlijk gevoeliger (ze reageert dus sneller), zij heeft dan echter de neiging haar flipflop-karakter te verliezen. Als de diode niet meer aangeraakt wordt, springt de uitgangsspanning na enkele sekonden naar haar oorspronkelijke waarde

Figuur 1. De schakeling van de warmte-gevoelige sensortoets. Figuur 2. Met deze kleine uitbreidingsschakeling is het mogelijk via de sensortoets een verbruiker te schakelen. Overigens niet met " b l i k s e m snelheid", want de dioden hebben een bepaalde " o p w a r m t i j d " nodig.

terug. Als men R6 te veel verkleint dan is de uitgangsspanning te stabiel: de hysteresedrempel is dan zo hoog dat het spanningsverschil tussen de beide anoden niet groot genoeg is om de komparator om te kunnen schakelen. Indien de opgebouwde schakeling een van deze fouten zou vertonen, moet men R6 verkleinen of vergroten. Probeer het eerst bijvoorbeeld met 8,2 MQ en indien dat niets helpt met 6,8 MQ. Bij het vergroten schakelt men het beste eerst een 1 MQweerstand in serie met R6 en indien nodig nog een tweede.

Montage en afregeling Figuur 3 toont de sensorschakeling, die op een standaardprint van het formaat 1 gemonteerd is. De schakeling uit figuur 2 is niet op deze print aangebracht. Ten eerste is de noodzaak van deze uitbreiding afhankelijk van de toepassing van de sensorschakeling en ten tweede kan het zijn dat men met dit relais een netspanningsverbruiker schakelen wil. De standaardprinten zijn echter niet geschikt voor netspanning. Bij de afregeling mag men

Onderdelenlijst

o H

R1...R3 = 10 kQ R4.R5 = 1 kQ R6 = 10 MQ PI = 250 Q*

o

O-®

* = zie tekst C1 = 100 ,iF/10 V elko C2 = 100 nF D1.D2 = 1N4148 IC1 = 741 Diversen: Standaardprint formaat 1 Alleen voor relais-uitgangsschakeling: R7 = 47 B D3 = 1N4148 T l = BD 139 Re1 = E-printrelais 6 V (Siemens)

beide dioden niet aanraken. P1 wordt in de middelste stand ingesteld en dan verdraaid totdat de uitgang naar de positieve voedingsspanning springt. Men kan dit meten met een hoogohmig meetapparaat of door een LED met voorschakelweerstand op de uitgang aan te sluiten (zie figuur 4). Indien aan de uitgang de positieve voedingsspanning ligt, draait men P1 terug totdat deze uitgang weer naar massa springt. Nu wordt de schakeling in de praktijk getest. Belangrijk is dat ze niet vanzelf na het aanraken van één van de dioden in de vorige situatie terugspringt. Gebeurt dit toch, dan moet men de stand van P1 voorzichtig korrigeren. Is deze afregeling te moeilijk — wat echter niet vlug het geval zal zijn — dan kan men ook parallel met P1 een 47 Q-weerstand solderen. Daardoor wordt het afregelen gemakkelijker.

0&-l22oa\—,

Figuur 3. De montage van de schakeling op een standaardprint (formaat 1) is geen enkel probleem. De uitgangsschakeling voor het relais wordt niet op de print aangebracht. Figuur 4. Deze eenvoudige testschakeling geeft de uitgangstoestand van de schakeling optisch aan.

Elektronische kilowattuurmeter vervangt elektromechanische meters De Finse Valmet Group heeft een solid-state kilowattuurmeter ontwikkeld voor het meten van huishoudelijk elektriciteitsverbruik. Oktrooien zijn aangevraagd en de produktie is reeds gestart. Vergeleken bij de bestaande elektromechanische meters is de solid-state-meter door het ontbreken van bewegende delen betrouwbaarder en beter bestand tegen trillingen. De afmetingen zijn ook geringer; de nieuwe meter past in een 61 mm diepe ruimte. De Valmet kilowattuurmeter heeft een nauwkeurigheid volgens klasse 2 van EIC-richtlijn 521. De nauwkeurigheid liggen binnen + 2 % in het bereik van 0,25 A tot 60 A bij faseverschuivingen tussen 0,5 en 1. Bij een netspanningsvariatie van 10% of een netfrekwentievariatie van 5% vewrandert de nauwkeurigheid met nog geen 0,5%. Temperatuur heeft op de nauwkeurigheid een uitwerking van minder dan 0,05% per °C. Bedrijfstemperatuur: - 4 0 ° C tot +60°C. De nieuwe meter is geschikt voor toepassing op driefasennetten met een nominale spanning van 220-380 V Er zijn uitvoeringen verkrijgbaar voor netfrekwenties van 50 Hz en 60 Hz. Er zijn twee meter-typen. De Valmet K220NXE is een ééntarief meter, terwijl type TK220NXE met twee telwer-

ken bestemd is voor gebruik bij installaties waarvoor twee verschillende elektriciteitstarieven worden gehanteerd. Beide typen hebben ingebouwde foutdetektoren die spanningsverlies in één of twee fasen van de stroomtoevoer aangegeven. Valmet Meter Works, SF-40420 Jyska, Finland (X 157M)

Effect Transistor Een FET is te vergelijken met een waterslang (zie "hoe zit dat", elders in dit nummer). Bij beide kan men namelijk de stroom besturen door de doorlaatopening te regelen. Een FET gedraagt zich (onder bepaalde omstandigheden) inderdaad als een elektronisch bestuurbare weerstand. Dit kan men kontroleren met een multimeter. We bouwen hiertoe een schakeling op zoals die in figuur 1. We hebben hier een FET BF247B, een 1 kQ-potmeter en een platte batterij van 4,5 V voor nodig. De plus wordt gevormd door het COM-aansluitpunt van de als ohmmeter geschakelde multimeter. Dit geldt voor de meeste meters waarmee weerstand gemeten kan worden. De kleine experimentele schakeling is tamelijk simpel en kan snel opgebouwd worden. De multimeter meet de weerstand in de drainsou ree-overgang van de FET. Deze weerstand verandert als men met behulp van de potmeter de stuurspanning voor de gate anders instelt; de potmeter verdeelt de 4,5 V voeding. Doordat de plus via de massa met de sou ree verbonden is, is de gatespanning aan de loper negatief (ten opzichte van deze source). Hoe negatiever de gate-spanning, hoe hoger de weerstand tussen D en S.

Een water-FET voor hydraulicafans. De doorlaat van trechter S naar afvoer D hangt af van de druk in leiding G. Door deze druk w o r d t de g u m mislang in het midden samengedrukt. De doorlaatopening verandert overeenkomstig.

We zullen nu een theoretische blik werpen op het inwendige van een FET (figuur 2). Tussen drain en source bevindt zich een stuk N-halfgeleidermateriaal. Hierop zit de gate van Pmateriaal. De overgang tussen N en P vormt een diode. Dit kan men kontroleren met een multimeter. De diode spert als de gate met

de min verbonden is. Toch beïnvloedt de negatieve gate het drain-source-kanaal, doordat het isolatiegebied rond de PN-overgang hierin uitmondt (figuur 3). Afhankelijk van de gate-spanning wordt dit isolatiegebied (sperlaag) breder of smaller en is de doorlaatspanning voor de drain-source-stroom dus respektievelijk kleiner of groter geworden (vergelijk figuur 3 en 4). Versmalling van het kanaal betekent grotere weerstand. Bij een bepaalde spanning is het kanaal helemaal afgesloten. Dit was tijdens het experiment het geval toen de meter een oneindig grote weerstand aanwees. Het opvallende bij deze sturing is, dat geen stroom vanuit de gate naar het kanaal loopt; er is geen stuurstroom nodig. FET's worden dus met spanning gestuurd. In de praktijk zijn FET's toch niet zo ideaal als ze in theorie lijken. De drain-sourcespanning was in het experiment laag, doordat in de ohmmeter een spanningsbron van slechts enkele volts zit. Test men een FET bij hogere drain-sourcespanningen, dan gedraagt deze zich niet als een spanningsgestuurde weerstand, maar als een spanningsgestuurde stroombron. In dat geval bepaalt de gatespanning de drain-sourcestroom. Per volt gatespanningsverandering verandert de drain-stroom dus met zoveel milli-ampère. In formule ziet dat er zo uit:

S = U!D ^_

G S = steilheid ip = drain-stroomverandering U Q = gate-spanningsverandering Het stroombroneffekt bij hogere drain-source-

BF 247B

GSO

Figuur 1. In deze experimentele schakeling gedraagt de source-drain-overgang zich als een stuurbare weerstand (die door de multimeter gemeten wordt). Figuur 2. Het inwendige van een FET. Tussen drain en source bevindt zich een kanaal van N-materiaal. De gate is van Pmateriaal. De overgang tussen gate en kanaal vormt een diode.

84819X1

Figuur 3. Een negatieve gatespanning (ten opzichte van de source) heeft een spergebied aan de PN-overgang tot gevolg. Dit isolerende gebied versmalt het kanaal waardoor de drain-stroom loopt. Door het spergebied loopt geen stroom. Figuur 4. Bij hogere positieve drain spanningen wordt het spergebied van de gate aan het drain-uiteinde steeds groter. In het uiterste geval sluit het het kanaal volledig af.

84819X-2

spanning is gemakkelijk te verklaren. De spanning tussen de negatieve gate en de neutrale source is lager dan de spanning tussen de negatieve gate en de positieve drain. Daarom is de versmalling van het kanaal

niet gelijkmatig, maar is het kanaal aan het drain-uiteinde smaller dan aan de sourcekant (figuur 4). Indien de drain-spanning hoger wordt, wordt het kanaal smaller en de kanaalweerstand dus groter. Volgens de Wet van

modelvliegtuig met TV-ka me ra

rechtstreekse beelden. Het modelvliegtuig werd speciaal voor zulke taken door een kameraman gebouwd. Het model werkt met twee motoren van elk 3 PK, heeft een spanwijdte van 3,5 m en een gewicht van 18 kg. Aan boord bevinden zich, behalve de afstandsbesturing, een kamera, een TV-zender met bijbehorende antenne en de voeding voor deze installatie. De kamera kan worden gedraaid met behulp van de afstandsbediening.

Als eerste omroep ter wereld is het Westduitse ZDF erin geslaagd om televisiebeelden opgenomen met een radiografisch bestuurd modelvliegtuig live uit te zenden. In het programma "ZDFFerienprogramm" werd het modelvliegtuig voor de eerste keer gepresenteerd. Tijdens deze live-uitzending startte het vliegtuigje en leverde vanuit de lucht

Ohm in de vorm I = -U- blijft de stroom konstant als de spanning en de weerstand evenveel veranderen. Bij het kontroleren van een FETschakeling moet men dus steeds bepalen of de F ET

dienst doet als stuurbare weerstand (kleine drainspanning) of als een versterkerelement met een steilheid S.

Wat is dat? Heel eenvoudig: een zaklantaarn die automatisch aangaat als ze in de hand gehouden wordt. Het lastige gezoek naar de schakelaar is eindelijk verleden tijd! Dit Elex-ontwerp is bij bijna alles te gebruiken, zoals bij: •

de nachtelijke rooftochten richting ijskast • de nachtelijke zoektocht naar de limonadefles in de tent • andere nachtelijke tochten • het verjagen van inbrekers in de nacht • het zoeken naar gebreken aan de auto, de motor, de bromfiets of de fiets.

Om het even waar de lamp aangeraakt wordt, ze brandt. Voorwaarde is wel dat de sensorvlakken zo aangebracht zijn, dat ze in ieder geval aangeraakt worden. Daarmee zijn we bij de beschrijving van de schakeling gekomen.

Sensorisch Deze sensor bestaat uit twee elektrisch van elkaar gescheiden kontaktvlakken; gemakshalve nemen we hiervoor de lamp zelf en twee of drie strippen printmateriaal, die met de koperzijde naar boven op de zaklamp geplakt worden. Veel zaklampen zijn gemaakt uit kunststof: daarop worden dan afwisselend tussen de al genoemde kontaktstrippen metalen strippen geplakt, die dan ook aangesloten worden. Door de lamp en een strip (óf twee strippen) tegelijkertijd aan te raken, worden de kontaktvlakken door de ietsjes vochtige huid (weerstand) met elkaar verbonden en wordt dus de stroomkring van de schakeling (figuur 1) gesloten. Aan de emitter van T1 (PNP) ligt de voedingsspanning, die afhangt van de gebruikte batterijen. In het prototype worden vier 1,5 V-batterijen gebruikt. Die leveren in

totaal een spanning van 6 V; de schakeling werkt echter ook op een lagere spanning. Bij een gesloten stroomkring ontstaat er over R1 een spanningsval. Daardoor is de basis van T1 iets negatiever dan de emitter. Er is dan aan een voorwaarde voor het doorschakelen van een PNP-transistor voldaan: de negatieve basisspanning. In dit geval is dus niet de absolute waarde van de spanning (bijvoorbeeld + 4 V aan de emitter en +3 V aan de basis), maar het spanningsverschil tussen de basis en de emitter van belang. T1 levert op zijn beurt stroom voor T2 en T3. Deze twee transistoren zijn ongeveer hetzelfde opgebouwd als een Darlington-transistor, alleen zijn de twee kollekto-

ZAKLANTAARN

1

automatische zaklantaarn ren niet met elkaar verbonden. Zo zal de spanningsval over T3 namelijk zo klein mogelijk zijn. Het effekt is echter hetzelfde als bij een Darlington-transistor: T2 en T3 versterken enorm en schakelen het zaklantaarnlampje aan.

