ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1985-24 issue august

nr. 24 augustus 1985 f4,25 Bfrs. 84

tijdschrift voor hobby-elektronica

de elektrische installatie van de auto

•Jï? !

k. J.

JJ

3 e jaargang nr. 8 augustus 1985 ISSN 0167-7349

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L. Kersemakers Redaktie: J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, H.G.C. Lemmens, I. Gombos (ass.)

Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek IL) 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 13, Beek (L)

Ontwerpafd./laboratorium: J. Barendrecht, G.H.K. Dam, K. Diedrich, A.P.A. Sevriens, J.P.M. Steeman, P.I.A.Theunissen

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

Vormgeving: C. Sinke

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.

Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen

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

jaarabonnement Nederland België buitenland f 42,50 Bfrs. 840 f 5 8 , Een abonnement kan op ieder gewenst tijdstip ingaan en loopt automatisch door, tenzij -het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt). Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Marketing: D.K. Grimm

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5133 Gangelt. © Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1985 Printed in the Netherlands Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

Deze keer eens géén moeilijke elektronica: een soliede wisselspanningsbron met vele aftak-spanningen, die naar keuze voorzien kan worden van gelijkrichting en afvlakking. Naar onze smaak onmisbaar in elk hobby-lab! experimenteervoeding blz. 8-24

Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Advertenties: E.A. Hengelmolen (hoofd adv. verkoop), W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

Eerlijk gezegd hopen we dat deze schakeling nooit in aktie zal hoeven te komen. Deze luchtjes-speurneus reageert namelijk op allerhande kwalijke gassen in onze omgevingslucht, die bijvoorbeeld vrijgekomen zijn door lekkende gasslangen in een caravan. snuffelpaal

blz. 8-38

Dit is altijd leuk: een handjevol elektronica — op de juiste wijze in elkaar gebrouwen — produceert het geluid van een krekel. Echte natuurkenners zullen zich ongetwijfeld niet laten misleiden door deze imitatie, maar je zou toch zeggen dat. . . krekel blz. 8-44

informatie, praktische tips komponenten

8-54

zelfbouwprojekten

kaleidoskoop

8-29

'n tip Een truukje met een 9-V-akaline-batterij.

8-37

8-14

luidsprekerschakelaar voor de auto Omschakelaar tussen voor, achter en voor-plus-achter.

8-47

subwoofer Specialist in weergave van diepe bassen.

8-21

soldeerpistool uit de rommeldoos Hoe een oude trafo toch nog nuttig gebruikt kan worden.

8-48

gordel-alarm Een schakeling die het gebruik van de autogordel(s) in de gaten houdt.

polariteitsbeveiliging Een batterijen-oppas-schakelinkje.

8-50

experimenteervoeding Bij elk klusje de juiste spanning voorhanden.

8-24 nieuwe produkten

8-53

automatisch garagelicht Geen bezoek meer naar duisternis.

8-26 de

lichtschakelaar

tijdens

grondbeginselen

vakantieklok Wanneer een minuutje meer of minder niet zo'n ramp is.

8-30

akkubewaker Kontroleert de laadstroom en de klemspanning van de auto-akku.

8-34

SOS-pieper Akoestisch noodsignaal vliegtuig.

8-36 uit een

neergestort

model-

snuffelpaal Een schakeling met een scherpe neus voor schadelijke gassen.

8-38

krekel Een elektronische naamgenoot van de echte krekel.

8-44

hoe zit dat? Over de dynamo in een bromfiets.

8-12

het elektrische systeem van de auto Een verhelderende blik op de wirwar van de autobedrading.

8-12

de autodynamo De stroomleverancier in de automotor.

8-41

kursus ontwerpen deel 10 De R-C- en de Miller-integrator.

8-51

bij de voorpagina, Bij de aanblik van dit sportief karretje op de voorplaat zult u al kunnen vermoeden welk thema we deze keer behandelen: elektriciteit in de auto. Naast de grondbeginselen over autobedrading en dynamo's blijft er nog genoeg plaats over voor een aantal nuttige schakelingen, zoals een akkubewaker, een SOS-pieper voor modelvliegtuigen en nog heel wat meer. De grote "eenoog" bovenaan is de subwoofer. Deze is bedoeld als uitbreiding van de mini-hifi-boxen uit het vorige Elexnummer. In het allerlaagste frekwentiegebied geeft deze luidsprekerbox de bassen van beide stereo-kanalen weer. Daar het oriënteringsvermogen voor dergelijke lage frekwenties toch verloren gaat hebben we genoeg aan één basspeaker voor beide kanalen. S

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

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:

Lezersservice

p = (pico I = 10-' 2 = een miljoenste van een miljoenste n = (nanol = 10~9 = een miljardste u = (micro) = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10- 3 = een duizendste k = (kilo) = 103 „ duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = miljard

— 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.

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 nF = 0,000 000 0056 F 4^7 = 4,7 /JF = 0,000 0047 F

radektte Elex - I" $>östbus M O P AU

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.

121 Beels (1 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 " * " , " 5 1 " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

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 V*-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 zijn.

JLcm^^hmié^Het is u vast wel eens opgevallen dat het licht van een bromfiets feller of zwakker brandt, naarmate men meer of minder gas geeft. Bij een auto is dat echter niet het geval. Waarom dat zo is, heeft meerdere redenen. Ten eerste zijn auto's uitgerust met een akku en een spanningsregelaar, die de "boordspanning" op ongeveer 14 V houdt. Een andere reden is dat de spanningopwekking bij een brommer op een iets andere manier gebeurt dan bij een auto: bij de vierwielers fungeert een tamelijk forse wisselstroomdynamo (zie ook verderop in deze Elex) als spanningsproducent; bij een bromfiets wordt de boordspanning door middel van een kleine dynamo in het vliegwiel opgewekt. In principe bestaat zo'n vliegwieldynamo uit een rechtstreeks op de krukas van de motor bevestigd vliegwiel en vier aan de binnenzijde hiervan opgestelde permanente magneetjes. De noord- en zuidpolen van deze magneten zijn afwisselend naar binnen gericht en draaien — uiteraard wanneer de motor loopt — langs een vastzittend spoeltje. Telkens wanneer een magneet deze spoel passeert, heeft dat een verandering in het magnetisch veld tot gevolg, waardoor er een spanning in De elektrische stroom in de auto wordt opgewekt door de dynamo. De dynamo werkt echter uitsluitend als de auto rijdt. Wanneer de motor stilstaat levert de akku de stroom voor het boordnet. Bij moderne auto's is de netspanning meestal 12 V. De dynamo zelf levert echter niet 12 V maar 14 V, want om een 12 V-akku te laden dient men uiteraard te beschikken over enige spanningsreserve. Als de motor loopt, stijgt de spanning van het boordnet tot 14 V omdat het boordnet, de akku en de dynamo parallel geschakeld zijn. Door de spanning te meten kunnen we dus kontroleren of de dynamo goed werkt. Verder is het tegenwoordig in de autoindustrie gebruikelijk dat men de minpool aan de karosserie legt. Oorspronkelijk had deze methode tot doel een grote hoeveelheid

het spoeltje wordt geïnduceerd. Hoe sneller nu het vliegwiel draait — bij meer gas dus — hoe hoger de opgewekte spanning en hoe feller het licht gaat branden. Zo simpel is dat. Het zal duidelijk zijn dat ook de door een auto- of vliegwieldynamo geproduceerde spanning in de kategorie "wissel" thuishoort. Gelijkspanningen kunnen immers niet direkt opgewekt worden, maar moeten altijd op de een of andere manier uit een wisselspanning worden "herleid". Trouwe "Elexianen" weten waarom dat zo is, maar ten gerieve van de nieuwkomers: er ontstaat pas een induktiespanning in een spoel, wanneer deze zich in een bewegend (lees: wisselend) magnetisch veld bevindt. Denk maar bijvoorbeeld aan een fietsdynamo.

857/M

het elektrische systeem van de auto kabel uit te sparen. Naar elke stroomverbruiker, bijvoorbeeld de koplampen, hoeft men dan nog slechts één (plus)kabel te leggen; de andere aansluiting wordt met het plaatwerk verbonden. Vroeger dienden de bevestigingsschroeven van de lampfittingen tevens als min- c.q. massakontakt. Voor bezitters van een oud brikje waren deze massakontakten een bron van voortdurende ergernis, want het plaatwerk wordt roestig, en roest geleidt nu eenmaal slecht; de wat meer bejaarde automobilisten zullen dan

ook grif bekennen dat ze destijds heel wat afgevloekt hebben. Daarom worden bij moderne auto's ook minleidingen aangelegd, of meerdere centrale massapunten op het chassis geklonken. De stroomverbruikers in de buurt van een massapunt worden dan door middel van kabelschoenen met dit punt verbonden. Deze methode verhoogt niet alleen de betrouwbaarheid, maar vereenvoudigt ook het foutzoeken. Als een lamp die zelf niet defekt is toch de dienst weigert, kan op het dichtstbijzijnde massa-

punt worden nagegaan of de massaverbinding van de fitting nog in orde is. Alleen bij het motorblok wordt het oude massasysteem nog toegepast, maar een motorblok zal dan ook niet zo snel doorroesten. Een genormaliseerd schakelschema voor personenauto's bestaat niet. Toch vertonen de verschillende merken zoveel schakeltechnische overeenkomsten dat daaruit een min of meer algemeen schema kan worden afgeleid. Gelukkig is de nummering van de aansluitpunten in het afgedrukte schema wel genormaliseerd. Op de schakelaars en de aansluitingen in de auto zijn deze nummers terug te vinden, zodat men bij de jacht op het pechduiveltje, dat zich vaak in een wirwar van kabels verschuilt, het spoor niet geheel bijster hoeft te raken.

waarschuwingslichten L

koplichten

koplichten

schakelaar richtingaanwijzer L/R R

? -y 49aó verklikkerlampje

breedte' indikatorlicht |

O L—

I

1

richting-

56 a

56b

elektronische knipperüchtbesturing

aanwijzers

met

Ó49a achter

R ogrootltchtindikatie lichtsignaalrelais

15.

|-^3-

lichtsignaalschakelaar

instrumenten verlichting

' 8 5 Q 88a C

85

55

o

o

ó

83

rechts

83b

|31

mistlichtschakelaar

parkeerlichten

57L

II

o

56b

dimschekelaar

links

30

83a

88

(] [] [] [] 56a

K-

zekering

i n ° ! ? I tl

I—f5V

56b 58

88a

ïïsk

en indikatielamje W

15 31 30 o o p

56a 86

schakelaar

LWTJ ^

mm

O

indikatielampje

L

HSH>^57 R

Ó

Ó58LÓ58R

|57a 61

f Ui-O lichtschakelaar /

achterlichten

mist achterlichten

kenteken verlichting

\

kontaktslotschakelaar achteruitrij lichten 15

remlichten

lichtschakelaar achteruitrijden (gekoppeld aan versnellingsbak)

druktoets klaxon laadindikatie

ra

• ^ 3 ruitenwisserschakelaar

|—F^3i"

l53b ;53a

1531b"! 9 0 0|53

ruitenwisser- L i n te rval schakelaar

\

1

^71 i53b V . 53/ M

53a

"f? 5 ^]88a 31b !88 87

utoradio

U—h—I I—i—|J wissermotor (2 snelheden)

n

f-kw.^ ventilatorschakelaar

oliedruk-indikatie

DFO

dynamoregelaar | ventilatormotor

4ZH

D O

draaistroomdynamo

G

DF/

\B^_

~DA 3 ~V 31

(meestal ingebouwd in dynamo) * d i e n e n volledig ontstoord te zijn

drukgevoelige schakelaar

50 V

- • - * -

f CZ3 15

D+o]-

2

kontaktdoos

J 30 |31

motorinformatie

| P|

- • - « -

startmotor (met ingebouwd startstroomkontakt)

{temp., brandstof)

"—

1

ó ó ó ó o

!l6 1

0 1

0\

bougies^

akku

onderbreker 85719X

Zoals vorige maand beloofd, komen we dan nu met een subwoofer, die speciaal bedoeld is om samen te worden gebruikt met de in het julinummer beschreven mini-hifi-boxen. Wat is eigenlijk precies een subwoofer? Kort gezegd: een flinke kast met een grote basluidspreker erin. De algemeen gebruikte benaming "subwoofer" is in feite wat misleidend, want de luidspreker produceert geen subsonische geluiden, maar gewone hoorbare tonen. Zijn specialiteit vormen lage tot zeer lage frekwenties, hetgeen hem geknipt maakt om kleine luidsprekerboxen te assisteren bij de basweergave. Met behulp van een aangepast scheidingsfilter, kan zo een luidsprekersysteem worden opgebouwd, bestaande uit één centrale baskast en twee kleine "satelliet"-luidsprekers. Een ideale oplossing voor hen die geen ruimte hebben om twee grote boxen te plaatsen, maar die evenmin tevreden zijn met de wat magere bas van een stel mini-boxjes. De meeste van zulke boxjes beginnen zo rond de 100 Hz in de problemen te komen: onder die frekwentie loopt

subwoofer de kurve meestal snel naar beneden. Zoals de frekwentiekarakteristiek van figuur 1 laat zien, is dat precies de frekwentie waarbij onze subwoofer de taak van de kleintjes overneemt — hij zorgt ervoor dat nu ook het gebied tussen ca. 40 Hz en 100 Hz nog prima wordt weergegeven. "Kan dat nu wel, één basluidspreker voor twee stereokanalen?", zult u zich misschien afvragen. "Gaat het stereo-effekt dan niet verloren?" Geen angst! Met dat stereo-effekt is namelijk iets merkwaardigs aan de hand: dat wordt niet bij elke frekwentie even sterk waar-

genomen. Bij midden- en vooral bij hoge frekwenties hoort men ontzettend goed uit welke richting het geluid komt. Ook het omschakelen op mono-weergave valt bij deze frekwenties meteen op. Maar bij lage en zeer lage frekwenties nemen we nauwelijks nog richtingsinformatie waar. De golflengte van het geluid is dan domweg te lang en de afstand tussen onze oren te kort om de geluiden nog goed te kunnen lokaliseren. Misschien dat een olifant met zijn grotere oorafstand het nog redt om frekwenties onder 100 Hz te plaatsen, maar wij mensen in elk geval niet.

Technische gegevens subwoofer Systeem: gesloten akoestische box Luidspreker: <> | 24 cm, type MHD24P37RSM 2CA12 (Audax) Frekwentiebereik: 4 3 . . .100 Hz (binnen 3 dB) Ingebouwde versterker: 70 watt aan 8 ohm Scheidingsfilter: elektronisch Butterworth-filter, steilheid 18 dB/oktaaf, kantelfrekwentie 100 Hz Inhoud kast: netto ca. 60 liter Afmetingen: 444 x 444 x 459 mm (hoogte x breedte x diepte)

Dan vragen sommigen zich misschien nog af of één enkele basluidspreker wel in staat is om voldoende geluidssterkte te produceren voor twéé satellieten. Ook wat dit aangaat kunnen we u geruststellen. Voor onze woofer hebben we een vrij fors exemplaar uitgezocht (diameter 24 cm) met een tamelijk hoog rendement. Die kan dat karwei op zijn sloffen aan! Om te zorgen dat de subwoofer bij de juiste frekwentie (ca. 100 Hz) de taak van de satellieten overneemt, is natuurlijk een goed scheidingsfilter onmisbaar. Wij hebben daarvoor een vrij steil filter gekonstrueerd met een helling van 18 dB per oktaaf. Figuur 2 toont een spektrum-analyse van het filter. Behalve een luidspreker, een kast en een filter, hebben we ook nog een voeding nodig (voor het filter) en een mono-eindversterker. De hifi-installatie bestaat straks dus uit twee satelliet-boxen, de subwoofer, een voorversterker, een stereoeindversterker (voor de satellieten) en een mono-eindversterker (voor de subwoofer). Een praktische oplossing is om de

1 DISPLAY SCAtfi I , —— , i

<"iSïUN.:

RANGE WB)

i.. A ' ! .