Mechanisch We hebben al uitgelegd waar de sensorvlakken bevestigd en uit welk materiaal ze gemaakt worden. Ze zijn met een stukje geïsoleerd draad met punt A van de schakeling verbonden. Is de zaklantaarn van metaal, dan hoeft slechts één draad vanuit punt B met de zaklantaarn verbonden te worden; meestal is deze al met de minpool van de batterij verbonden. Bij zaklan-

Figuur 1. Dit is het principeschema van de schakeling met zaklantaarn en batterijen. Figuur 2. Een zaklantaarn met een ingebouwde miniatuurprint. Figuur 3. Zo worden de draadbruggen getrokken. De verbindingsdraden mogen gerust iets langer zijn, zodat ze om de aansluitpennen van de bouwonderdelen gewikkeld kunnen worden. Figuur 4. Een alternatief: een zaklantaarn waarop een behuizing bevestigd is voor een stukje Elex-print. Figuur 5. Schema voor de print. Zie ook het principeschema van de schakeling.

taarns uit kunststof zijn extra kontaktvlakken nodig, die eveneens op punt B aangesloten moeten worden. De koliektor van T3 is via een draad vanuit punt D met de fitting van het gloeilampje verbonden. Punt C is aangesloten op de pluspool van de bovenste batterij (batterij 4 in figuur 1). De verbindingsdraden naar de pluspool van batterij 4 en de minpool van batterij 1 kunnen het beste op een stukje dubbelzijdige printplaat gesoldeerd worden, waarvan de koperzijden bijvoorbeeld met een dunne draad verbonden zijn. Door middel van deze kontaktvlakken kan de schakeling op de batterij aangesloten worden. De schakeling zelf hebben we voor dit doel op een rond stukje gaatjesprint aangebracht, waarin in het midden een gat is geboord. Deze miniatuurprint past precies over het gloeilampje en in de kop van de zaklantaarn (figuur 2). Dit is natuurlijk heel handig in het gebruik, maar heel lastig in te bouwen. Op deze print bevinden zich afzonderlijke soldeereilandjes. Daarom

worden de bouwonderdelen door middel van draadbruggen van fijn, dun koperdraad met elkaar verbonden. De lengte van de verbinding moet dus geschat en het koperdraad moet daarna op de gewenste lengte afgeknipt worden. De lak aan de uiteinden wordt dan met de soldeerbout weggesmolten en daarna worden de uiteinden vertind. Het draad moet om de aansluitpen van een bouwonderdeel gewikkeld en daarna gesoldeerd worden. Bij de andere aansluiting gebeurt hetzelfde (figuur 3). Daarna wordt de print in de zaklantaarn geplaatst en aangesloten. Dan worden de batterijen in de lamp gestopt, het kontaktdeksel erop, nog een klodder tin op de plaats waar de drukveer van het kontaktdeksel draagt, dichtschroeven. . .en klaar is Kees! Voor degene die dit te lastig vindt, volgt hier tot slot een alternatief. Maak een kleine behuizing voor de Elexprintplaat waarop de schakeling is aangebracht, en bevestig deze behuizing op de lamp (figuur 4 en 5).

Onderdelenlijst R1 R2 R3 R4 Tl T2 T3

1 MQ 22 kS 33 kQ 270 Q BC 557B BC 547B BD 131

Diversen: kontaktvlakken voor de sensor dubbelzijdige printplaat gaatjesplaat eventueel een standaardprint (maat 1)

We hebben al het een en ander over sensoren in Elex gehad, maar een werkelijk heel bijzondere versie is tot nu toe nog niet aan de orde geweest: Een sensor die op elektrostatische velden reageert! Nu is het niet zó verwonderlijk dat je dergelijke sensorschakelingen maar weinig tegenkomt, want de theorie die achter statische elektriciteit schuilgaat is, en dat kunt u rustig van ons aannemen, behoorlijk pittig. We willen het u dan ook niet aandoen om daar uitvoerig op in te gaan, maar een beetje randinfo over het fenomeen statische elektriciteit is natuurlijk nooit weg. Interessant is het in ieder geval.

de dag gebruikt men daarvoor een zijden doek). Door met het doekje over de staaf te wrijven wordt deze positief geladen, waarna men de lading in de vorm van vonkjes op bijvoorbeeld een metalen bol kan laten overspringen. Een soort mini-bliksem dus. Een ander verschijnsel van statische elektriciteit is het typische geknisper bij het uittrekken van bepaalde soorten truien. Bij sommige mensen rijzen dan zelfs de haren te berge, wat op zich best wel een grappig gezicht is. Weer anderen kunnen vrijwel geen deurklink vastpakken zonder een fikse opduvel te krijgen. Allemaal dingen die veroorzaakt worden doordat twee

materialen over elkaar werden gewreven en daardoor opgeladen werden. Uit dit alles kan men opmaken dat elektrische ladingen ook op de omgeving van het geladen voorwerp invloed uitoefenen. Met andere woorden, de vrij rondzwervende elektronen zijn niet alleen in het geladen voorwerp aktief. Er is, zoals we dat noemen, een elektrisch veld om het voorwerp heen. Zo'n veld heeft een bepaalde sterkte, die echter sterk verandert zodra er een ander (geladen) voorwerp in de buurt beweegt. En, u raadt het waarschijnlijk al, juist op deze veldsterkteverandering reageert onze naderingssensor.

Primair is de schakeling dan ook bedoeld om bijvoorbeeld ruimtes e.d. te bewaken. Maar er zijn natuurlijk ook legio andere mogelijkheden te bedenken. Goed, laten we ons aan de technische kant van de zaak gaan wijden. Als sensor gebruiken we een stuk doodgewoon draad van zo'n 2 tot 3 meter lang, dat als een soort antenne in de kamer wordt opgehangen. Deze antenne registreert dan elke verandering in de sterkte van het elektrisch veld. Uiteraard binnen bepaalde grenzen. In ieder geval heeft elke beweging binnen een afstand van zo'n 2. . .3 meter van de draad — al is het maar het optillen van

naderingssensor Elektrostatische velden

Je ziet ze niet, maar in elke willekeurige ruimte bevinden zich ladingsdragers zoals bijvoorbeeld de negatief geladen elektronen. Daarvan zwerven er slechts een paar vrij door de ruimte; de meeste zijn meer of minder sterk aan een of ander atoom gebonden. Gewoonlijk proberen de atomen van een lichaam (bijvoorbeeld die van een metalen kogel) elektrisch neutraal te blijven. Dat doen ze door elektronen op te nemen of af te staan. In de praktijk lukt dat echter niet altijd en dan is het atoom negatief of positief geladen. Met andere woorden, er draaien dan te veel of te weinig elektronen om het atoom heen. We spreken dan van een ion. Zo'n ion kan men ook heel goed kunstmatig maken. Figuur 1 toont het bekende experiment met de glazen staaf en het kattevelletje (om de poezenliefhebbers gerust te stellen, vandaag

een voet — ogenblikkelijk alarm tot gevolg. En aangezien inbrekers zich niet zwevend plegen voort te bewegen, hebben ze geen enkele kans om aan de aandacht van de naderingssensor te ontkomen!

Alarm! Om er voor te zorgen dat we ook weten dat er ongenodigden in het huis rondsluipen, hebben we natuurlijk een alarmgever nodig; een ding dus dat onmiddellijk uit volle borst gaat staan krijsen, zodra dat nodig is. Dergelijke kabaalproducenten hebben we in Elex al diverse malen besproken, zodat we alleen maar op de meest belangrij-

ke punten ingaan. Maar eerst de sensorschakeling zelf (figuur 3). Om te beginnen hebben we opamp's gebruikt die met FET's (veldeffekttransistoren) zijn opgebouwd. FETversterkers zijn namelijk bijzonder gevoelig en dat is natuurlijk iets dat we bij een alarminstallatie heel goed kunnen gebruiken. Verder hebben we de eerste opamp (AD zodanig geschakeld, dat deze een zeer hoge ingangsimpedantie heeft (tot 1012 ohm = 1 biljoen ohm = 1 teraohml). Hierdoor staat de zaak "op z'n gevoeligst" voor elektrische velden. Deze aanpak heeft echter een klein nadeel: Vanwege die zeer hoge

ingangsweerstand kunnen de ladingsdragers niet voldoende "afvloeien"; ze verstoppen de ingang zogezegd, waardoor de schakeling na een tijdje niet meer op veldsterkte veranderingen reageert. In figuur 2 wordt deze "opstopping" nog eens op illustratieve wijze weergegeven. We moeten de overbodige ladingsdragers dus via een weerstand naar massa afvoeren. Natuurlijk mogen dat er niet te veel zijn, want anders wordt de schakeling te ongevoelig. Na wat rekenwerk vonden we een weerstandswaarde waarmee de beste resultaten werden behaald: 200 megaohm.

"Zo'n gigantische weerstand bestaat toch niet eens?", zult u nu misschien zeggen. Klopt, we gebruiken daarom 20 weerstanden van elk 10 MQ en zetten die in serie. Omdat de schakeling ook voor netbrom erg gevoelig is, hebben we een laagdoorlaatfilter (Cl, C2, R22 en R23) achter A1 geschakeld. Dit filter heeft een grensfrekwentie die onder de frekwentie van het net (50 Hz) ligt, zodat netbrom uitgesloten is. Het uitgangssignaal van A2 wordt dan door A3 zo'n 200 maal versterkt. Opamp A4 werkt als een schakelaar, waarvan de triggerdrempel — dus de spanning waarbij omgeschakeld

Figuur 1. Een van de bekendste experimenten met statische elektriciteit is het overbrengen van ladingsdragers op een metalen kogel.

wordt - met P1 ingesteld kan worden. We komen straks nog even op deze instelling terug. Zodra A4 omschakelt, wordt het alarmgedeelte ( N 1 . . . N4) geaktiveerd. N1 en N2 vormen samen een monoflop; een " d i n g " dus met slechts één stabiele uitgangstoestand. Deze toestand verandert bij het inschakelen, maar na een bepaalde tijd keert de monoflop vanzelf weer terug in de oude toestand. Het pieptoontje is dus — ongeacht hoe lang of kort het ingangssignaal duurt — altijd even lang hoorbaar. N3 inverteert het signaal en geeft het door aan oscillator N4, waarvan de frekwentie met behulp van P2 helemaal naar wens kan worden ingesteld. Het geluid is het luidst wanneer de oscillatorfrekwentie gelijk is aan de resonantiefrekwentie van de 4 kHz-zoemer. Gevoed wordt de schakeling met een symmetrische spanning; dus plus en min 9 V. We hebben bij deze schakeling dan ook twee 9 Vbatterijen nodig.

09V A l ... A4 = IC1 = TL 084 N I ... N4 = IC2 = 4093

Bz

>-£DHH

LI PB 2720

10 u R27| 25 V

V

%'

Afregeling In principe kan de naderingssensor op twee manieren worden afgeregeld: "op het gevoel" en met een skoop. Voor dat eerste hoeft men alleen maar P1 in de middenstand te zetten, waarna deze net zo lang wordt verdraaid, totdat de beste resultaten worden behaald. Wil men de puntjes op de i zetten, dan heeft men een tweekanaalsoscilloskoop nodig. Het afregelen gebeurt dan als volgt: Als eerste moeten beide kanalen van de skoop kwa gevoeligheid precies hetzelfde worden ingesteld (de twee lijntjes op het scherm moeten dus over elkaar heenvallen). Vervolgens wordt één meetprobe op de uitgang van A3 aangesloten en de andere op de loper van P1. Beweeg tijdens het

+ . 7mA

-ft-,

-©9V

9V

© •

9V

^

*

-

JE

afregelen echter zo weinig mogelijk en haal de voeten van de grond, omdat anders de spanning op de uitgang van A3 niet stabiel blijft. Deze spanning moet nu — als alles goed is — ergens in de buurt van de 0 V liggen. De gevoeligheid van de

®

IC1

IC2

©

© ^)9V

skoop moet dan zo groot worden gemaakt, dat de straal van het scherm dreigt te verdwijnen. Vervolgens moet de potmeter (PD zo lang worden verdraaid, dat de tweede straal vlak boven de eerste straal staat. Beweegt men nu, dan moet

de eerste straal over de tweede springen. Op dat moment schakelt A4 om en het alarm gaat af. Om vals alarm te vermijden, mag de schakeling natuurlijk ook niet te gevoelig worden gemaakt. Stel P1 dus zo in, dat er pas alarm wordt

gegeven wanneer het ook echt nodig is.

Figuur 3. De elektronische kant van de zaak. Omdat kwantiteit niet altijd kwaliteit hoeft te zijn. hebben we R 3 . . . R19 bewust niet erbij getekend.

Op- en i n b o u w Vanwege het grote aantal weerstanden en draadbruggen, zal de opbouw van de print wel enige tijd in beslag nemen. Figuur 4 vormt echter een prima leidraad. Wat het inbouwen betreft: de schakeling kan het beste in een klein kastje worden ondergebracht dat van een klein gaatje voor de zoemer is voorzien. Het geheel kan dan bij voorkeur in de buurt van de hifi-installatie worden geplaatst, omdat daar een kastje met een antenne immers niet zo opvalt. Overigens funktioneert de naderingssensor het beste in ruimtes met synthetische vloerbedekking; in kamers met een geleidende ondergrond is de schakeling minder gevoelig. Mocht u dus een hoogpolig blikken tapijt in de woonkamer hebben liggen, dan kunt u beter naar een andere alarminstallatie uitkijken. ..

Figuur 4. We weten dat u het weet, maar toch: Let op de polariteit van de eiko's en vergeet geen draadbruggen.