\ 3 ?

i ° ...•

Li??J

.. . .

0031

* v i A » 500

*•

1 -• J -1 • • i 1 i • i « i i • • i . ^ Q J 1i.

»*i ••

'

n»

•*••*

«tik

4l)k

* - X ï ^

8S688X-1

komplete elektronica voor de subwoofer, bestaande uit eindtrap, filter en voeding, te kombineren tot één kompakte module en die vervolgens in de box onder te brengen. Een voorstel daarvoor hebben wij al vast uitgewerkt. Iemand die nog een goede mono-eindtrap kant-en-klaar heeft liggen, heeft de door ons voorgestelde eindversterker natuurlijk niet nodig; daar vertellen we straks nog wat over. Zij die er tegenop zien om een uitgebreide schakeling als deze " m e t de hand" op een standaard-print op te

bouwen, hebben eventueel ook de mogelijkheid hiervoor een "echte" print (met voorgedrukte koperbanen) te gebruiken, die onlangs in ons zustertijdschrift "Elektuur" is gepubliceerd. Ook hier komen we straks nog nader op terug. Om te beginnen zullen we eerst onze eigen Elex-oplossing eens onder de loep nemen.

Alles in een De subwoofer-elektronica bestaat dus uit een voeding, een scheidingsfilter en een eindversterker. Figuur 3

geeft er een kompleet overzicht van. De voeding van de eindtrap wordt gevormd door een trafo (Tri), een zekering, een bruggelijkrichter (B1) en een stel afvlakkondensatoren (C10.. .C13); de voeding levert een symmetrische (een positieve en een negatieve) spanning van 40 V. Rechts daarnaast zien we het voedingsgedeelte voor het filter, waar met behulp van twee geïntegreerde spanningsregelaars (IC3 en IC4) uit de ± 40 V een positieve en een negatieve gestabilisseerde spanning

Figuur 1. Frekwentiekarakteristiek van de subwoofer. Figuur 2. Zo ziet de karakteristiek van het filter er uit op het scherm van een spectrumanalyzer. Zowel aan de onder als aan de bovenkant van het doorlaatgebied valt de kurve steil af.

Benodigde hout: multiplex, 22 mm dik front- en achterpaneel: elk 400 < 400 mm 2 zijspanelen: 459 x 400 mm boven- en onderkant: elk 459 > 444 mm multiplex, 9 mm dik gril: 400 x 400 mm balkjes, 20 x 20 mm 4 stuks van 400 mm lengte 4 stuks van 360 mm lengte diversen luidsprekerdoek 0,5 m z houtschroeven houtlijm glas- of steenwol (ca. 3 cm d i k ) tochtband aluminium, 2 mm dik: 250 > 150 mm (achterwand module) 210 x 340 mm ("lade")

van 15 V wordt gedestilleerd. Dit 15-V-voedingsgedeelte wordt overigens samen roet het filter op een aparte print (figuur 6) ondergebracht. Het "aktieve" deel van het scheidingsfilter bestaat uit slechts één IC — praktisch en voordelig tegelijk. Dit IC (type TL074) bevat namelijk vier ruisarme opamps, die zich voor ons doel uitstekend lenen. Aangezien we er slechts drie nodig hebben, kunnen we er zelfs eentje "in reserve" houden: in het schema zien we dan ook dat A4 niet gebruikt wordt. Aan de ingang van de eerste opamp (AD bevindt zich een potmeter (P1) waarmee we de geluidssterkte van de subwoofer straks op die van de satellieten kunnen afstemmen. Het enige dat A1 doet, is het ingangssignaal ongeveer een faktor 5 versterken. Dan volgt een aktief laagdoorlaatfilter, bestaande uit R5,

C1, R6, R7, C2 en opamp A2. De opamp heeft tot taak om het door de vele RC-netwerken verzwakte signaal weer wat "op te peppen". Vervolgens krijgen we een aktief hoogdoorlaatfilter, opgebouwd met R8...R10, C4. ..C6 en A3. De opamp heeft hier weer dezelfde funktie als bij het laagdoorlaatfilter van daarnet. Het achterelkaar schakelen van beide filters levert de filterkarakteristiek op die in figuur 2 is afgebeeld: zowel aan de onder- als bovenkant van het doorlaatgebied valt de kurve tamelijk steil af. Die steilheid wordt uitgedrukt in dB (decibel) per oktaaf. Behalve in steilheid kunnen filters ook nog worden onderscheiden in verschillende typen; de namen van die typen hebben meestal betrekking op de uitvinder ervan. Bij ons filter gaat het om een 3 de orde Butterworth-filter, met een steilheid van 18 dB/ oktaaf.

Dan krijgen we de eindversterker. Zoals gezegd, zijn hiervoor in principe verschillende mogelijkheden denkbaar. Wij hebben gekozen voor de "gitaarversterker" uit het juninummer. Alleen is nu de module STK 077 vervangen door een STK 086 (IC1), welke in staat is om een vermogen van 70 watt aan 8 ohm te leveren. Het grote voordeel van de module is dat er echt bijna alles in is geïntegreerd. De benodigde externe onderdelen blijven eigenlijk beperkt tot een tegenkoppelnetwerk voor het instellen van de versterking (R16, R18, C20), alsmede een paar eiko's. De versterker kan samen met het scheidingsfilter worden opgebouwd op een grote Elex-print (formaat 4), waarvan figuur 4a de komponentenopstelling toont. Een beetje gevorderde Elexlezer zal met deze print niet zo gek veel moeite hebben; zij die nog nooit gesoldeerd

Figuur 3. De komplete elektronica voor de subwoofer, inklusief voeding en eindversterker. Figuur 4a. Volgens deze plattegrond kan de schakeling van figuur 3 op een Elex-print formaat 4 worden o p g e b o u w d . Figuur 4b. Overzicht van de benodigde draadbruggen.

4a Q

1C3

i

-ifêCïö" o—in±—o ,U

- ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ M

C14

o

o

.

,,

ic-i

°<S)

g

Olp

cc Pla Cl

a

-. O-

o ói O

ox3

P

° A XU

>ö
L

M

O O—

i?

—

Q Tg

-^hnr 1

IDBS-

Ulcaa

5

Onderdelenlijst bij figuur 3

R 1 . . R3 = 10 kQ R4 = 47 kQ R5.. .R8 = 18 kQ R9 = 120 kQ R10 = 6,8 kQ Ril, 112 * 1,8 kQ/'/j W R13* = 1 kQ R14* R17* = 100 Q R15* R18* = 56 kQ R16* = 2,7 kQ R19* = 4,7 kQ P1 = 50 kQ log Cl = 100 nF C2.C4...C6 = 270 nF C3 = 15 nF C7* = 470 nF C8.C9 = 10 nF/40 V C10.C12 = 4700 //F/63 V C11, :13 = 330 nF C14.C15 = 10/iF/16 V C16.C17 = 1 JJF MKT C18* ,C21* = 220/iF/63 V C19* ,C22* = 10 //F/63 V C20* = 47 /i/16 V C23* = 1,8 pF C24* = 47 nF C25* = 1 jiF/16 V D1.D2 = zenerdiode 27 V/400 mA D3.D4 = 1N4148 i c r = STK 086 IC2 = TL074 (TL084) IC3 = 78115 IC4 - 79L15

hebben kunnen hun krachten beter eerst eens op een iets eenvoudigere schakeling beproeven. Let erop dat de beide "dikke" eiko's GO en C12 goed stevig op de print Figuur 6. Voor alleen het filter worden bevestigd; het beste plus bijbehorend voedingsdeel is om ze met plastic bindervoltstaat dit kleine printje. tjes vast te snoeren. Omdat er op de print nogal wat draadbruggen moeten worden gelegd, geeft figuur 4b daar nog eens een aparte plattegrond van. Voor de draadbruggen in het eindversterkergedeelte (rechterkant van de print) kan, o—I Dr-on ci<* -Mm vanwege de grote stromen die hier lopen, beter niet al o—\\^o—ooO te dunne draad worden 0 CU | l „C17 A ^ gebruikt; een diameter van cc ö
r Cis