Onderdelenlijst R L . .R20 = 10 MS R21...R23.R29 = 22 kQ R24 = 100 kQ R25,R27,R28 = 47 k£2 R26 = 10 MQ P1 = 100 kQ-instelpotmeter P2 = 250 kS-instelpotmeter C1.C2 = 2,2 M F/25 V C3 = 680 nF C5.C6 = 10 M F/25 V C8.C9 = 330 nF IC1 = TL 084 IC2 = 4093 Diversen: Bz = piëzo-buzzer PB 2720 (Toko) 2 9 V-batterijen 2 . . .3 m gewoon draad (antenne) 1 standaardprint formaat 2

ixx^ïIêVeéïMlIkt Hobby-elektronica De serie "Hobby-elektronica" van uitgeversmij. Kluwer B.V. is speciaal bedoeld voor de beginnende elektronica-hobbyist of voor hem die al zijn eerste schreden op dit gebied heeft gezet. In totaal zijn in deze serie vier boeken verschenen: Experimenteren met spanning en stroom (ISBN 90.201.1679.7) Experimenteren met diodes en transistors (ISBN 90.201.1678.9) Experimenteren met elektronische schakelingen (ISBN 90.201.1677.0) Experimenteren met elektronische meetinstrumenten (ISBN 90.201.1466.2) De eerste drie genoemde paperbacks kosten f 29,50 per stuk en zijn in de boekhandel verkrijgbaar. Het boek "Experimenteren met elektronische meetinstrumenten" is uitsluitend in gebonden vorm te koop en is daarom iets duurder: f 40,25. (X162M)

familie FET

In het artikel "FET — Field Effect Transistor" in dit nummer hebben we uitvoerig de werking van FET's behandeld. We hebben toen onder andere gesproken over "steilheid". De steilheid geeft getalsmatig weer dat de drain-stroom groter wordt als de (negatieve) gate-spanning positiever wordt (of beter gezegd: minder negatief wordt). De kurve in figuur 1 toont deze samenhang. Het zal duidelijk zijn dat de steilheid wordt

weergegeven door de helling van de kurve. Ze hangt dus ook af van de gatespanning. Toch kan men de steilheid van het enigszins rechte deel van de kurve beschouwen als de nominale waarde voor een bepaalde FET. Voor kleinsignaal-FET's variëren de karakteristieke steilheidswaarden tussen 2 . . .20 mA/V. In plaats van mA -^j- wordt vaak mS (millisiemens)* gebruikt. De snijpunten van de kurve met de

beide assen zijn twee andere belangrijke nominale waarden voor een FET. De waarde van de maximale drain-stroom I Q S - dus de drain-stroom bij een gatespanning van 0 V (gate en source kortgesloten), ligt meestal tussen 1. . .50 mA. Theoretisch gaat de kurve nog verder in het eerste kwadrant (dus bij positieve gate-spanningen). Bij gatespanningen hoger dan +0,6 V wordt de gatekanaal-overgang, die opge-

bouwd is als een diode, geleidend. Dan is sturing onmogelijk. Het snijpunt met de horizontale as geeft de gate-spanning aan waarbij het kanaal volledig is afgesloten. De waarden van deze spanningen liggen voor de verschillende FET's tussen 0,5. . .10 V. In het Engels heet deze spanning *Siemens" is het omgekeerde van de weerstandseenheid Q, dus

Tabel 1. N-kanaal-J FET's BC 245 A . . . C grenswaarden drain-source-spannung drain-gate-spannung (Is = 0) gate-source-spannung O D = 0) drain-stroom gate-stroom junktietemperatuur totale dissipatie (bij 75°C)

+ UDS + UDG -UGS ID IG Tj Ptot

30 30 30 25 10 150 300

V V V mA mA

-IGSS

5

nA

°C mW

nominale waarden (Tj = 25°C) gate-lekstroom < - U G S = 20 V, Ups = 0) drain-source-kortsluitstroom (UDS = 15 V, UGS = 0)

gate-source-spannung (UDS = 15 V, ID = 200 MA> gate-source-afknijpspannung (UDS = 15 V, ID = 10 nA) steilheid (1 kHz) grensfrekwentie (70% van de steilheid)

BF245A: BF 245B: BF245C:

IDSS IDSS IDSS

2,0 tot 6,5 6 tot 15 12 tot 25

mA mA mA

BF245A: BF245B: BF245C:

-UGS -UGS -UGS

0,4 tot 2,2 1,6 tot 3,8 3,2 tot 7,5

V V V

-Up S

0,5 tot 8,0 3,0 tot 6,5

V mS

fg

700

MHz

Tabel 1. Belangrijke waarden van de N-kanaal-JFET's BF 245A.. C. De grenswaarden mogen niet overschreden worden. De nominale waarden zijn karakteristiek voor de BF 245. De gate-lekstroom is de kleine stroom die door de gesperde gate-kanaal-overgang loopt. "Drain-source-kortsluitstroom" is de officiële benaming voor de bij het snijpunt met de vertikale as behorende stroom. De gate-source-spanningen in de tabel gelden bij een drainstroom van slechts 200 /.
D

"

4 T

'D

-

UDS~

D

°

D

15V

Ti = 25°C _

(mA) S

;DS Z p

:

- --/-

_ _ 2

-Z _ : ::;

_

_• :;

_ __: _

_ __

::: ;

o ±_ t t : _± uGS

;

_ : : _

(V)

__

H

A

D

a

t it-

84820X-2

-$3>

°-é)

7

__c _L 3

^t __ 2

: >:_±__ zui-

84820X-1

G_nzi

4 af knijpspanning

"pinch-off-voltage", letterlijk afknijpspanning. De relatief grote variatie in eigenschappen maken duidelijk hoe groot het FETaanbod is. Reden genoeg om ze in A-, B- en C-typen in te delen. Tabel 1 bevat de gegevens van de standaardFET BF245 inklusief de grenswaarden. De BF245 behoort tot de familie van de N-kanaaltypen. Zoals de naam al zegt, is het kanaal tussen drain en source van N-halfgeleidermateriaal, de gate van P-silicium. De P-kanaal-FET is de tegenhanger hiervan. Zijn Ngate moet gestuurd worden met positieve spanningen (ten opzichte van de source). Net als bij een diode die spert, bestaat de benodigde isolatie tussen gate en kanaal bij N- en P-kanaalFET's uit de sperrende overgang tussen de halfgeleidermaterialen. Deze beide typen kan men samenvatten onder de naam JFET (J staat voor het Engelse woord "junction", letterlijk overgang; zie figuur 2). De moderne MOSFET's daarentegen zijn uitgerust met een flinterdunne isolatielaag van siliciumoxyde, die de gate en het kanaal van elkaar moet scheiden. (MOS = metal/oxide/semi-

conductor. In Nederlands: metaal/oxyde/halfgeleider; metalen gate/oxydeisolatie/halfgeleiderkanaal) Terwijl een halfgeleider ook in spertoestand nog een lekstroom van enkele nanoampères (nA) doorlaat, isoleert de oxyde-laag van de MOSFET's bijna voor 100%. De overgangsweerstanden van deze MOSFET's zijn groter dan 10 10 Q. Er bestaan zowel N- als Pkanaal-MOSFET's. De hele MOSFET-familie bestaat uit vier hoofdtypen (figuur 3): 1. zelfgeleidende M O S FET's m e t N-kanaal. Deze MOSFET lijkt op de al beschreven N-kanaalJFET Met negatieve gate-spanningen verkleint men de stroom. Deze MOSFET kan echter ook met positieve gatespanningen gestuurd worden, doordat de oxydelaag onafhankelijk van de polariteit isoleert. Met positieve gate-spanningen vergroot men de stroom nog meer. 2. zelfgeleidende M O S FET's m e t P-kanaal. De omgepoolde tegenhanger van de N-kanaalMOSFET komt overeen met de P-kanaal-JFET Hij spert bij positieve gatespanningen. De doorlaatopening van het drain-

kanaal wordt groter bij lagere gatespanningen. Negatieve stuurspanningen zijn eveneens mogelijk, zij vergroten de stroom nog meer. 3. zelfsperrende M O S FET's m e t N-kanaal. In dit geval is het stuurprincipe precies omgekeerd. Deze MOSFET is te vergelijken met een normale NPN-transistor: de gate wordt gestuurd met positieve spanningen, waarbij de drainstroom bij hogere gatespanningen ook groter wordt. Zonder gatespanning is het kanaal niet-geleidend. Dit is ook het geval bij negatieve gate-spanningen. 4. zelfsperrende M O S FET's m e t P-kanaal. De drain-stroom wordt groter naarmate de gatespanning negatiever wordt (vergelijk met PNPtransistor). Bij positieve gate-spanningen (vanaf 0 V) spert de MOSFET. In radioschakelingen vindt men vaak MOSFET's met twee gate-aansluitingen: met beide gates kan het kanaal gestuurd worden (figuur 4). Deze bijzondere typen worden FET-tetroden genoemd. Ze zijn ook bekend onder de naam "dual-gate-FET's".

84820X-4

Figuur 1. De kurve van een BF245B. Het karakteristieke gedrag van een FET is duidelijk te zien: de drain-stroom w o r d t kleiner naarmate de gate-spanning negatiever wordt. Figuur 2. Aan de richting van de pijl herkent men of de FET een N- of P-kanaaltype is. Figuur 2a toont een N-kanaal, figuur 2b een P-kanaal. Figuur 3. De gate-aansluiting in het MOSFET-tekensymbool raakt het kanaal niet aan, omdat beide volledig van elkaar geïsoleerd zijn. De pijlrichting geeft weer het kanaaltype aan. Een onderbroken kanaalsymbool betekent dat w e te doen hebben met een zelfsperrende MOSFET. a: Een zelfgeleidende IN kanaal-MOSFET. b: Een zelfgeleidende P-kahaalMOSFET. c: Een zelfsperrende N-kanaal MOSFET. d: Een zelfsperrende P-kanaalMOSFET. Figuur 4. Deze zelfgeleidende IM-kanaal-MOSFET (bijvoorbeeld de BF 960) heeft t w e e gates.

dubbele voeding Elders in dit Elex-nummer. wordt een naderingsschakelaar beschreven die zowel een positieve als een negatieve voedingsspanning nodig heeft. Dit is één van de vele toepassingsmogelijkheden van deze universele dubbele voeding. Zoals gezegd levert ze — ten opzichte van de massaaansluiting — een positieve èn een negatieve spanning. Daarom is de voeding vooral geschikt voor schakelingen met opamps. En om de zaak zo universeel mogelijk te houden, hebben we de voeding zó gemaakt dat ze geschikt is voor verschillende uitgangsspanningen en voor twee verschillende uitgangsstromen. In tabel 1 zijn de diverse mogelijkheden opgesomd, met de bijbehorende onderdelenwaarden. In het schema zijn sommige onderdelen namelijk alleen met een "zie tekst"-verwijssterretje aangegeven.

© 220V

Figuur 1 toont het schema van de dubbele voeding. Het gedeelte achter de trafo en de dioden D1. .. D4 is geheel symmetrisch opgebouwd. Het bovenste deel zorgt voor de positieve, het onderste voor de negatieve uitgangsspanning. Alleen de spanningsregelaar-IC's verschillen. Het IC voor positieve uitgangsspanningen begint met de cijferkombinatie 78; de twee volgende cijfers geven de vaste uitgangsspanning van het IC aan. Voor negatieve uitgangsspanningen heeft het IC de cijferkombinatie 79, gevolgd door de waarde van de uitgangsspanning. In tabel 1 zijn typen regelaars aangegeven voor positieve en negatieve uitgangsspanningen met de waarden 5 V, 10 V, 12 V en 15 V. Het principe van de schakeling is voor de positieve en negatieve tak hetzelfde. De beide spanningsregelaars liggen met hun massa-

aansluiting aan elkaar. Voor beide takken vormt deze aansluiting het referentiepunt. Ten opzichte van massa levert de trafo twee wisselspanningen (beide spanningen zijn 180° in fase verschoven). De sekundaire wisselspanningen worden door de gelijkrichterbrug D 1 . . . D4 gelijkgericht. Nu ontstaan pas de (ten opzichte van massa) negatieve en positieve spanningen. De afvlakkondensatoren C1 en C2 zorgen ervoor dat op de ingangen van de regelaars een relatief konstante gelijkspanning staat. Deze spanning moet enkele volts hoger zijn dan de gewenste uitgangsspanning. Aan de uitgangen van de spanningsregelaars is de gestabiliseerde gelijkspanning beschikbaar: éénmaal positief en éénmaal negatief. De uitgangselko's C3 en C4 zorgen ervoor dat de uitgangsspanning niet beïnvloed wordt door plotselinge ver-

anderingen in de belasting. C5 en C6 voeren eventuele hoogfrekwente storingen naar massa af. Zij die meer willen weten slaan er maar eens een paar oude Elexnummers op na — het thema "voedingen" is namelijk al vaker uitvoerig aan de orde geweest. Alle onderdelen van de dubbele voeding kunnen, met uitzondering van de trafo, op een standaardprint formaat 1 gemonteerd worden (figuur 2). De montage is een simpele zaak. Mits de eiko's, de dioden en de spanningsregelaars niet verkeerd-om aangesloten zijn, is er geen enkele reden te bedenken waarom de schakeling niet meteen na het inschakelen zou werken. Regelaars IC1 en IC2 moeten bij de 500 mA-versie gekoeld worden (het beste is om dit ook te doen bij de kleine 100 mA-versie). SK 13 of KL 105 zijn geschikte koellichamen.

T T T 7 - 7

Oh

»

IC1~ 78XX

\£ZL

"O

.i_NJ 10,j

•

25 V

-*

©

— , - 7 . 26 V

IC2" 79XX

0 £.Z_!_J-Sd »

-p—Q

Figuur 1. Met de bekende spanningsregelaar-IC's valt probleemloos een dubbele voeding op te b o u w e n . Figuur 2. Met uitzondering van de trafo kunnen alle onderdelen van de symmetrische, dubbele voeding uit figuur 1 op een standaardprint gemonteerd w o r d e n . Figuur 3. Er zijn twee trafospanningen nodig. Beide spanningen moeten echter een gezamenlijk referentiepunt hebben. Bij een trafo met middenpuntaftakking is hieraan automatisch voldaan. Als men twee gescheiden wikkelingen in serie schakelt, is eveneens aan deze voorwaarde voldaan.

r

©

©

O ©

f

e^.7.

ics Tabel 1,

0-®

tt X

'uit

f* C3.C4 = IOpiF/25 V C5,C6 = 100 nF D 1 . . . D 4 = 1N4001 C1,C2,Tr,IC1 en IC2: zie tabel 1 F1 = glaszekering 0,3 A middeltraag SI = tweepolige netschakelaar Diversen: 1 standaardprint (maat 1) 6 soldeerpennen 1,2 mm 4 2 koellichamen voor IC1 en IC2 (bijv. SK 13) Zekeringhouder, montagemateriaal, kastje, etc.

m

ax. 100 mA

gestabiliseerde uitgangsspanning

komponenten

5 V

10 V

12 V

15 V

IC1

7805

7810

7812

7815

IC2

7905

7910

7912

7915

C1

220/J/16 V

220 M /25 V

220 pi/40 V

C2

220^/16 V

220 n/25 V

220

Tr1: 150 mA

2 x 8V

2 x 12 V

2 x 15 V

IC1

7805

7810

7812

IC2 Cl

7905 7910 1000 (j/16 V 1000 n/25 V

'uit

Onderdelenlijst

=

=

/J/40

V

2 x 18 V

max. 500 mA

C2

1000^/16 V

1000 ^i/25 V

Tr1: 800 mA

2 x8 V

2 x 12 V

Voor de trafo's zijn in tabel 1 typen aangegeven met twee sekundaire wikkelingen, bijvoorbeeld 2 x 8 V. Dit is uiteraard noodzakelijk, omdat de voeding zowel een positieve als negatieve uitgangsspanning moet leveren. Beide sekundaire wikkelingen moeten in serie geschakeld worden. Dit is tamelijk eenvoudig als men weet welke van de vier sekundaire aansluitpunten bij welke wikkeling hoort. Weet men dit niet, dan kan de trafo met behulp van een voltmeter (instellen op wisselspanning!) worden doorgemeten. Is de voltmeter met de aansluitpunten 1 en 2 verbonden (figuur 3), dan wijst hij de spanning van één wikkeling aan. Hetzelfde gebeurt als hij met 3 en 4

7912

7815 7915 1000 M /40 V 1000 ^/40 V

2 x 15 V

verbonden is. Indien de meter tussen 1 en 3, 1 en 4, 2 en 3 of 2 en 4 geschakeld is, wijst hij niets aan. Bij het uitvoeren van de metingen is voorzichtigheid geboden, aangezien de primaire wikkeling aan de 220 Vnetspanning ligt. Heeft men de aansluitpunten van beide wikkelingen bepaald, dan moeten ze in serie geschakeld worden (aansluitpunt 2 met 3 verbinden). Als men de spanningen tussen 1 en 4 nameet, wijst het instrument de dubbele waarde van de opgegeven afzonderlijke spanningen aan (dit is bij 2 x 8 V dus 16 V). Indien de meter ongeveer 0 V aanwijst, zijn de verkeerde aansluitpunten met elkaar verbonden (bijvoorbeeld 1 en 3). Dan moet

2 x 18 V

één van de wikkelingen omgepoold worden (het maakt niet uit welke van de twee). De twee met elkaar verbonden aansluitpunten vormen de zogenaamde middenpuntaftakking b (figuur 3). Als men tussen b en aansluitpunt a of c meet, wijst het instrument weer de beide afzonderlijke spanningen aan. De "nieuwe" aansluitpunten a, b en c moeten met de desbetreffende punten op de print verbonden worden. De in de tabel vermelde trafospanningen mogen met maximaal 2 0 % overschreden worden. Dat geldt trouwens ook voor de stroomwaarden. Lagere trafospanningen zijn echter niet toegestaan. Aanwijzingen voor de montage met schakelaars en zekering

staan in het Elex-nummer van maart '84, blz. 3-19. Vergeet de trafo en het eventuele kastje vooral niet te aarden. Voordat de dubbele voeding in gebruik wordt genomen, moet men eerst met een paar metingen kontroleren of de voeding goed werkt. In tabel 2 zijn een aantal meetpunten en meetwaarden vermeld; er zijn slechts

vier gelijkspanningsmetingen nodig om te bepalen of de voeding goed werkt.

Tabel 2.

meetgestab. waarden uitgangsbij spanning

5V

10 V

12 V

15 V

Cl

10 V

15 V

20 V

24 V

C2

-10 V

-15 V

-20 V

-24 V

C3

5 V

10 V

12 V

15 V

C4

-5 V

-10 V

-12 V

-15 V

Nog een geruststellende opmerking tot slot: stuk zal de voeding niet gauw gaan. De IC's zijn namelijk uitgerust met een ingebouwde kortsluitbeveiliging, die in geval van overbelasting de uitgangsspanning terugregelt.

LED-paardje Deze keer iets geinigs: een paardje gemaakt uit 3 mmLED's en weerstanden ofwel een elektronische draadezel. Dit hangt er maar vanaf hoe je 't wilt bekijken. Het diertje wordt gevoed met 5 V; een platte batterij van 4,5 V is ook goed. Men sluit de nek aan op de plus en de onderbuik op de min. Voor iedere LED is een weerstand van 470 Q geschakeld die de stroom moet beperken. Alleen de been-LED's "lopen" paarsgewijs (parallel) via een weerstand van 220 Q. Alle details zijn te zien in de figuren 1, 2 en 3. Bij het solderen moet men op twee dingen letten: ten eerste dat de LED's niet te heet worden en ten tweede dat ze goed gepoold zijn.

$r

©

84825X-3

supersimpele cassette-interface voor Commodore

Zoals de Commodorebezitters onder ons weten, heeft men bij de types 20 en 64 een zogenaamde datarecorder nodig voor het opslaan van programma's op cassette-bandjes. Iets waar wij, en waarschijnlijk velen met ons, niet zo bijster gelukkig mee zijn. Want zeg nou zelf, is het niet ietwat overdreven om speciaal voor het opslaan van data zo'n recorder aan te schaffen, terwijl iedereen wel een normale cassette-recorder thuis heeft staan? Er bestaat echter een alternatief in de vorm van een cassette-interface waarmee men wèl van een gewone

recorder gebruik kan maken, maar helaas kosten die dingen in de winkel, schrik niet, rond de 50 gulden! Het eerste wat we ons afvroegen was dan ook "kan dat niet wat goedkoper?". Konklusie: Jawel! En zelfs een flink stuk goedkoper, want door gewoon alle "toetertjes" en "belletjes" weg te laten en door een ietwat "onorthodoxe" aanpak, kost de hier gepresenteerde versie van de cassette-interface zegge en schrijve nog geen tientje! Goedkoper kan het echt niet!

Hoe het werkt Laten we eerst eens gaan

kijken wat er gebeurt als we een programma vanuit de computer op band zetten. Nadat men de juiste handelingen op het toetsenbord heeft verricht, verschijnt het te SAVEN programma in de vorm van blokjes op de "write"uitgang van de kleine print-konnektor (punt 5, figuur 2). De amplitude van deze blokjes is echter te groot (5 Vj-t) voor het opname-gedeelte van de recorder, zodat we ze eerst wat kleiner moeten maken. Daarvoor zorgen de twee weerstanden R2 en R3 die het nivo van het signaal tot ongeveer 250 mV^ reduceren, waarna de blokjes klaar

zijn om op band te worden gezet. Zorg er wel voor dat het opnemen van de signalen "op volle kracht" gebeurt, dus met de VUmeters helemaal in de hoek. (Bij automatische opnamesterkte-regeling kan men natuurlijk niets instellen). Zo, dat was het wat betreft het opnemen of, om maar in het vakjargon te blijven, het "SAVEN" van programma's. Het "LOADEN" van software heeft al wat meer voeten in de aarde. De computer moet namelijk met signalen "gevoed" worden die zowel blokvormig zijn, als een amplitude van ongeveer

N1

koptelefi aansluiting

1

b? II r Jü^/L naar cassetterecorder

Figuur 1. U ziet het. Een cassette-interface voor Commodore-computers die nóg eenvoudiger is (en ook goed w e r k t ) , bestaat volgens ons niet.

N2

l

[j>^-- |j>o—•£É '»d

Figuur 2. De diverse aansluitpunten van de uitgangskon nektor op de Commodore. Men kan de interface via een passende konnektor met deze uitgang verbinden, of via enkele draadjes die direkt op de sporen worden gesoldeerd.

RI|S|

^

R3 j 1k8 |

5 -fj'<J

1, wit»

TJLT1" *>

naar VIC20 of C64

Figuur 3a. De DIN aansluitingen van een cassette-recorder. Voor onze toepassing zijn alleen de pennen 1, 2 en 4 van belang. Figuur 3b. De twee aansluit punten van een klinksteker.

•p

GND

N1,N2= V3IC1 =74LS14

Tabel 1. 1GND 2+S V 3 motor (on/off ) 4 read 5 write 6 sense

computerprint

weergave massa

84817X-3

5 V hebben. Nu is het zo, dat de door de cassetterecorder geleverde signalen verre van blokvormig zijn en op de DIN-uitgang (als die aanwezig is), slechts een amplitude hebben van zo'n 200 a 250 mV. Om dat laatste probleem op te lossen, zouden we het signaal eigenlijk moeten versterken, maar dat zou weer een extra onderdeel betekenen. Om dat te vermijden (we zouden het immers zo goedkoop mogelijk houden), maken we niet van de DINuitgang gebruik, maar van de oortelefoon-aansluiting. Op deze uitgang bedraagt de signaal-amplitude namelijk zo'n 5 tot 6 Vtt, wat voor ons doel dus prima geschikt is. Dit signaal gaat dan via een hoogdoorlaatfilter (Cl, R1) naar de twee schmitt-triggers N1 en N2, die er min of meer keurige blokjes van maken.

Tabel 1. De aansluitgegevens van de in figuur 2 getekende uitgangskonnektor van de C64 (en VIC20). De motorsturing w o r d t bij onze versie niet gebruikt.

Goed, we hebben nu dus een signaal dat aan de gestelde eisen voldoet, zodat we kunnen overgaan tot de beschrijving van de resterende aansluitingen van de konnektor. Twee ervan (de punten 1 en 2) zijn de voedingsaansluitingen (respektievelijk GND, massa dus, en + 5 V). We hoeven voor de interface dus geen aparte voeding op te bouwen, omdat we de benodigde spanning immers uit de computer kunnen halen. Aansluiting nummer 6 is de "sense-"ingang waarmee de computer kontroleert of de "play"-toets van de recorder is ingedrukt. Pas wanneer de spanning op deze ingang 0 V is, zal de computer een programma gaan laden. Omdat wij echter geen datarecorder hebben aangesloten, moeten we dat laag worden van die ingangsspanning simuleren

DINbus Commodorekonnektor

Figuur 4. Zelfs een standaardprint van het kleinste formaat is nog veel te groot voor onze cassette-interface. Het is dan ook helemaal geen gek idee om de print in twee helften te zagen, zodat men een nog kompakter geheel krijgt. Een andere mogelijkheid is natuurlijk om alle onderdelen op een klein stukje gaatjesprint te zetten, maar dat moet ieder voor zich uitmaken. Onderdelenlijst R1 10 kfi R2 100 Q R3 1,8 kQ C1 220 nF C2 100 nF IC1 • 74LS14

—r^. M*^

Diversen: 5-polige DIN-steker 3,5 mm klink-steker 8 printpennen 1 standaardprint formaat 1 door de ingang met massa te verbinden. Deze verbinding kan permanent (door gewoon een draadbrug tussen de aansluitingen 1 en 6 op de konnektor te leggen), of via een schakelaar gerealiseerd worden. Aan u de keus. (Wat die senseschakelaar betreft, daar komen we straks nog even op terug.)

Bediening Omdat wij niet van de motorsturing gebruik maken (punt 3 op de konnektor wordt dus niet aangesloten), moeten we de cassetterecorder met de hand in- of uitschakelen. Daarom zijn er natuurlijk wat meer handelingen bij het laden of saven noodzakelijk dan bij een datarecorder. We zetten ze eens op een rijtje. Het "LOADEN" van een

3,5 mm klinksteker (oortelefoon) 84817X-5

programma: — LOAD "programmanaam" — RETURN (indien "PRESS PLAY ON TAPE" op het scherm verschijnt, senseschakelaar omzetten!). — "play-"toets van de recorder indrukken. — zodra de melding "FOUND programmanaam" op het scherm verschijnt onmiddellijk de Commodore-toets indrukken. Het "SAVEN" van een programma: — SAVE "programmanaam" — " p l a y - " en "record-"toets van de recorder indrukken. — RETURN (eventueel de sense-schakelaar omzetten). U ziet, moeilijk is het echt niet. Het kan echter voorkomen dat tijdens het laden opeens "load-error" op het

scherm verschijnt. De meest waarschijnlijke oorzaak daarvan is dat de volumeinstelling van de recorder niet goed is. Dus gewoon blijven proberen, totdat de juiste instelling is gevonden. Mocht het onverhoopt niet lukken, dan moet hoogstwaarschijnlijk de opname/weergave-kop van de cassette-recorder opnieuw ingesteld worden (eventueel een andere cassette-recorder gebruiken).

Op- en i n b o u w In tegenstelling tot gewoonlijk, is het aansluiten van de schakeling deze keer wat bewerkelijker dan het opbouwen ervan (figuur 4). Om te beginnen moet de interface via 5 snoertjes (van zo'n 20 cm lang) met de konnektor van de C64 of VIC20 worden verbonden. Deze 5 verbindingslijnen

kunt u dan via een passende konnektor op de computer aansluiten, of rechtstreeks op de desbetreffende spoortjes van de Commodore-konnektor solderen. Let wel op dat er geen draadjes worden verwisseld, want daar kan de computer absoluut niet tegen! Vervolgens is de "recorderkant" aan de beurt. Hier moeten in totaal 4 verbindingen worden gelegd: 2 die via een klinksteker (zie figuur 3b) met de oortelefoon-uitgang van de recorder worden verbonden en twee draden die op de DIN-bus worden aangesloten (figuur 3a) of op de mikrofoon-ingang. Het inbouwen van de interface in een passende behuizing laten we helemaal aan u over. Zorg er wel voor dat de verbindingslijnen niet te lang worden. Veel plezier met uw nieuwe aanwinst!

wat(t) rekenwerk Wat is elektrisch vermogen? Een heel kort, maar krachtig antwoord op die vraag luidt:

stroom van 0,5 A trekt, neemt een vermogen op van:

P = U • I

220 V • 0,5 A = 110 W

Elektrisch vermogen krijg je door de spanning met de stroom te vermenigvuldigen. Alleen een spanning of alleen een stroom is niet voldoende om een vermogen op te nemen of af te geven. Soms is dat maar goed ook, want anders was het levensgevaarlijk om zo'n synthetische pullover aan te trekken. De knetterende en knisperende geluiden die daarbij optreden zijn het gevolg van zogenaamde statische ladingen, die zorgen voor spanningen van 10.000 volt of hoger. Toch is die hoge pullover-spanning ongevaarlijk omdat er een zeer kleine stroom loopt (een statische lading beweegt immers niet zo erg) en er dus sprake is van een piepklein elektrisch vermogen. De eenheid van elektrisch vermogen luidt watt (W) en komt overeen met:

De totale stroom door de beide fietslampjes is dus hoger dan de stroom door een gloeilamp van 100 watt. Toch is het vermogen van de fietslampjes ruim dertig keer zo laag. Laten we die gloeilamp van 100 watt eens nader onder de loep nemen. De stroom door de lamp bedraagt:

1 W

I V '

IA

Volgens deze formule is het mogelijk om één van de drie grootheden spanning, stroom en vermogen te berekenen als de andere twee bekend zijn. Een fietsdynamo levert maximaal 3 watt bij een dynamospanning van 6 volt. De stroom bedraagt dan: 3W = 6 V - | - I

100 W I

220 V • 0,45 A

Volgens de wet van Ohm volgt de weerstand uit de spanning en de stroom: R

220 V 0,45 A

84610X-1

Tabel 1.