Diversen: LS = woofer type MND24P37RSM 2CA12 (Audax) SI = dubbelpolige netschakelaar Tr1 = trafo 2 x 30 V/2 A (bijv. ILP 41017) B1 = B80C5000/3500 F1 - zekering 1 A traag, evt. met houder 2 cinch-bussen aansluitbus voor netsnoer koellichaam 150 x 72 mm standaard-print formaat 4* *) Voor alleen het filter volstaat een print formaat 1 en vervallen de met *) gemerkte onderdelen. Geschatte bouwkosten, mét print maar zonder luidspreker en hout: f 120,—

I

Alternatief Bij wijze van hoge uitzonde-

ring hebben we dit keer voor wat de eindversterker betreft ook nog een alternatief te bieden. In januari '85 is namelijk in ons zustertijdschrift Elektuur een "hybride 30-watter" gepubliceerd, kompleet met een "echte" van voorgedrukte koperbanen voorziene print. Hoewel deze versterker van huis uit was bedoeld voor een STK 077, kan de module net als bij onze gitaarversterker probleemloos door een STK 086 worden vervangen. De kant-en-klare print mèt komponentenopdruk (figuur 5) is bij Elektuur onder nummer 85001 voor f 13,90 te koop. Wanneer we deze 30-watter ombouwen tot 70-watter, dan dienen we een paar puntjes in de gaten te houden. Allereerst dient de werkspanning van de aan pen 8 en pen 10 liggende eiko's te worden verhoogd tot 63 volt. Voorts zijn de dioden D1. . . D4 iets te licht bemeten, zodat deze komen te vervallen en worden vervangen door de in figuur 3 aangegeven bruggelijkrichter B1. De van de bruggelijkrichter afkomstige ruwe gelijkspanning kan dan worden verbonden met de zich ongeveer op het midden van de print van figuur 5 bevindende punten

Figuur 7. De kast is een simpel recht-toe-recht-aan ontwerp dat door iedereen zonder veel problemen in elkaar kan worden gezet. Figuur 8. De hele elektronica voor de subwoofer kan tot een kompakte inschuifmodule worden gekombineerd. IV.B.: Wanneer het frame van hout wordt gemaakt, dan zal de bruggelijkrichter op de metalen achterplaat moeten worden bevestigd!

" + 2 5 V", " 1 " en " - 2 5 V". Wanneer men deze versterker op de Elektuur-print gebruikt of eventueel een geheel andere monoeindversterker, dan is de grote print van figuur 4a vanzelfsprekend niet meer nodig. In die gevallen kan men het filter plus bijbehorend voedingsgedeelte opbouwen op het kleine Elex-printje dat in figuur 6 is afgebeeld. Met uitzondering van de eiko's C8 en C9 past daar alles op. Voor hen die een andere eindversterker willen gebruiken dan de hierboven beschreven twee varianten, nog een opmerking: in principe is elke goede eindversterker bruikbaar, zolang hij maar in staat is om een vermogen van minimaal 40 watt aan 8 ohm te leveren. Zo, en dan laten we nu de elektronica voor wat ze is en gaan we ons bezighouden m e t . . .

Het timmeren De kast is zó simpel van opzet dat zelfs onervaren timmerlui waarschijnlijk weinig moeite zullen hebben met dit karwei. Het gaat om een bijna kubusvormige behuizing, zonder rare fratsen erop of eraan. Dus geen

schotten, geen tunnels, geen schuine kanten — nee, gewoon een houten kast met aan de voorkant een rond gat voor de luidspreker en aan de achterkant eventueel een opening voor de "elektronica-module". Er worden slechts twee eisen gesteld aan de kast: dat hij stevig en trillingsvrij is en dat hij luchtdicht is. In de bouwschets van figuur 7 zijn alle benodigde maten aangegeven. Omwille van de stevigheid is gebruik gemaakt van een solide houtsoort, namelijk 22 mm dik multiplex. Alleen voor de gril kan worden volstaan met iets dunner materiaal (9 mm). Naast het hout heeft men ook nog een flinke hoeveelheid houtlijm nodig, houtschroeven, een rolletje schuimrubber tochtband en voldoende glas- of steenwol om alle kastwanden aan de binnenkant te bedekken. Het beste kan men, nadat al het hout (door de timmerman) op maat is gezaagd, beginnen met de zijkanten en de boven- en onderkant in één keer tegen elkaar te lijmen. Wees asjeblief niet te zuinig met lijm, want anders onstaan er misschien kieren en dat kunnen we beslist niet hebben! Is men niet in het bezit van een stel grote lijmklemmen, dan kan ook een stuk touw goede diensten bewijzen om de kast tijdens het drogen in model te houden. Vervolgens worden de (20 mm vierkante) balkjes gemonteerd waartegen straks het front en de achterwand worden bevestigd. In het frontpaneel kan nu het gat voor de luidspreker worden uitgezaagd en in de achterwand de opening voor de elektronica-inschuifmodule. Als dat gebeurd is kan de achterwand op zijn plaats worden gelijmd, waarna het dempingsmateriaal in de kast wordt aangebracht. Nu kunnen we het frontpaneel monteren. Dat kan met lijm gebeuren, maar

als u de kast nog ooit open wilt krijgen, dan kunt u het front beter schroeven; om een luchtdichte afdichting te krijgen, moet u de randen dan wel eerst van een strook tochtband voorzien. Om dezelfde reden wordt ook de luidsprekeropening in het front langs de rand voorzien van tochtband. Daarna soldeert men de kabel aan de luidspreker en schroeft deze laatste stevig in het frontpaneel. De gril bestaat uit een plaat multiplex (triplex) van 9 mm dik, waarin zoals in figuur 7 aangegeven, een rechthoekig gat wordt uitgezaagd. Het luidsprekerdoek wordt over dit raamwerk heen gespannen en aan de achterkant met lijm of met de nietmaschine vastgezet. De gril kan door middel van klitteband tegen het front worden bevestigd.

De inschuifmodule In figuur 8 is te zien hoe wij de elektronica-module voor de subwoofer hebben opgebouwd. Het frame bestaat uit 2 mm dik aluminium, maar kan desgewenst ook van hout worden gemaakt. Alleen de achterwand moet per se van metaal zijn, in verband met de koeling van het eindversterker-IC. Aan de buitenkant van de achterwand wordt bovendien een koellichaam (150 x 72 mm) gemonteerd. Boven het koellichaam is op de achterplaat nog voldoende ruimte voor de cinchingangsbussen, potmeter P1 en de netsnoeraansluiting. De print wordt met behulp van afstandsbusjes op de bodem van de module vastgezet en wel zo dicht mogelijk bij de achterwand. Het versterker-IC kan dan gemakkelijk worden verbonden met de soldeerpennen op de print. Eventueel kunnen de pootjes van het IC voorzichtig een beetje worden omgebogen. Het is aan te bevelen om

tussen IC en achterwand en tussen achterwand en koellichaam een royale hoeveelheid warmtegeleidingspasta aan te brengen. Voor een luchtdichte montage van de inschuifmodule in de box kan wederom gebruik worden gemaakt van tochtband.