1 1 1 1 1 1 1

pW nW pW mW kW MW GW

= 0,000.000.000.001 W = 0,000.000.001 W = 0,000.001 W = 0,001 W = 1000 W = 1000.000 W = 1000.000.000 W

1 1 1 1 1 1 1

pikowatt nanowatt mikrowatt milliwatt kilowatt Megawatt Gigawatt

489 O

Hoe verbluffend is het om bij meting van de weerstand van de lamp met een universeelmeter te moeten vaststellen dat de weerstand een stukje lager is. Nou ja, een stukje.. .hij is maar ca. dertig ohm! En toch kloppen beide weerstandswaarden. De koude weerstand van de niet-brandende lamp is namelijk erg klein en stijgt zodra de temperatuur in de lamp, tijdens het branden, toeneemt. De netspanning blijft onder alle omstandigheden dezelfde waarde houden. Dat betekent dat er tijdens het inschakelen van de lamp een stroom loopt van

= 0,5A 220 V : 30 Q = 7,3 A.

Nu lijkt een halve ampère niet zo erg veel, maar het gaat om de kombinatie met de stroom. Een 220 voltgloeilamp die eveneens een

I = 0,5 A

Deze stroom zorgt voor een zeer snelle verhitting van de gloeidraad; de weerstand van de gloeidraad stijgt dus

Figuur 1. De fietsdynamo levert een elektrisch vermogen van 3 watt voor de verlichting bij een stroom door de lampjes van 0,5 ampère. Figuur 2. Ofschoon de 100 Wgloeilamp minder stroom verbruikt dan de twee fietslampjes van figuur 1, neemt hij wèl veel meer vermogen op, omdat de voedingsspanning veel hoger is.

220 V

8461OX-2

Figuur 3. Direkt na het inschakelen is het door de 100 Wgloeilamp opgenomen vermogen 1600 watt. Voor een bejaard exemplaar betekent dat meestal de laatste keer dat er vermogen wordt opgenomen.

7,3A

20 V

Q (

Q

,6 kW 1.6

84610X-3

kalte Birne koude lamp

84610X-4a

110 V

84610X-4b

Figuur 4. Het heeft geen zin o m een 1000 W-föhn mee naar Amerika te nemen, omdat daar de netspanning de helft lager is. Het vermogen reduceert daardoor tot een kwart van w a t het moet zijn o m de haren droog te krijgen. Figuur 5. Ofschoon omroepzenders enorme zendvermogens leveren is er maar een zeer, zeer klein vermogentje op de antenne nodig om de verzonden informatie goed te ontvangen.

ook snel. Die hoge inschakelstroom duurt dus maar heel even. Het vermogen tijdens het inschakelen is echter enorm hoog: P = 220 V • 7,3 A = 1606 W = 1,6 kW Het is maar goed dat het allemaal maar erg kort duurt, hoewel de meeste gloeilampen aan het eind van hun levensduur tijdens het inschakelen de geest geven. Het voorbeeld met de gloeilamp maakt duidelijk dat de vermogensopname van een apparaat afhangt van zowel de voedingsspanning als het apparaat zelf. Een 1000 W - haarföhn " t r e k t " bij 220 V een stroom van: 1000 W I

220 V 4,5 A

(We verwaarlozen hier het verbruik van de ventilatiemotor.) Wat gebeurt er als de föhn

op een netspanning van 110 V (bijvoorbeeld in de USA) wordt aangesloten? Misschien komt u op de gedachte dat de halve spanning ook het halve vermogen betekent. Dan heeft u het mis, want de halve spanning heeft ook een gehalveerde stroom tot gevolg. Met andere woorden: aangezien % maal Yi éénvierde oplevert is het opgenomen vermogen tot een kwart gereduceerd: 250 W. (We verwaarlozen hierbij dat de föhn zich ook een beetje als een gloeilamp gedraagt; bij een lagere temperatuur zal de weerstand van het verwarmingselement in de föhn afnemen, waardoor het vermogen toch wat hoger zal zijn dan een kwart.) Nu een voorbeeld van een zeer lage vermogensopname. Uw radio heeft een antenne nodig om signalen op te pikken en hoorbaar te maken. Die antenne levert een akelig klein spanninkje,

maar daarmee óók — en daar heeft u misschien nooit bij stilgestaan — een heel klein vermogentje aan de radio, ledere antenne-ingang heeft namelijk een ingangsimpedantie, bijvoorbeeld 50 ohm. De antennespanning heeft dus een stroom door die impedantie tot gevolg. Stel dat voor een goede ontvangst een antennespanning van 10 ^V op een 50 Q-antenne-ingang nodig is. Er loopt dan een stroom: 10 MV = UO, 2 UA / 50 Q ^A Het vermogen bedraagt: 10 fiV • 0,2 uA = 2 /41W = 2 pW In woorden: twee pikowatt, oftewel twee miljardste deel van een watt! Wat is zo'n tuner toch eigenlijk met weinig tevreden.

Schemerlicht, subtropische temperaturen, rook waarvan je plakjes kunt snijden, muziek op volle oorlogssterkte — er is duidelijk een gezonde fuif aan de gang. En zoals dat bij dergelijke gelegenheden gebruikelijk is, werd van tevoren alles wat ook maar een beetje op hifi leek door vrienden en bekenden aangesleept: boxen, bandrecorder, bandjes, cassette-recorder, platenspeler, kilo's platen en ga zo maar door. Resultaat: een gigantische "hifi-toren" waarbij geen mens meer weet waar wat zit. Vanwege het schemerlicht moet men dan ook nog alles op "de tast" doen, zodat je de

platenspelerlamp pick-up al heel goed moet kennen, wil je meteen de juiste groef te pakken hebben. En pick-up-naalden zijn per dozijn echt niet goedkoper! Het is dus helemaal geen- overbodige luxe om de "barre" omstandigheden wat te verzachten door een lichtbron bij de platenspeler te zetten. Maar omdat we weten dat zo'n felle lamp behoorlijk sfeerverstorend werkt — want geen mens die de lamp na het inschakelen steeds weer uitzet — vonden we het helemaal geen gek idee om een soort "trappenhuislichtautomaat" voor platenspelers te maken; een schakeling dus die de lichtbron na een bepaalde tijd (tussen de 30 en 150 sekonden) automatisch weer uitschakelt.

'omgeboiiwd" wordt tot een schakelsignaal voor het relais, zien we in figuur 1. De schakeling kan hierbij op twee manieren worden gestart: met druktoets S1 of schakelaar S2. De tijdautomatiek wordt met de druktoets ingeschakeld. Wil men permanent licht hebben, dan kan dat door S2 om te zetten (de stofkap moet dan wel openstaan). Laten we eens gaan kijken hoe die tijd-automatiek in

elkaar zit. Zodra S1 ingedrukt wordt is de stroomkring gesloten en zal C1 via R1 geladen worden. Parallel aan deze kondensator staan R2 en P1 die beide hoogohmig zijn. Enerzijds wordt door die hoge weerstand verhinderd dat de stroom naar massa vloeit in plaats van in de kondensator, en anderzijds is dit netwerkje bepalend voor de ontlaadtijd van Cl. Ergo: Door de weerstandswaarde van het net-

werkje te veranderen (met PD, wordt tevens de tijd dat de lamp aan blijft gewijzigd (hoe hoger de totale weerstandswaarde, hoe langer het duurt voordat de lamp weer uitgaat). Maar laten we eerst eens nagaan hoe het lampje eigenlijk ingeschakeld wordt, want per slot van rekening moet de lamp eerst aan zijn voordat je 'm kunt uitschakelen, nietwaar? Welnu, dat gebeurt eveneens door de

De elektronica

Ü a> I

3

In principe is de zaak doodsimpel. Met de stofkap van de platenspeler of via een druk op een toets wordt een stuursignaal aan de schakeling gegeven, die dan op zijn beurt weer een relais (en daarmee de lamp) aktiveert. Hoe dat stuursignaal

220 V

•® 0 V 1N4148

Figuur 1. Het omkaderde gedeelte in de tekening is een met t w e e gewone BC 547B's opgebouwde darlingtontransistor. Met de potmeter (PD kan de tijd naar wens ingesteld worden (tussen de 30 en 150 sekonden).

toets (S1) in te drukken. De transistoren T1 en T2 worden dan namelijk van spanning voorzien, waardoor ze gaan geleiden. Zoals u in het omkaderde gedeelte kunt zien, zijn deze torren op een aparte manier aan elkaar geknoopt; ze zijn, zoals dat heet, als een darlington-transistor geschakeld. Bij zo geschakelde transistoren wordt namelijk de emitterstroom van de eerste tor (T1 in ons geval) door de tweede versterkt (T2 dus). Hierdoor worden de versterkingsfaktoren vermenigvuldigd in plaats van gesommeerd (zoals bij gewoon parallel geschakelde transistoren het geval is). De totale stroomversterkingsfaktor /3t (p = bèta) van de twee transistoren bedraagt 0T1 x 0T2- Het voordeel van zo'n dariington-tor ligt voor de hand: al bij een zeer kleine ingangsstroom ontstaat er een zeer grote uitgangsstroom, die we ook nodig hebben om het relais te kunnen aktiveren. Laat men de toets weer los, dan zal C1 nog een tijdje energie leveren en wel zolang, totdat deze helemaal is ontladen. Pas dan zal het relais weer afvallen. Met andere woorden, de lamp blijft branden zolang de kondensator energie levert. De diode (D2) parallel aan het relais is een zogenaamde vrijloopdiode en heeft een beschermende funktie. Wanneer namelijk het relais afvalt, wordt het magneetveld in de spoel zeer snel afgebouwd, waardoor de opgeslagen energie opeens vrijkomt en er ontstaat een spanning die groter kan zijn dan de voedingsspanning. Dat dit kwalijke gevolgen kan hebben voor de transistoren spreekt voor zich. De vrijloopdiode voorkomt dit nu door die spanning kort te sluiten. Wordt schakelaar S2 omgezet, dan gebeurt in principe precies hetzelfde als bij de druktoets, alleen spelen nu

C l , R2 en P1 uiteraard niet meer mee. D1 voorkomt in dit geval dat er stroom naar het netwerkje kan vloeien.

Het mechanische gedeelte Bij de mechanische opbouw is het belangrijkste dat met name schakelaar S2 op de juiste wijze wordt aangebracht. S1, de druktoets, kan samen met de schakeling in een kastje of rechtstreeks in de behuizing van de platenspeler worden ondergebracht. Schakelaar S2 is een zogenaamde micro-switch, waarvan het schakelkontakt gevormd wordt uit een lang metalen strookje. Dit kontakt moet bij het sluiten van de stofkap kwasi ingeklemd worden, zodat het kontakt open staat. Klapt men de stofkap nu weer omhoog, dan zal het kontakt sluiten en voila, de lamp gaat aan. Als lichtbron is elke gloeilamp bruikbaar die op het net kan worden aangesloten. Burolampen of spotjes zijn hiervoor natuurlijk het meest geschikt. Vergeet echter niet de eventueel aanwezig zijnde "eigen" aan/uit-schakelaar van de lamp te overbruggen of te verwijderen. Kontinu aanzetten kan uiteraard ook. Hoe alles moet worden aangesloten, is in figuur 2 weergegeven. Als voedingsbron zou een batterij kunnen worden gebruikt, maar bij een spanning van 15 V lijkt ons een kleine netvoeding toch wel wat beter geschikt. Schema's van dergelijke voedingen vindt u vrijwel in elke Elex, zodat dat geen enkel probleem zal zijn.

Attentie! Netspanning kan levensgevaarlijk zijn! Ga dus zorgvuldig te werk en verwijder vooraf de zekering. Sla eventueel de "netspanningsregels" op pagina 6 er nog eens op na.

Figuur 2. Precies zo moet de schakeling inklusief het relais in de netleiding worden geïntegreerd; de draden (bruin en blauw) van het netsnoer zijn d.m.v. een kroonsteentje met die van de trafo en de lamp verbonden. Figuur 3. Vanwege het geringe aantal komponenten kan deze schakeling in een mum van tijd worden opgebouwd. Het niet gebruikte gedeelte van de print kan het beste worden afgezaagd, zodat een mooi kompakt geheel ontstaat.