Bedrading Voor de bedrading tussen de + 40-V-voeding, de + 15-V-voeding, het filter en de eindversterker kunnen we om te beginnen natuurlijk verwijzen naar het schema van figuur 3. De verbindingen tussen de print en de ingangsbussen en de potmeter dienen met afgeschermde kabel te gebeuren. De ingangskabels worden aangesloten op de punten L, R en ±, en P1 op de punten a, b en c. Bij gebruik van de print van figuur 4 is de rest van de bedrading eigenlijk kinderspel. Alleen met de trafoaansluitingen is het even opletten geblazen. Bij de door ons gebruikte ringkerntrafo moeten de blauwe en gele draad aan elkaar worden geknoopt en deze dienen dan samen als " 0 " aansluiting. Het kan echter geen kwaad om de spanningen voor het gebruik even na te meten! Wanneer men kiest voor de versterkerprint van figuur 5 en de kleine filterprint van figuur 6, dan moet de uitgang van die filterprint (kleine zwarte pijl bij R9) worden verbonden met de ingang van de versterker (pijltje naast R1 in figuur 5). Bij gebruik van een bestaande mono-eindversterker is het waarschijnlijk verreweg het gemakkelijkste om het filterprintje van figuur 6 in die bewuste versterker in te bouwen en het hoofdstuk "inschuifmodule" gewoon te vergeten. Met een beetje goede wil valt ook de voedingsspanning voor het filterprintje wel uit de verster-

ker te betrekken. Het filter heeft een symmetrische spanning nodig tussen ± 18 V en ± 4 0 V.

Het gebruik Tot slot nog even een paar woorden over hoe de hele installatie, inklusief subwoofer, wordt aangesloten. Eigenlijk wijst het zich zelf. Om te beginnen gaan er vanuit de voorversterker twee kabels naar de stereoeindversterker; aan de uitgangen daarvan worden als satellieten de in juli gepubliceerde mini-hifi-boxen aangesloten. Vervolgens worden er vanuit dezelfde voorversterker-uitgangen twee kabels gelegd naar de beide ingangen van de subwooferelektronica en klaar is Kees! Met potmeter P1 kan het geluidsnivo van de subwoofer op dat van de satellieten worden afgeregeld. Is de bas, zelfs met P1 op maximum, nog steeds te zwak, dan kan R4 (figuur 3) in waarde worden verhoogd. De theoretisch beste plaats voor de subwoofer bevindt zich vanzelfsprekend midden tussen de beide satellieten. Erg nauw luistert dit echter niet, dus het staat iedereen vrij om met de opstelling te experimenteren. We wensen u veel plezier bij het bouwen en op voorhand vast veel luistergenoegen!

gordel-alarm Hoewel het dragen van autogordels wettelijk verplicht is, blijkt dat een toenemend aantal automobilisten de gordel toch aan de portierstijl laat hangen. Door een gebrek aan voorlichting is dit gedrag niet te verklaren, want eigenlijk twijfelt niemand er aan dat bij ongevallen het dragen van een gordel zware verwondingen kan voorkomen of op zijn minst beperken. Maar voorlichting en /of goede wil helpen natuurlijk geen van beide als men bij het wegrijden gewoon vergeet de gordel om te doen. Het gordel-alarm dat in dit artikel beschreven wordt kan weliswaar niemand er toe dwingen de veiligheid in acht te nemen, maar het zal misschien toch in herinnering brengen dat het lijfbehoud kan afhangen van een

simpele greep over de schouder. Het Elex-gordelalarm doet dit langs optische weg (door middel van een knipperende LED) en ook akoestisch. Het akoestische alarm kan worden uitgeschakeld; dat is handig omdat de gordel bij het achterwaarts parkeren wel eens losgemaakt moet worden, vooral als er weinig ruimte is. Nog een bijzonderheid: een druksensor (die men zelf kan bouwen) stelt vast of er een bijrijder aanwezig is. Zoja, dan moet ook deze zijn gordel aangespen, anders treedt het alarm in werking.

Beoordelingslogika Het schema (zie figuur 1) bestaat uit twee delen: het linker gedeelte beoordeelt de situatie en het rechter beoordelingslogika

1N4001

gedeelte wekt het alarmsignaal op. De logika van het beoordelingsgedeelte bepaalt of het alarm in werking moet treden. In figuur 1 hebben we beide delen afzonderlijk aangeduid omdat de alarmgenerator ook bruikbaar is voor andere doeleinden. Ook in de beschrijving van de schakeling worden beide delen afzonderlijk behandeld. Het knooppunt van de twee delen is de verbinding tussen de uitgang van N2 (pen 10) en de ingang van N3 (pen 6). De logische nivo's op dit knooppunt hebben de volgende betekenis: een logische " 1 " is "Alarm, doe uw gordel o m " en bij een logische " 0 " zwijgt de schakeling. Nu we dit weten kunnen we ons verder verdiepen in de werking van deze schakeling. alarmgenerator

©

4A 4B 4Y 3Y 3A 3B

D

1A 1B 1Y 2Y 2A 2B J _

Figuur 1. Het schema van het gordel-alarm. Door de uitgekiende beoordelingslogika is slechts een enkel IC nodig. Figuur 2. De aansluitgegevens van het CMOS-IC 4093 (bovenaanzicht).

Eerst gaan we na hoe de logische nivo's aan de uitgang van het beoordelingsgedeelte tot stand komen. Het IC 4093 bevat vier NAND-poorten die elk twee Schmitt-trigger-ingangen bezitten. Hoe een NANDpoort werkt, weten we uit de kursus DIGI-taal: wanneer een of beide ingangen van de poort " 0 " zijn, is de uitgang " 1 " . Als beide ingangen " 1 " zijn, is de uitgang " 0 " . Bij gewone logische poorten kent het ingangsspanningsbereik een ongedefinieerde zone: als de waarde van de ingangsspanning binnen deze zone valt kan de uitgang op onvoorspelbare wijze tussen " 0 " en " 1 " heen en weer klappen. Bij Schmitt-trigger-ingangen is dit niet het geval: de grens van nul naar één en van één naar nul is scherp gedefinieerd, zodat er nooit sprake kan zijn van onzeker gedrag. Dit is vooral van belang voor N1, maar daar komen we later nog op terug. Als zich een situatie voordoet die reden tot alarm geeft, moet dus op de uitgang van N2 (pen 10) een logische één verschijnen. N2 beschikt over twee ingangen, zodat een " 0 " op één van beide ingangen het alarm in werking zal stellen. Bij de zitplaats achter het stuur kunnen we voor de detektie volstaan met een weerstand en een schakelaar. S2 is een schakelaar die gesloten wordt door het insteken van de gordelklem; pen 9 wordt dan " 1 " . Wanneer men echter de gordel niet vastgespt staat S2 open, zodat pen 9 via weerstand R4 aan massa ligt; pen 10 is nu logisch één en het alarm treedt in werking. Om ook de gordel van de bijrijder op het alarm te kunnen aansluiten, moet de schakeling enigszins worden uitgebreid. Natuurlijk moet om te beginnen worden vastgesteld of de bijrijder al dan niet aanwezig is. Dit doen we met behulp van de (zelfgebouwde) druksensor

RD. RD, R2 en P1 vormen samen een spanningsdeler. Als niemand in de stoel van de bijrijder zit is RD hoogohmig. In dat geval is de spanning op pen 13 ( = Schmitt-trigger-ingang van N1) lager dan de drempelwaarde, zodat N1 deze spanning zal behandelen als een logische nul. Is de bijrijder wel aanwezig, dan daalt de weerstand van RD, zodat over R2/P1 meer spanning valt en over RD minder. Nu komt de spanning op pen 13 boven de schakeldrempel en wordt deze ingang van N1 logisch één. Als zich een alarmsituatie voordoet voor de bijrijder, moet door de uitgang van N1 een " 0 " worden aangeboden op pen 8 van N2 (zie boven). Hiervoor dient R3: als de schakelaar op de gordelklem niet gesloten is, legt R3 pen 12 van N1 aan de plus van de voedingsspanning (= " 1 " ) . Als de bijrijder aanwezig is, zijn nu beide ingangen van N1 logisch één en de uitgang (pen 11) dus nul. Doet hij nu zijn gordel om, dan wordt pen 12 door het sluiten van S1 aan massa gelegd, zodat de uitgang van N1 " 1 " wordt. En natuurlijk is deze uitgang ook " 1 " als er geen bijrijder aanwezig is, want dan is pen 13 " 0 " .