Onderdelenlijst R1 = 100 Ö R2 = 1 MQ P1 = 5 MQ-instelpotmeter Cl = 22 M F/25 V D1.D2 = 1N4148 T1,T2 = BC547B Diversen: 51 = druktoets 52 = in/uitschakelaar Re = 12 V printrelais (Siemens E-karten relais) 1 standaardprint formaat 1

FET-basisschakelingen Voor veel elektronicahobbyisten zijn FET's onbekende dingen, zeker als het om het dimensioneren van FET-schakelingen gaat. Toch is het experimenteren met FET's helemaal niet zo moeilijk. Alleen ongewoon en heel anders dan met normale transistoren. Figuur 1 toont de eenvoudigste FET-schakeling. Omdat drain en source met elkaar verbonden zijn, blijven slechts twee aansluit pennen over. Wat dat nou voorstelt? Inderdaad: een diode. Bij een N-kanaal-FET is de gate-aansluiting de anode van de diode; de drain en source vormen de kathode-aansluiting. Bij een als diode geschakelde Pkanaal-FET is het omgekeerde het geval. Voor een diode is een FET tamelijk duur. Waarom wordt hij dan toch gebruikt? Omdat een FET een bijzonder goede diode is. De lekstroom in sperrichting is zeer klein. Bij kamertemperatuur is die slechts enkele nano-ampères groot. De FET kan bijvoorbeeld gebruikt worden als beveiligingsdiode aan de ingang van een hoogohmig meetapparaat (een digitale voltmeter of millivoltmeter). Een normale diode met een

grote lekstroom zou de hoogohmige ingang te sterk belasten.

bij U G S = 0 V. De gate mag bij deze sperlaag-FET immers niet positiever worden dan de source. Als de FET-stroombron... gate met de source verbonFiguur 2 toont de op één na den is, geldt U G S = 0 V. eenvoudigste FET-schakeHet snijpunt van de kurve ling. Het gaat hier om een met de vertikale as (dus bij N-kanaal-FET. Ook nu weer U G S = 0 V) geeft een zijn twee aansluitingen van bepaalde stroom aan, de zode FET met elkaar verbongeheten verzadigingsstroom. den, te weten de gate en de Dit is de maximale drainsource. U begrijpt zeker al stroom die door de FET kan wat nu gaat gebeuren? Nee, lopen. Een grotere stroom geen diode. Nu fungeert de gaat niet, omdat de U G S a ' FET als een konstantezo laag mogelijk, namelijk stroombron. Hoe kan dat? 0 V, is. Ook al wordt de Herinnert u zich nog de spanning tussen drain en FETkurve in een ander artisource hoger, de stroom kan kel van dit Elex-nummer? In niet meer groter worden. figuur 3a is deze nog eens Met andere woorden; hij afgebeeld. De kurve eindigt blijft konstant. Daarom

vormt de FET een konstante-stroombron. Eén opmerking is hier nog nodig. Net als de stroombron met een normale transistor, heeft de FET een minimale spanning nodig om zijn stroom konstant te houden. Indien de spanning lager is, wordt de verzadigingsstroom niet bereikt. Figuur 3b toont dit. De konstante stroom wordt pas bereikt als spanning U Q S groter is dan afknijpspanning Up (engels: pinch-offvoltage). De waarde van de verzadigingsstroom I Q S S

van de FET kan men in een databoek opzoeken. Hierbij moet rekening worden gehouden met een ruime tolerantie. Bij een BF245B bijvoorbeeld ligt de verzadigingsstroom tussen 6 en 15 mA; bij de BF245C ligt hij tussen 12 en 25 mA. Laatstgenoemde FET valt heel goed te gebruiken als stroombron voor een LED. Figuur 4 toont de schakeling. De LED krijgt op deze manier een groot voedingsspanningsbereik. Hij licht met een konstante helderheid op bij spanningen tussen 5 en 30 V (boven 15 V kan de FET te heet worden). Er bestaan overigens LED's waarin een FET-

1 URmax

=30V

.-O = ©-H-© iFmax = 10 mA

URmax

=20V

©-M-©

•-O

'Fmax " 10 mA

20

BF2 5C

I I'

Wss=ov-

1

h (mA)

s\

l>!=2

UDS'

tf

!b •c

y:

- -

V

* \

10

^

—f—

\

\

\

\

__

s

\ 0 -7,5

LP

j

2,5

7

\

-3V

4v

•"• —

7?

\

<4SS V) 0

\ I

84824X3

n 0

c

13

uDS (V115

stroombron zit ingebouwd. Deze LED's hebben dan geen voorschakelweerstand meer nodig.

. . .instelbaar Wil men de stroom van een FET-stroombron precies kunnen instellen, dan moet een weerstand (instelpotmeter) in de source-leiding opgenomen worden (figuur 5). Is de potmeter ingesteld op 0 Q, dan hebben we in principe dezelfde schakeling als die in figuur 2 en 4. Draait men de potmeter open (weerstand wordt groter), dan wordt de konstante stroom kleiner. Dit is gemakkelijk te verklaren: als er drain-stroom door de weerstand loopt, valt er een bepaalde spanning over. De gate is aangesloten op de onderkant van de weerstand, de source op de bovenkant. De spanning aan de source-aansluiting is daarom altijd een vast bedrag hoger dan de gatespanning. Omgekeerd kan men zeggen dat de gatespanning een vast bedrag lager (negatiever) is dan de source-spanning. En een negatieve gate-spanning knijpt de drain/sourceovergang dicht, waardoor de stroom kleiner wordt. Afhankelijk van de waarde van de weerstand stelt zich een bepaalde, konstante stroom in. Konstant, omdat het hier om een tegenkop-

peling gaat. Stel de drainspanning wordt hoger, dan wordt ook de stroom groter. Daardoor neemt ook de spanningsval over de weerstand toe, de gate wordt negatiever en werkt dus de vergroting van de stroom tegen. Zo wordt de stroom dus vrij goed konstant gehouden. In figuur 5 hebben we weer onze LED aangesloten op een stroombron met de BF245C. Een instelpotmeter van 500 Q vormt de sourceweerstand. Is de potmeter op 0 Q ingesteld, dan is de stroom maximaal; de verzadigingsstroom I D S S

IS

bereikt. Voor een andere stroom kan men de benodigde source-weerstand gemakkelijk berekenen. Nemen we bijvoorbeeld een stroom van 10 mA. In de kurve van figuur 3a zien we dat de gate-source-spanning ( U Q S ) bij deze stroomwaarde ongeveer —1,5 V bedraagt. Nu kunnen we de weerstand met behulp van de Wet van Ohm uitrekenen: spanning gedeeld door stroom is gelijk aan weerstand. 1,5 V = 150 Q. Dus: 10 mA Weet men echter de weerstand, dan bepaalt men de stroom niet met behulp van de formule. Men leidt dan de I af uit de kurve van figuur 3a. Nemen we als voorbeeld de stroom bij een

weerstand van 500 Q. Hiervoor moet men een zogenaamde belastingslijn tekenen. Deze is in figuur 3a gestippeld. Ze begint in het nulpunt (bij 0 V bedraagt de stroom door een weerstand 0 mA) en eindigt bij een voedingsspanning van bijvoorbeeld —7,5 V, dus bij een stroom van 15 mA ( = 7,5 V gedeeld door 500 Q). Weliswaar is de kurve gemeten bij een UQS van 15 V, maar bij lagere spanningen wijken de kurven niet veel af van die in figuur 3a. De belastingslijn snijdt de FET-kurve bij een spanningsval ( U Q S ) van —3 V en een stroom van 6 mA. De kleinste met een potmeter van 500 Q in te stellen stroom bedraagt daarom ongeveer 6 mA.

Source-volger De werkpuntsinstelling (gelijkstroominstelling) van de source-volger, onze volgende basisschakeling (figuur 6), is hetzelfde als die van de stroombron. Ook nu weer is de drain verbonden met de plus en de weerstand met de source. Alleen is de gate nu via een weerstand met massa verbonden. Dit verandert echter niets aan de manier van berekenen. De weerstand aan de gate veroorzaakt geen spanningsval, omdat door de gate geen stroom loopt. De gate-spanning is

dus 0 V (de gate is immers met massa verbonden). Omdat door Rs wel stroom loopt, is de source-spanning positief, de gate-spanning echter weer lager (negatiever) dan de source-spanning. Voor een bepaalde drainstroom rekenen we de source-weerstnd weer op eenzelfde manier uit als bij de stroombron. De drain-stroom bepalen we uit de kurve in figuur 3a. Omdat de source-volger met een wisselspanning op de gate (via CD wordt uitgestuurd, kan men het beste een stroomwaarde kiezen in het midden van het rechte, bovenste deel van de kurve (figuur 3a). Laten we zeggen ongeveer 9 mA. De U Q S bedraagt dan —2 V. De source-spanning is dan 2 V en Rs bedraagt 220 Q. De dimensionering van de source-volger is hiermee klaar. Maar wat hebben we er aan? Nu, de gate is, zoals men weet, zeer hoogohmig. Om de ingangsimpedantie van de versterkertrap hoog te houden, moet de gateweerstand ook hoogohmig zijn. Laten we zeggen 1 MQ. Dan hebben we een trap met hoogohmige ingang, laagohmige uitgang en een spanningsversterking van % 1. Zoiets als een emitter-volger. Ons schakelvoorbeeld (figuur 6) kunnen we uitsturen met een wisselspanning van maximaal 4 V 15V

OcHhréfë blauw

C2

/v

i

(top-top). De amplitude van de positieve halve-sinusgolf bedraagt dus 2 V. Deze 2 V wordt opgeteld bij U Q . Omdat U G 2 V lager is dan U s ( U Q S i s namelijk —2 V), wordt de U Q S °P dat moment 0 V. En een kleiner spanningsverschil mag niet!

FET-versterker Als de FET de ingangsspanning moet versterken, zal een drainweerstand moeten worden toegevoegd die in elk geval groter moet zijn dan de source-weerstand. In figuur 7 is dat gebeurd. Bij het dimensioneren moet aan enkele voorwaarden voldaan worden: 1. De versterking hangt af van de grootte van de drain-weerstand. Daarom mag deze niet te laag zijn. 2. Om niet in de kurve-knik terecht te komen, mag de drain-stroom niet te klein gekozen worden. 3. De spanning tussen drain en source moet in ieder geval hoger zijn dan de afknijpspanning Up. De BF245C in ons voorbeeld heeft een relatief hoge Up (—6,5 V) en een grote verzadigingsstroom (17 mA). Deze waarden zijn terug te vinden in figuur 3a. Om aan de genoemde voorwaarden te voldoen, is een vrij hoge voedingsspanning nodig. Wij hebben voor een voe-

dingsspanning van 25 V gekozen. Om de drainweerstand niet te klein te maken, hebben we de drainstroom iets lager (6,5 mA) gekozen dan bij de sourcevolger in figuur 6 (9 mA). De source-weerstand wordt op precies dezelfde manier berekend als bij de source volger:.

uGS "D

RS- In

figuur 3a vinden we bij een l p van 6,5 mA een U g g van —2,6 V. Hieruit volgt een Rs van 390 Q. Voor het dimensioneren van Rp moeten we eerst vastleggen hoe groot het spanningsverschil tussen drain en source moet zijn. Up bedraagt —6,5 V. Omdat Urjs groter moet zijn dan Up, kiezen we een U p s v a n 8 V (de afstand tot de knik van de kurve is dan groot genoeg). We kunnen nu de spanningsval over Rp berekenen. Deze is gelijk aan de voedingsspanning min U Q S m ' n U Q S : 25 V - 8 V - 2,6 V = 14,4 V. Door deze spanning en de stroom ( l p = 6,5 mA) in de Wet van Ohm in te vullen, kunnen we Rp berekenen: 14,4 V 2,2 kQ. RD 6,5 mA De spanningsversterking komt overeen met de verhouding tussen de drain- en de source-weerstand. Door deze twee weerstanden

loopt immers dezelfde stroom. Delen we 2,2 kQ door 390 Q dan krijgen we een versterking van 5,6. De uitstuurgrens ligt bij ongeveer 6 V (top-top) aan de uitgang (drain). Natuurlijk is dit signaal in tegenfase met het ingangssignaal. Als men een nog grotere versterking wil krijgen, moet de sourceweerstand voor wisselspanning kortgesloten worden met een elko (figuur 8). De source-weerstand werkt dan uitsluitend voor de gelijkstroominstelling. De versterking hangt dan ongeveer af van de steilheid S* van de kurve (figuur 3a) en de belastingsweerstand R[_': V u = S • R L '. R|_' bestaat uit de parallelschakeling van Rp en de belasting R|_ aan de uitgang. Omdat R|_ vele malen groter is dan Rp, kunnen we zeggen dat R[_' % Rp. De versterking kunnen we nu als volgt berekenen: V u = S • Rp = 4 mS • 2,2 kQ = 8,8.