De alarmgenerator Met de twee resterende poorten van IC1 worden twee oscillatoren opgebouwd. Dit bereiken we door aan elk van de poorten een kondensator en een weerstand toe te voegen. Als de "stuuringang" (pen 6 bij N3, pen 1 bij N4) nul is, zal de uitgang altijd " 1 " zijn. De kondensator (C2 respektievelijk C3) kan dan via de weerstand (R5 respektievelijk R8) worden opgeladen. Als dat gebeurd is, staat de logische één van de uitgangen (pen 4; pen 3) ook op de ingangen (pen 5; pen 2). Deze toestand is stabiel. Wordt nu op de stuuringang

een " 1 " aangeboden, dan treedt het alarm in werking. Stel dat de kondensator al is opgeladen. Zodra op de stuuringangen een " 1 " verschijnt, wordt de uitgang " 0 " . De kondensator kan zich nu ontladen. Na enige tijd zal de kondensatorspanning lager worden dan de drempelwaarde van de ingang, zodat die (pen 5 respektievelijk pen 2) " 0 " wordt. Dit heeft tot gevolg dat de uitgang weer " 1 " wordt, zodat de kondensator weer wordt opgeladen. Daarna begint de cyclus opnieuw. Bij een grotere kondensatorwaarde zal het laden en ontladen langer duren, zodat de frekwentie van de oscillator dan lager ligt. Omdat de LED D2 moet knipperen met een frekwentie die voor het oog goed zichtbaar is, heeft C2 een relatief grote kapaciteit. De oscillator die rond N4 is opgebouwd stuurt de piëzo-zoemer Bz aan. Omdat de frekwentie van de zoemer in het hoorbare gebied moet vallen is C3 (22 nF) veel kleiner dan C2. Verder is ook de waarde van de weerstand van invloed op de frekwentie: hoe hoger de waarde, hoe langer het laden en ontladen duurt. Nu we weten hoe de oscillatoren werken kunnen we ook doorzien hoe de alarmgenerator funktioneert. Door een logische één wordt de oscillator N3 gestart. Als de uitgang van N3 " 1 " wordt, gaat transistor T1 geleiden, zodat de basis van T2 aan massa komt te liggen. T2 geleidt dan niet en de LED is dus gedoofd; dat is trouwens precies zoals het zijn moet, want in de toestand "geen alarm" is de uitgang van N3 logisch " 1 " . Bij alarm wordt de uitgang van N3 nul, zodat T1 spert. Via R7 en R9 vloeit een stroom naar de basis van T2 die groot genoeg is om deze transistor in geleiding te brengen. D2 licht nu op, waarbij R10 de stroom door de LED begrenst. Omdat N3

Onderdelenlijst R1 = 5,6 Q R2 = 220 Q R3,R4,R7 = 47 kQ R5 = 470 kQ R6.R9 = 100 kQ R8 = 27 kQ R10 = 470 £ P1 = 1 kQ instelpotmeter C1 = 1 0 0 H F / 1 6 v eiko C2 = 1 / J F / 1 6 V elko C3 = 22 nF Dl = 1N4001 D2 = LED, rood T1.T2 = BC547B IC1 = 4093 Bz = piëzo-zoemer (Toko PB 2720) S3 = schakelaar, enkelpolig Diversen: Elex-standaardprint formaat 1 2 reed-kontakten 2 permanente magneten onbewerkt printmateriaal geleidend schuim Geschatte bouwkosten: t'25,-

Figuur 3. De schakeling past op een standaardprint van formaat 1.

in alarmsituaties oscilleert (zodat het nivo aan de uitgang voortdurend wisselt) zal de LED knipperen. In hetzelfde ritme zal ook de stuuringang van de oscillator N4 afwisselend " 1 " en " 0 " worden; een nul schakelt de oscillator uit, zodat de zoemer geen geluid geeft, en bij " 1 " horen we de alarmtoon. In de toestand "geen alarm" wordt de stuuringang door T1 voortdurend op " 0 " gehouden. Met behulp van S3 kan de zoemer worden uitgeschakeld.

(In)bouw Een standaardprint van formaat 1 biedt plaats aan het elektronische gedeelte; figuur 3 geeft de opstelling. Let er bij het inbouwen op dat de schakeling wordt gevoed vanuit een punt dat pas na het inschakelen van het kontaktslot van spanning wordt voorzien. Het gordel-alarm mag immers pas/'op scherp" worden

gezet wanneer men na het starten vergeet de gordel om te doen; als de sleutel uit het kontaktslot is mag het alarm uiteraard niet werken. In het schema bevinden zich nog enkele bouwelementen die tot nu toe niet zijn toegelicht. Met behulp van R1, D1 en de bufferelko C1 wordt uit de spanning van het boordnet de voedingsspanning van het gordelalarm afgeleid. De druksensor RD wordt samengesteld uit twee stukjes onbewerkt printmateriaal en een stukje geleidend schuim). Dat is een soort schuimplastic met geleidende eigenschappen. Het wordt gebruikt om CMOS IC's tijdens vervoer en opslag te beschermen tegen statische elektriciteit. Het is te koop in elke elektronikawinkel, en soms krijgt men bij de aanschaf van onderdelen wel eens een stukje kado. Let echter op dat U de juiste soort krijgt: de soort die aanvoelt als piep-

schuim, dus hard en stijf, is ongeschikt; het materiaal moet samengedrukt kunnen worden zoals schuimplastic. Figuur 4 toont de konstruktie van de sensor. Simpel, maar het werkt. Op welke plek de sensor in de auto gemonteerd moet worden, verschilt per geval, maar de plaatsing moet zo zijn dat hij samengedrukt wordt zodra de bijrijder instapt. Wie op de stoel naast de bestuurder een vacht of een beschermhoes heeft liggen, kan de sensor daaronder leggen. Eventueel kan ook tussen de veren van de stoel een plaatsje worden gezocht. Voor de schakelaars op de gordelklemmen zijn reed-kontakten zeer geschikt; dat zijn schakelaars die door een magneetveld gesloten worden. De schakelaars worden op het vaste deel van de gordelklem gemonteerd en op het bewegende deel lijmt men een permanent magneetje dat na het "inklikken" van de gordel vlak bij het reed-

stevig plakband

koperlaag aansluitdraden vastgesoldeerd aan koperlaag

84644x-4

kontakt moet zitten (zie schets, figuur 5).

Afregeling Nadat de schakeling is ingebouwd, moet P1 nog worden afgeregeld. Zet P1 eerst in de middenstand en steek de gordel van de bestuurder in de klem. Vraag dan iemand die weinig weegt op de stoel naast de bestuurder te gaan zitten; laat de gordel nog even hangen. Als nu de kontaktsleutel wordt omgedraaid, moet het gordelalarm te horen zijn. Doe nu de gordel om. Wanneer de alarmtoon vervolgens ophoudt is de schakeling goed afgesteld. Zoniet, draai dan aan P1 totdat alles naar behoren werkt.

reedkontakt

Figuur 4. Zo wordt de druksensor gekonstrueerd. Figuur 5. De gordelklem is voorzien van een reedkontakt en de gordel-aansluiting van een magneet.

i

Tijdens het hobbyen komt het maar al te vaak voor, dat er even snel iets getest of geprobeerd moet worden. Dat " i e t s " kan variëren van een gloeilampje tot een komplete schakeling. Allereerst moet er dan een voedingsspanning voorhanden zijn — natuurlijk met de gewenste spanningswaarde. Een voeding met een vaste uitgangsspanning is voor ons doel niet bijster geschikt, want er zijn vaak verscheidene voedingsspanningen nodig voor verschillende schakelingen. Aan de andere kant is een labvoeding weliswaar het "ei van Columbus", maar om zoiets te bouwen voor eenvoudige testdoeleinden lijkt ons een wat prijzige aangelegenheid. We hebben dan ook iets anders uitgeknobbeld: we nemen een trafo met meerdere sekundaire wikkelingen.

de elko-spanning 70 a 80 V moet zijn. In figuur 2 vinden we een overzichtelijke opzet voor de diverse aansluitingen en bedieningen van de experimenteertrafo. De frontplaat is opgesplitst in een wisselspanningsdeel (aansluitingen "0V". . ."24V") en een gedeelte voor de gelijkspanning (aansluitingen voor de brugcel en de keuzeschakelaar voor de afvlakking). De " 0 V"-aansluiting en de gekozen wisselspanningsaansluiting worden verbonden met de wisselspanningsaansluitingen van de brugcel. Aan de uitgang van de brugcel staat de (al dan niet afgevlakte) gelijkgerichte spanning. Bij de keuze van de trafoaftakking moeten we er rekening mee houden dat de gelijkgerichte afgevlakte spanning een faktor \f2,

Voegen we hieraan nog een gelijkrichter en een eenvoudige afvlakking toe, dan mogen we zeker spreken van een universele voedingsbron. Figuur 1 laat zien dat een dergelijke opzet heel eenvoudig kan worden gehouden. De hoofdmoot vormt Tr1, een trafo met meerdere sekundaire spanningen. Dergelijke trafo's zijn in de handel in vele uitvoeringen verkrijgbaar: vermogens van 48 VA tot 150 VA en maximale spanningen van 24 V tot 48 V in stapjes van 2 V. Brugcel B1 en de afvlakelko's C1 en C2 moeten berekend zijn op de door de trafo geleverde spanningen en stromen. Tot 3 A is de kapaciteit van de eiko's toereikend, voor trafospanningen tot 24 V worden 40-V-kondensatoren genomen, terwijl voor 48-V-trafo's

oftewel 1,4 keer, groter is dan de gekozen wisselspanning. Voor het voeden van een autoradio moet men dus niet de 12,6-V-aftakking nemen: de gelijkgerichte spanning zou dan circa 17 V bedragen en dat zou een beetje te veel van het goede zijn. Voor een uitgangsspanning van 11. . .13 V kiezen we dan ook de 8-V- of 10-Vaftakking. We moeten trouwens ook rekening houden met een spanningsval over de brugcel van zo'n 1,3 V De spanningswinst bij het gelijkrichten moeten we wel inleveren voor stroomverlies ten opzichte van de transformatorwisselstroom. Is deze laatste opgegeven als zijnde 6 A, dan mag de afgenomen stroom zonder afvlakking 6 A bedragen; bij afvlakking is dat een faktor \f2 minder, ongeveer 4,2 A (bij volledige afvlakking).

Bij de meeste schakelingen moet de afvlakking ingeschakeld zijn ter voorkoming van brom. Bij gelijkstroommotoren is afvlakking niet nodig. In feite gedraagt de motor zich als een soort afvlakken Voor het testen van lampjes e.d. hebben we trouwens gelijkrichter en afvlakking niet nodig. De opbouw van de schakeling kan gewoon met draden tussen trafo, brugcel, eiko's en frontplaat geschieden. Vooral de verbindingen tussen de netschakelaar, de paneelzekeringhouder, de primaire trafo-aansluiting en het netsnoer moeten deugdelijk en aanraakveilig uitgevoerd worden.

Onderdelenlijst: R1 = 47 Q C1.C2 = 4700 M F/40 (80) V D1 = LED B1 = brugcel B40C5000/8000 (koelen!) of 10-A-brugcel Tri = experimenteertransformator, zie figuur 1 51 = dubbelpolige netschakelaar 52 - enkelpolige schakelaar 4 A F1 = zekering 1 A traag

Q6.3V

Diversen: 16 banaanstekerbussen netsnoer, paneelzekeringhouder bouwkosten zonder behuizing:

Figuur 1. De schakeling van de experimenteervoeding is heel eenvoudig. Er kunnen ook andere trafo's gebruikt worden. Wel even de aansluitingen voor de power-LED (D1 en R1) in de gaten houden (eventueel R1 aanpassen). Figuur 2. Een voorbeeld van een frontplaat voor de schakeling. De spanningswaarden bij de aftakkingen mogen vanzelfsprekend afwijken van de hier vermelde waarden.

O

O

POWER

ov

O

2,5V

O

4V

SUPPLY (~^\

6,3V

O

8V

O

10V

(~\

12.6V

o

14V

O

16V

O

24V

0 POWER

©

O L.

o

18V

o

20V

nmm

(£)

'V/

^

° H^n ° r

.- 4-4- +

o

o

o

automatisch garagelicht Menige autobezitter zal wel eens gedacht hebben: wat zou het toch mooi zijn als 's avonds het licht in de garage automatisch aan gaat zodra ik met de auto aan kom rijden. Tijdens het uitstappen moet het licht dan nog een tijdje blijven branden, om tenslotte vanzelf weer uit te gaan. Wel, met behulp van wat elektronika zijn deze wensen probleemloos te vervullen. Over welke eigenschappen moet een dergelijke schakeling nu beschikken? Om te beginnen moet langs elektronische weg worden vastgesteld of het invallen van de duisternis al zo ver is gevorderd dat de schakeling geaktiveerd moet worden. Dat de schakeling "aktief" is moet liefst ook zichtbaar worden gemaakt, bijvoorbeeld met behulp van een LED-indikatie. Verder moet de schakeling over een zintuig beschikken waarmee ze kan waarnemen of er een

auto in aantocht is, zodat de verplichting tijdig kan worden ingeschakeld. Bovendien moet het geheel zodanig opgezet zijn dat de schakeling niet reageert op het daglicht. En tenslotte moet het uitschakelen pas na een zekere vertragingstijd geschieden.

Het o n t w e r p Na het opsommen van al deze eisen kijken we nu even mee over de schouder van de ontwerper, om te zien hoe hij dit oplost. Voor het herkennen van " d a g " en " n a c h t " kunnen we eenvoudig een LDR en een komparator toepassen. Goed. Laten we vervolgens aannemen dat het nacht is. De auto is in aantocht, en de schakeling moet dat waarnemen. Maar hoe? Als we nu eens aan de bestuurder een zendertje geven.. .? Liever niet; dan krijgen we immers twee schakelingen,

en bovendien moet het bij voorkeur automatisch gaan. Maar 's avonds en 's nachts rijdt de auto altijd met verlichting. Met behulp van een tweede LDR en nog een komparator kunnen we dat signaleren; de twee LDR's moeten dan wel elk in de juiste richting gemonteerd worden. Wacht e v e n . . . , kan ik dan niet een van de komparators laten vervallen en de beide funkties kombineren? Nee, toch maar niet, dat wordt te ingewikkeld. ..". De ontwerper zullen we nu maar met rust laten, anders zou dit artikel wel erg lang worden. Voor het uiteindelijk resultaat van zijn denkwerk kijken we naar figuur 1.

De schakeling Links in het schema van figuur 1 treffen we de twee LDR's en de bijbehorende

komparators aan die al ter sprake kwamen toen onze ontwerper nog hardop nadacht. We beginnen met A1: op de " + "-ingang wordt een referentiespanning aangeboden waarvan de waarde kan worden ingesteld met behulp van P1. De "—"-ingang is verbonden met het knooppunt van R1 en R2. Hier stelt de spanning zich als volgt in: Bij daglicht is R2 (de LDR) laagohmig, zodat de spanning op de "—"-ingang lager is dan op de " + "-ingang. De uitgang van de komparator is in dat geval " 1 " . Naarmate het donkerder wordt stijgt de weerstand van de LDR, zodat de spanning op de "—"-ingang hoger wordt. Tenslotte wordt zij groter dan de referentiespanning, wat tot gevolg heeft dat de uitgang van de komparator " 0 " wordt. De kondensator C1 maakt de komparator ongevoelig voor kortstondige verhogingen in het nivo Tabel:

8...9V

TT H

"© Dl . . . D5 = 1N4148

uitgang A3

daglicht

"1"

"0"

nacht

"0"

"1"

nacht

uitgang A2 "1"

uitgang A4 "0"

"0"

"1"

uitgang A3

uitgang A4

uitgang AND

0 0 1 1

0 1 0 1

0 0 0 1

autolicht (of daglicht)

-0—©

A l . . . A 4 - I C 1 = LM 339

uitgang A1

*&<°)

Deze tabel verduidelijkt de samenhang tussen de funkties van de schakeling. Figuur 1. De schakeling van het automatische garagelicht is zo uitgekiend dat er niet veel onderdelen voor nodig zijn. Bovendien bevinden de vier komparators ( A l . . . A4) zich alle in hetzelfde IC.