Eigenschappen van de versterkertrap De laatste berekening toont * Ook de steilheid in millisiemens , ,. . mA, . (dimensie ) kan men met behulp van de kurve in figuur 3a schatten: bij een verandering van UGS rnet 1 V verandert lD met ongeveer 4 mA.

dat de versterking ook met ontkoppelde Rg (dus helemaal zonder tegenkoppeling) relatief klein blijft. In ieder geval veel kleiner dan bij de normale transistor. Vanwege zijn kromme kurve produceert de FET-versterkertrap zonder tegenkoppeling (figuur 8) nogal wat vervorming; hoe groter de uitsturing, hoe groter de vervorming. Voor hifi-toepassingen is de trap slechts bij kleine signaalnivo's (voortrappen) geschikt. Daarom vindt men zulke FET-versterkertrappen vaak in gitaarversterkers, waarbij bewust gebruik wordt gemaakt van die vervorming. Hierbij komt nog dat FET-karakteristieken lijken op die van elektronenbuizen, waardoor de vervorming volgens gitaarelektronici aangenamer klinkt dan die van normale transistoren. Een ander voordeel van deze trap is het grote frekwentiebereik (bij zeer weinig ruis!). Volgens het databoek is de steilheid van de BF245C bij 700 MHz slechts 30% kleiner dan bij 1 kHz. Ook al neemt de versterking in de praktijk wel wat vroeger af, toch zijn de versterkertrappen zeer geschikt voor het HF- en U H F-f rekwentiebereik. Vooral als ook nog een hoge ingangsimpedantie wordt vereist.

de VMOSFET BS170 Uit het grote aantal halfgeleidertypen dat de verschillende fabrikanten op de markt brengen, zijn er altijd enkele die om de een of andere reden meer worden toegepast dan de rest. Zo'n halfgeleider wordt dan een soort standaardtype. Voorbeelden daarvan zijn bijvoorbeeld de 1N4148 en 1N4001 bij de dioden en de 2N3055 bij de NPN-vermogenstransistoren. Bij de MOSFET's heb je best kans dat de BS 170 in de nabije toekomst een van de populairste typen wordt. Even een toelichting op de naam MOSFET. FET kennen we al, maar MOS in dit verband nog niet. Het is de afkorting van Metal Oxide Semiconductor, vrij vertaald metaal-oxide-halfgeleider, en dat heeft betrekking op de konstruktie van de gate van

de FET. Bij een MOSFET bestaat die gate namelijk uit een metalen plaatje (meestal aluminium) met daaronder een isolatielaag van siliciumdioxyde (zie figuur 1a). Het materiaal van die isolatielaag doet er verder niet toe, die naam kunnen we weer vergeten, maar nu weten we tenminste waar dat voorvoegsel MOS op slaat. Nu weer terug naar de BS 170. De BS 170 is weer een bijzondere bouwvorm bij de MOSFET's, het is een VMOSFET. Die V slaat op de vorm van de gate bij dit type FET. In figuur 1a hebben we al kunnen zien dat die gate bij de normale MOSFET gewoon plat op het silicium ligt. Nou, in figuur 1b is te zien dat de gate bij de VMOSFET werkelijk als een V in het silicium zit. S

VMOSFET's werden oorspronkelijk ontwikkeld, omdat ze veel grotere vermogens kunnen verwerken dan gewone vlakke FET's. De elektrische eigenschappen, vooral de drain-sourcegeleidingsweerstand en het hoogfrekwentgedrag, zijn zo goed, dat men tegenwoordig ook kleinsignaal-FET's in deze techniek maakt. Een typisch voorbeeld hiervan is de BS 170. De belangrijkste gegevens van deze FET zijn gegeven in tabel 1. Daar staan ook de gegevens van zijn P-kanaals ekwivalent de BS 250. We willen hier echter niet te diep ingaan op alle technische eigenschappen, maar gewoon een paar leuke schakelingen bekijken die rond de BS 170 kunnen worden opgebouwd. De prijs van deze VMOSFET is overigens nog heel redelijk:

G

enkele guldens. We beginnen met een eenvoudige proef waarbij de drain en de source worden aangesloten zoals in figuur 3 is getekend: drain aan het lampje en source aan min. Als de FET geleidt moet het lampje gaan branden. Daartoe maken we twee vingers nat en raken daarmee de gate en de plus van de batterij aan. Door de weerstand tussen de twee vingers kan er een heel erg kleine stroom naar de gate lopen, zodat de FET gaat geleiden en het lampje oplicht. De BS 170 is een zelfsperrende FET, die gaat geleiden bij een positieve gatespanning. Als we de vingers weer weg halen, dan stopt de FET echter niet direkt met geleiden. Het lampje blijft nog even branden (ofschoon de gate open

isolatielaag (SiO;)

isolatielaag (SiO^)

ï D

—

\

84818X-1b

kanaal

Tabel 1. Grenswaarden drain-source-spanning drain-gate-spanning drain-stroom totale dissipatie Nominale waarden gate-reststroom (UGS = 15 V, U D S = 01 drain-sperstroom (UDS = 25 V, UGS = 0) drain-spanning (UGS = UDS, ID = 1 mA) drain-source-geleidingsweerstand (UGS = 10 V, I D = 0,2 A) steilheid (UDS = 10 V, | D = 0,2 A, f = 1 MHz)

UDS UGS ID Ptot

BS 170

BS 250

+ 60 + 60 0,5 0,83

-45 V -45 V -0,5 A 0,83 W

IGSS

10

20 nA

'DO

0,5

0,5 ^A

UD

0,8...3,0

1,0...3,5V

RDS

3,5 ( 5,0)

9 ( 14) Q

S

200

150 mS

Figuur 1a. Zo is een gewone MOSFET opgebouwd. De aansluitingen zitten hier op een platte siliciumschijf. Tussen gate en silicium zit een isolatielaag. Figuur 1b. Bij de VFET zitten de gate en de isolatielaag vertikaal in het silicium. Van de vorm van de gate is de naam (V) afgeleid. Figuur 2. De aansluitgegevens van de BS 170 en de BS 250. Tabel 1. De belangrijkste technische gegevens van de BS 170 en zijn komplementaire broertjes de BS 250.

hangt) en gaat dan langzaam uit. Hoe kan dat? De V-vormige gate van de FET vormt samen met de source een kleine kondensator. In figuur 4 is deze kondensator voor de duidelijkheid als een aparte komponent getekend. Door de natte vingers werd de kondensator eerst opgeladen. Na het loslaten van de gate gaat die kondensator zich weer ontladen via de gate, en gedurende die tijd is de gate nog positief en blijft de FET dus geleiden. De minikondensator kan maar heel langzaam ontladen, omdat de stroom door de gate maar heel klein is. De overgangsweerstand van de isolatielaag tussen gate en source binnen in de FET bedraagt ongeveer 109. . .1011Q, dat is meer dan een miljard ohm! Ook deze weerstand is in figuur 4 apart getekend, parallel aan de kondensator. Houden we nu de vochtige vingers tussen gate en source, dan wordt de kondensator meteen ontladen en gaat de FET direkt

sperren. Om er nu voor te zorgen dat de VMOSFET na het geleiden weer zonder tijdvertraging gaat sperren, schakelen we een 1 M ö weerstand tussen gate en source (figuur 5). Als men in plaats van die weerstand een kondensator van 1 nF neemt (figuur 6), dan wordt de uitschakeltijd aanmerkelijk langer. Bij onze proefopbouw duurde het (na het loslaten van de gate) meer dan een uur voordat het lampje weer doofde. Met die kondensator in figuur 6 is meteen een heel praktische en supersimpele schakeling ontstaan: een soort tiptoetsschakelaar. Vinger tussen plus en gate: inschakelen, vinger tussen gate en min: uitschakelen. De gate-aansluiting is vrij gevoelig voor statische ladingen (zie ook Elex december 1984: omgangsvormen voor CMOS-IC's). Daarom is het aan te raden om altijd eerst met de vinger de plus- of minaansluiting aan te raken en daarna pas de gate.

T |

Figuur 3. Zonder gate-sturing spert de BS 170. Een natte vinger is echter meer dan voldoende om de FET volledig in de geleiding te sturen.

De VMOSFET BS 170 kan een maximale drain-stroom verdragen van 0,5 A. Heeft men daaraan niet genoeg, dan kan een 2N3055 uit de rommelkist worden toegevoegd. Figuur 7 toont de opbouw. FET en transistor vormen hier samen een darlington-schakeling: de source-stroom van de FET dient als basisstroom voor de 2N3055. Deze kombinatie kan stromen verwerken van 1 A en meer. De FET-vermogenstransistordarlington hebben we getest als motorregelaar (figuur 7). In de kollektor/drain-leiding is een 12 V-elektromotortje opgenomen. De vrijloopdiode parallel aan de motor onderdrukt negatieve spanningspieken die het motortje bij het uitschakelen produceert. Natuurlijk kan men ook allerlei andere stuurschakelingen op de gate aansluiten. In figuur 8 is bijvoorbeeld een LDR opgenomen tussen gate en min. Valt er licht op de LDR, dan wordt ze laagohmig en schakelt de

Figuur 4. Tussen de gate en de source van de VMOSFET bevinden zich intern een heel kleine kapaciteit en een heel grote weerstand. Samen zorgen ze er voor dat de FET niet direkt gaat sperren als de gate w o r d t losgelaten. Figuur 5. Een 1 MQ-weerstand is voldoende om de FET meteen te laten sperren nadat w e onze natte vinger van de gate hebben gehaald. Figuur 6. Een extra kondensator tussen gate en source, en w e hebben een tiptoets.

4,5 V platte batterij

84818X3

84818X5

4,5 V

T

P T N>

-0.

i

SBS170 1

è 1

84818X-6

4,5 V

012V f

1N4001J

u

i 4,5 V . . . 12 V I <

\^J

T2l

—^—

84818X-7

T l = B S 170 T2 = 2N3055 o.a. afdichtingen (kunststof pijpjes)

8

84818X-9

waterreservoir water

I 4,5 V . . . 12 V

10 12V

84818X8

T1 = BS 170 T2 = 2N3055 o.a.

FET uit. In het donker geleidt de FET en loopt het motortje. Het praktische nut van deze kombinatie hebben we nog niet kunnen ontdekken, maar misschien bedenkt iemand nog i e t s . . . Het is natuurlijk ook mogelijk om de motor te laten lopen als het licht is (P1 en LDR verwisselen), of het zaakje laten reageren op temperatuur door een NTC (temperatuurafhankelijke weerstand) in plaats van de LDR te nemen. De potmeter P1 dient voor het instellen van het werkpunt. We zien dat de BS 170 een veelzijdige komponent is. Een wat meer op de praktijk gerichte schakeling is afgebeeld in figuur 9. De gate is ook hier weer verbonden met een spanningsdeler, waarbij de tweede weerstand wordt gevormd door het water (circa 10 kQ). Zolang het water in kontakt

blijft met de beide uiteinden van de sensoren, loopt er een stroom van R2 naar massa via het water. De spanning op de gate is in dat geval laag en de FET spert. Daalt het water tot onder de meetpennen, dan ligt de gate opeens via R2 aan de plus van de voeding (via R1 en de LED), de FET geleidt en het LED'je licht op. Weerstand R1 beperkt de stroom door de LED tot een redelijke waarde, anders zou deze bij 12 V over zijn aansluitingen meteen de geest geven. We hebben hier echter een voedingsspanning van 12 V gekozen omdat deze schakeling bedoeld is om het peil van het ruitenwisser-waterreservoir van de auto in de gaten te houden. Nog een tip voor de inbouw: neem voor de meetpennen wel een materiaal dat niet kan roesten of

oxideren, bijvoorbeeld roestvrij staal [geen koper of aluminium!). De watermeter toont heel duidelijk de voordelen van een FET: hij wordt gestuurd door een spanning en niet door een stroom. Voor een normale transistor zou de basisstroom vanuit R2 veel te klein zijn. En het is ook niet mogelijk om een lagere weerstandswaarde voor R2 te nemen, omdat de waterweerstand zo hoog is dat de transistor dan juist niet meer zou sperren. Bijna dezelfde schakeling toont figuur 10, alleen is de LED hier vervangen door een zoemer en reageert de schakeling op water tussen de meetpennen. Misschien erg handig bij overstromingen, bedachten we z o . . .

Figuur 7. Voor een motorregeling zijn iets grotere stromen nodig dan de BS 170 in zijn eentje kan verwerken. Het zwaardere werk w o r d t hier dan ook verricht door een vermogenstransistor van het type 2N3055. Figuur 8. Nu reageert de schakeling op licht. Als het donker w o r d t , gaat het motortje lopen. Figuur 9. De LED gaat branden als het waterpeil daalt tot onder de meetpennen. Figuur 10. Een hoog-waterwaarschuwer met een BS 170 en een zoemer.

Op de foto ziet men een uit een muzikale wenskaart gehaalde melodiemaker. De aansluitpunten zijn aangegeven.

"Stel je voor.. .ik heb met mijn verjaardag een van die nieuwe wenskaarten gekregen! Toen ik de kaart openklapte, hoorde ik "Happy Birthday". Wat ze tegenwoordig toch allemaal klaarspelen!" "Ik vind die kaarten flauwekul. Ze zijn een voorbeeld

Figuur 1. De schakeling van de muzikale deurbel. Figuur 2. Zo w o r d t de muzikale deurbel op een standaardprint maat 1 gemonteerd.

muzikale deurbel van de bokkesprongen die de wegwerpmaatschappij maakt. Een elektronische schakeling die slechts éénmaal wordt gebruikt, is toch pure verkwisting!" We zullen hier niet verder ingaan op deze diskussie. Iedereen mag zich een eigen mening vormen over het thema "wegwerpmaatschappij". Wij hebben ook enkele van deze kaarten in handen gekregen. Het zal niemand verwonderen dat een "bezoek" aan ons laboratorium hen geen goed heeft gedaan. Zij werden natuurlijk uit elkaar gehaald en hun inwendige werd onderzocht. Het resultaat: een muzikale deurbel waarbij de elektronica uit een wenskaart wordt gebruikt. Wij hopen dat Elex-lezers na het lezen van dit artikel alternatieve, langdurigere toepassingen voor deze wenskaartelektronica zullen weten te vinden. Heeft u nog "swin-

gende" wenskaart gekregen, dan bent u zelfs in het voordeel: u kunt zelf een melodie uitzoeken.

als men op schakelaar S1 — het belknopje — drukt, gaat de uitgang (pen 3) van de timer van logisch nul naar logisch één. Hij blijft dan gedurende een bepaalde, met P1 in te stellen tijd logisch één en gaat daarna vanzelf weer naar nul. Hierdoor hoort men de hele melodie, ook al wordt de knop maar even ingedrukt. De tijd die pen 3 " 1 " is, noemt men de monotijd. R3 vormt samen met de dioden D5 en D6 een speciale spanningsdeler. De spanningsval over iedere diode bedraagt ongeveer 0 , 6 . . .0,7 V; in totaal bedraagt de spanning dus circa 1,3 V. Die spanning is ongeveer even groot als de door de oorspronkelijk in de melodiemaker ingebouwde knoopcel geleverde spanning. De knoopcel moet verwijderd worden (zie "montage en afregeling"). De uitgang van het timer-IC levert de voeding van de

Schakeling In het principeschema van de schakeling (figuur 1) kan men in het midden een met een " M " aangeduid blok zien. Dat is de melodiemaker, die uit de kaart werd gehaald. Vóór deze soundchip is een stuurschakeling opgenomen, erachter een kleine eindversterker. Bovendien hebben we er nog een eenvoudige voedingsschakeling aan toegevoegd. Van de wisselspanning van de beltrafo wordt door D 1 . . . D4 en afvlakkondensator C1 een voor de schakeling geschikte voedingsspanning gemaakt. Het bekende timer-IC 555 vormt de kern van de stuurschakeling. Het is hier geschakeld als monostabiele multivibrator. In de praktijk betekent dit het volgende:

M IC1 555

melodiemaker uit muzikale wenskaart

J-G

S- °5

Es

eb

T•••

^Tnian

^oo„

C3|poon

WVJ 1/

D6

I

2x 3
ilN4148

-i-i6v i'6v 1—i £ T

i

melodiemaker. Dit gebeurt via R3, die de uitgangsstroom van de timer begrenst, en via D5/D6, die de voedingsspanning van de melodiemaker bepalen. Zolang pen 3 van IC1 " 1 " is, is de melodiemaker aktief en "draait" hij zijn melodie af. De melodiemaker is eigenlijk niets anders dan een melodie-IC zonder de gebruikelijke dual-in-line-behuizing. De chip is op een printje gelijmd. Hij zit onder een kleine, zwarte verhoging op de print. In de chip bevindt zich een geheugen (ROM) waarin de melodie is opgeslagen, een soundgenerator, een stukje stuurlogika en een kleine versterker die de piëzo-zoemer in de kaart stuurt. Deze piëzozoemer kan men natuurlijk ook uit de kaart halen en in andere Elex-schakelingen gebruiken. Het uitgangssignaal van de melodiemaker komt via de koppelkondensator C6

Onderdelenlijst: R1 = 47 kQ R2 = 10 kQ R3 = 1 kQ R4 = 680 kQ R5 = 10 Q P1 = 100 kQ instelpotmeter P2 = 10 kQ potmeter, log. C1 = 470^iF/16 V C2 = 100nF/16 V C3.C6 = 100 nF C4 = 47 nF C5 = 220 f/F/16 V D1...D4 = 1N4001 D5,D6 = 1N4148 IC1 = 555 IC2 = LM 386 S1 = belknop diversen: LS = luidspreker 8 Q/1 W melodiemaker uit muzikale kaart standaardprint maat 1

Computers voor iedereen Met behulp van deze "Gids voor uw reis door computerland", poogt John Wagenaar de computerleek wegwijs te maken in het zo onderhand overbevolkt wereldje van de computers en aanverwante artikelen. Een zonder meer lovenswaardig streven, want welke computerfanaat in spé kan nog overzien wat er zoal op dit gebied te doen en verkrijgbaar is? Verder laat de auteur de lezer kennismaken met veruit de populairste programmeertaal van dit ogenblik: BASIC. Al met al een boek dat voor velen een eerste stap in de wereld van de " b i t s " en "bytes" kan zijn. Het boek kost ca. f 24,50 (ISBN 90.201.17076). De uitgever is Kluwer Technische Boeken BV. (X160M)

terecht bij de spanningsdeler R4/P2. P2 doet dienst als volumeregelaar. Zijn loper is met de niet-inverterende ingang van het eindversterker-IC'tje LM 386 verbonden. Via koppelkondensator C5 is een luidspreker van 8 Q/1 W op de uitgang van IC2 aangesloten.

Montage en afregeling Figuur 2 laat de montage zien van de schakeling op een standaardprint maat 1. De melodiemaker wordt verbonden met de aansluitpunten 1, 2 en 3 van de Elex-print. De desbetreffende aansluitpunten van de soundchip zijn aangegeven in de foto. Men mag niet vergeten de knoopcel van de melodiemaker te verwijderen. Hij bevindt zich onder de op de foto duidelijk zichtbare kruisvormige houder. De kontaktstrip — in de foto de langwerpige metalen strip naast de batterijhouder — moet zo verbogen worden, dat hij

tegen het zich daaronder bevindende vierkante kontaktoppervlak drukt. Het beste kan men dan de strip aan dit oppervlak vastsolderen. Het inbouwen van de schakeling, het aansluiten van de beltrafo en de belknop, plus de montage van de luidspreker hangen af van de plaatselijke situatie. De afregeling is gemakkelijk: P1 wordt in de middenstand gezet en daarna wordt de schakeling verbonden met de beltrafo. Dan wordt de belknop ingedrukt. Nu moet men een melodie horen. Meestal zal ze echter niet helemaal of méér dan eenmaal klinken. Door het steeds weer verdraaien van P2 en het herhaaldelijk indrukken van de belknop vindt men uiteindelijk de juiste instelling. Met "juiste" instelling bedoelen wij die waarbij de volledige melodie precies één keer wordt afgespeeld. Dit is natuurlijk geen wet van Meden en Perzen. De instelling hangt ook af van de eigen smaak.

kursus ontwerpen deel 4 We hebben de diode leren kennen als een onderdeel dat te vergelijken is met het ventiel van een fietsband. De diode is een automatisch stroomventiel. Er bestaan nog veel meer soorten ventielen. Twee daarvan komen in deze aflevering aan de orde: de potentiometer en de transistor.

Potentiometer Deze nogal antiek klinkende vakuitdrukking staat voor: "instelbare weerstand", ook wel afgekort tot "potmeter". Dit zijn zogezegd de "waterkranen" van de elektronica. Kwa opbouw lijken ze op weerstanden, zij het dat ze een derde aansluiting, de loper, bezitten. Deze loper kan over de weerstandsbaan heen en weer worden verschoven. In het schemateken is de loper symbolisch weergegeven.

1

Verplaatst men de (symbolisch weergegeven) loper naar een lagere positie, dan neemt de weerstand tussen de loper en de bovenste aansluiting toe. Net als met een gewone weerstand het geval is zal hierdoor de stroom door de bovenste helft (en door de loper) van de potmeter op een lagere waarde worden begrensd. Die begrenzing is dus instelbaar. Bij het omlaag draaien van de loper neemt de weerstand tussen de loper en de onderste aansluiting van de potmeter af. De stroom door de potmeter (van het bovenkontakt naar het onderkontakt) kan niet tot nul worden gereduceerd. Als de loper in de hoogste stand staat is de weerstand tussen de bovenste aansluiting en de loper nul ohm, maar er vloeit nog altijd een stroom door de potmeter. Een potmeter wordt heel vaak gebruikt om er een instelbare spanning mee te maken. Een vaste spanning wordt op de buitenaansluitingen aangesloten. Tussen de loper en één uiteinde (meestal wordt hiervoor de onderste aansluiting genomen) staat een gedeelte van deze spanning. De grootte van die deelspanning hangt af van de stand van de loper.

uitgangsstroom l u

6V|

0 0...

s

6V

I

potmeterstroorr

Potentiometers zijn niet altijd zulke energie-zuinige onderdelen. Want behalve de uitgangsstroom loopt er ook nog de potmeterstroom, welke laatste onafhankelijk is van de stand van de loper. De potmeterstroom l p volgt uit de potmeterweerstand en de wet van Ohm: , _ 6 V 'P 100 Q

60 mA

Er wordt dus voortdurend door de potmeter uit aangehaald voorbeeld 0,36 W (6 V • 0,06 A) aan elektrische energie in warmte omgezet. Het energieverlies ten gevolge van de potmeterstroom kan worden verminderd door een potmeter met een hogere weerstand te nemen. Helaas wordt daardoor de stabiliteit van de uitgangsspanning minder goed omdat de inwendige weerstand van de spanningsdeler toeneemt. Dit illustreren we met een voorbeeld. Stel dat de weerstand van de potmeter geen 100 ohm maar 100 kiloohm bedraagt. Bij een loperspanning van 3 volt wordt er een stroom van 30 IUA aan de potmeterschakeling onttrokken (door de een of andere schakeling die op die loper is aangesloten). Als we geen rekening houden met die loperstroom staat de loper precies in de middenstand, want 3 volt is de helft van 6 volt. Twee weerstanden van 50 kQ dus:

1,5 V (gewenst: 3 V)

Door de bovenste weerstand loopt de potmeterstroom èn de uitgangsstroom. De potmeterstroom bedraagt: 6 v

lÖÖkQ

=

en

60

A

^A

Door de weerstand R1 loopt dus 60 + 30 = 90 ^A, zie figuur 2. Over deze weerstand staat een spanning: U (R1) = 50 kQ • 90 M A = 4,5 V. De spanning over R2 bedraagt: U (R2) = 6 V - 4,5 V = 1,5 V. Dat betekent dat de loperspanning van de gewenste 3 V daalt tot 1,5 V en dat is maar eventjes 50% minder! En dat ondanks de niet zo erg hoge loperstroom. In het geval van een 100 Ö-potmeter, met de loper ook op de helft ingesteld, is de fout in de loperspanning, ten gevolge van een loperstroom van 30 uA, slechts 0,5 °/oo.

Een half promille! (Reken maar na.) In de praktijk moet een kompromis worden gevonden tussen een redelijke stabiliteit van de loperspanning en een redelijk laag stroomverbruik.

-:<$>

Transistor

\è

De transistor is een nog veel betere "stroomkraan" dan de potmeter. Hij werkt volledig anders. De stroom door de kraan wordt beïnvloed door een tweede, veel kleinere, stuurstroom. Eerst maar weer het watermodel:

In deze schakeling ontvangt de basis zijn stroom via een potmeter uit de voeding. De basisstroom vloeit af naar de emitter; ook voor de basis bestaat er nu een gesloten stroomkring.

8

Men ziet dat de waterstroom door de basisleiding er voor zorgt dat het grote ventiel min of meer geopend wordt en daarmee de stroom van koliektor naar emitter regelt. De namen van de drie aansluitingen vindt u terug in het symbool van de elektronische transistor die overigens net als de diode een halfgeleider is: o Koliektor IK of C) Basis IB) O

€>

Voor een stroom van koliektor naar emitter is uiteraard wèl een spanningsbron nodig. Een lampje erbij, en er ontstaat een volledige stroomkring: ._

stroomloos

6

i

De basisstroom veroorzaakt een bepaalde kollektorstroom, die het lampje doet oplichten. De grootte van de basisstroom kan met de potmeter worden ingesteld. Een hogere basisstroom levert een hogere kollektorstroom op, waardoor het lampje feller brandt. Voor het verband tussen de kollektorstroom en de basisstroom geldt de volgende formule: IC = P • >b De letter /3 (de Griekse letter bèta; vaak gebruikt men ook de aanduiding hprr of gewoon de letter B) betekent: stroomversterkingsfaktor. Deze faktor is verschillend voor elk transistortype, maar ook voor elk transistor-exemplaar. Toch is globale kennis van de stroomversterkingsfaktor van een transistor toch vaak wel gewenst. Vandaar dat de fabrikanten via een bepaalde, aan het typenummer toegevoegde letter, aangeven, in welk bereik de stroomversterkingsfaktor ligt. Bijvoorbeeld, voor een BC 547: BC 547A: [i tussen 110 en 220 BC 547B: /5 tussen 200 en 450 BC 547C: fi tussen 420 en 800 Als u de transistorschakeling zelf wilt proberen, doe het dan zó:

0 U b = 4.5V

Hoe hoger de stroom is die er door deze stroomkring vloeit, des te feller het lampje brandt. Voorlopig is echter het lampje gedoofd, want zonder basisstroom geleidt de transistor niet.

De weerstand in serie met de potmeter voorkomt dat de basisstroom te hoog kan oplopen. Door een te hoge basisstroom kan de transistor namelijk defekt raken.

mm

Weerstanden

Hoeveel ohm en hoeveel farad?

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:

l

1

1 i kleur

DDT^\

n u Ie' cyfer

zwart bruin

1

rood

2

v

nullen

10-12

=

een miljoenste van

= -

(nano) (micro)

10-9 10-6 10-3

een miljardste

(milli)

=

=

-

= =

een miljoenste een duizendste

=

(kilo) (Mega!

--- 103 - 106

=

(Giga}

-

tolerantie in%

109

=

duizend

=

miljoen miljard

Miljoenste

chassis aan nul

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 k£2 = 3900 Q 4(X7= 4,7 M F - 0.000 0047 F

0

±1%

00

±2%

Kondensatoren

-

zijn kleine lading reservoirs. Ze worden met C aangeduid. Aangezien ze wel wisselspanning maar geen gelijkspanning doorlaten, 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 gewone kondensatoren (keramische en folie-kondensatoren) liggen tussen 1 pF en 1 fiF, dus tussen

3 4

4

0000

groen

5

5

00000

000

blauw

6

6

000000

violet

7

7

grijs

8

8

wit

9

9

goud

-

-

-

xO.1

±0,5%

-

±5%

xO.01

± 10%

-

± 20%

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 Q 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 £2 = 47 kQ 10% (in Elexschema's: 47 k) bruin-groen-groen-goud: 1.500.000 Q = 1,5 MQ 5% (in Elex-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 % -wattweerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

Potentio meters

lichtnet aarde draad (geleider) verbindingen

-|h

kruising zonder verbinding

afgeschermde kabel

i — _ 1 — ^ -1 F en .000.000 1.000.00 op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; ^03 - 0,03(jF = 30 nF; 100 p (of n100 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 materiaal waaruit de kondensator is o p g e b o u w d : f 0,40 tot f 1,50.

schakelaar (open)

drukknop (open) aansluiting (vast) aansluiting (losneembaar) meetpunt • j~^ h j

gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand

Elektrolytische kondensatoren

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, afgelakt. Met een schroevedraaier instelbare, zogenaamde instelpots, kosten ongeveer twee kwartjes; echte potmeters (met een as) zijn te koop vanaf ongeveer f 1,50.

ingang

massa

1

geel

0

uitgang

0

oranje

zonder

=

i

\ \

2e 2 cijfer 3

zilver

(pico)

•

Diverse t e k e n s y m b o l e n

-w-

(eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen '\pif en 10.000^F). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een min-aansluiting, die n i e t 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. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 1 0 H F ' 3 5 V kost zo rond f 0,40.

-mn W

-\—/

NTC

L

temperatuurgevoelige weerstand

koptelefoon

luidspreker

spoel

L

spoel met kern

transformator

Variabele kondensatoren

relais (kontakt in ruststand)

Evenals bij weerstanden bestaan ook bij kondensatoren speciale instelbare uitvoeringen. Met een schroevedraaier instelbare " t r i m m e r s " kosten ca. f 1, — ; variabele kondensatoren met een as zijn te koop vanaf ongeveer f 2,50.

draaispoelinstrument

gloeilamp

potentiometer (potmeter)

V

neonlampje

zekering

Meetwaarden variabele kondensator

stereopotmeter

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 k Ö / V .