^1

f%! r—OP{Ë1ZKO_

Figuur 2. De b o u w van de schakeling op een standaardprint van formaat 1 zal met deze onderdelen-opstelling geen problemen geven.

Onderdelenlijst R1.R3 = 47 kQ R2.R4 = LDR 07 R5.R6 = 270 Q R7.R8 = 100 kQ R9 = 1 kQ R10 = 1 MQ R11 = 220 S P1.P2 = 100 kQ instelpotmeter P3 = 5 MQ instelpotmeter C1 = 100 /jF/16 V C2 = 100 nF/16 V C3 = 22^F/16 V T1.T2 = BC547B D 1 . . .D5 = 1N4148 D6. . D8 = LED IC1 = LM 339 Re = 6-V-relais, bijv. Siemens E-Kartenrelais Diversen: afschermbuisjes voor de LDR's kast en montagemateriaal naar keuze Elex-standaardprint formaat 1 Geschatte bouwkosten

f35,-

van het omgevingslicht (zoals bliksem), zodat de uitgang van de komparator dan stabiel blijft. De tweede komparator werkt op soortgelijke wijze, maar met dit verschil dat de referentiespanning wordt aangeboden op de "—"ingang, en de spanning van de LDR op de " + "-ingang. Als het donker is ligt de uitgang van deze komparator op " 1 " . Als echter het licht van de autolampen op de LDR valt, wordt de uitgang van de komparator " 0 " . Ook deze komparator is voorzien van een kondensator, zodat hij niet reageert op kortdurende storingen door andere lichtbronnen, zoals de koplampen van passerende auto's. De serieschakeling D1. . . D3 houdt de spanning op de "bovenste" aansluitpunten van de vier spanningsdelers (R1/R2, P1, R3/R4, P2) op ongeveer 1,8 V onder de voedingsspanning; zo bereiken we dat alle ingangsspanningen met zekerheid binnen het werkgebied van de komparators blijven. Met R5/D6 en R6/D7 wordt de toestand van de komparatoruitgangen aangegeven.' als de betreffende uitgang logisch nul is, loopt (via de stroombegrenzingsweerstand en de LED) een stroom in de uitgang van de komparator, zodat de LED oplicht. Deze opzet is mogelijk door het feit dat de komparators (waarvan het IC er vier bevat) zijn uitgerust met zogenaamde open-kollektoruitgangen, een eigenschap waarvan onze ontwerper ook bij het volgende deel van de schakeling een goed gebruik heeft gemaakt. Door de spanningsdeler R7/R8 liggen de "+"ingangen van de beide komparators A3 en A4 op de halve voedingsspanning. De uitgangen van A1 en A2 zijn verbonden met de "—"ingangen van respektievelijk A3 en A4. Daardoor worden de uitgangssignalen van A1 en A2 door A3 en A4

omgekeerd (geïnverteerd). De uitgangen van A3 en A4 zijn met elkaar verbonden, en dit knooppunt is via R9 aan de plus van de voedingsspanning gelegd; de zo onstane schakeling gedraagt zich als een AND-poort. Als de beide komparator-uitgangen " 1 " zijn, is de uitgangstoestand bij het knooppunt A3/A4/R9 ook " 1 " . Is echter een of beide van de komparator-uitgangen " 0 " , dan is de gemeenschappelijke uitgang " 0 " . Deze methode is uitsluitend mogelijk met open-kollektoruitgangen. Een IC met normale uitgangen zou bij een dergelijke "verknoping" in rook opgaan. Een logische één aan de uitgang van de " A N D " betekent voor de rest van de schakeling: "garagelicht aan". Ter verduidelijking is de samenhang tussen de funkties ook in de tabel gegeven. Bij daglicht "blokkeert" A3 het garagelicht. 's Nachts is de uitgang van A3 voortdurend " 1 " . Zonder het licht van de autolampen is de uitgang van A4 echter " 0 " , zodat de uitgang van de AND ook " 0 " is: het garagelicht is dus uit. Pas wanneer het licht van de autolampen op R4 valt gaat ook de uitgang van A4 naar " 1 " , en het garagelicht gaat branden. Voor een goede werking is een juiste afregeling van groot belang. Overdag is de uitgang van A4 altijd " 1 " omdat een LDR nu eenmaal geen verschil ziet tussen daglicht en het licht van autolampen; (als dat wel zo was zou een daglichtherkenning in deze schakeling natuurlijk overbodig zijn). Met het invallen van de duisternis moet deze " 1 " eerst verdwijnen, voordat de uitgang van A3 " 1 " wordt. Dit probleem is op te lossen door een goede afregeling, maar daarover straks meer. De rest van de schakeling is eenvoudig te begrijpen als men eerst C3, R10 en P3 even wegdenkt. Het " 1 " -

signaal bereikt via D4 de basis van T1, zodat deze transistor in geleiding komt. Omdat T1 en T2 samen een darlington-schakeling vormen, zal vrijwel op hetzelfde moment ook T2 gaan geleiden. Daardoor trekt het relais aan en licht de LED D8 op. Via het relais wordt het garagelicht ingeschakeld. D5 is de vrijloopdiode van het relais. Nu moet er nog een vertragingsschakeling worden toegevoegd, anders staat men weer in donker zodra het autolicht maar even naast de LDR valt. Met C3 wordt de gewenste vertraging bereikt. Zodra de ANDschakeling een " 1 " afgeeft wordt C3 via D4 geladen. T1 zal nu iets later in geleiding komen omdat het even duurt voordat de spanning over C3 voldoende hoog is geworden, maar deze tijd is zo kort dat men hier niets van merkt. Zolang de LDR R4 belicht wordt gaat het opladen door (tot de waarde van de voedingsspanning, verminderd met de spanningsval over D4, ongeveer 0,6 V). Als de uitgang van de AND weer " 0 " wordt, zorgt C3 er voor dat T1 toch een basisstroom blijft ontvangen (intussen verhindert D4 dat C3 zich weer snel via de uitgang van de AND kan ontladen). T1 blijft dus in geleiding en het garagelicht blijft aan. De basisstroom die nodig is om T1 in geleiding te houden is echter zo gering dat het erg lang zou duren voordat het licht weer uit gaat. Daarom is aan C3 een instelbare ontlaadweerstand toegevoegd die bestaat uit R10 en P3.

De bouw Alle onderdelen van de schakeling (behalve de beide LDR's en het relais) worden gemonteerd op een standaardprint van formaat 1. Figuur 2 geeft de opstelling. Iets moeilijker is de montage van de LDR's. Zoals blijkt

4

afschermbuisje

Figuur 3. De LDR's worden in een stukje buis van ongeveer 10 cm lengte geplaatst. Dit bevordert de r i c h t w e r k i n g .

LDR

kabeldoorvoer

knoop (trekontlasting)

Figuur 4. Men kan de LDR's ook in een licht- en waterdicht kastje i n b o u w e n , ter bescherming tegen weersinvloeden. Figuur 5. Een eenvoudige netvoeding met een spanningsregelaar levert de voedingsspanning voor deze schakeling.

84771X4

7808

BI = B40C1000

uit figuur 3 moeten deze worden voorzien van afschermbuisjes; een stukje kunststof buis is heel geschikt. Elke LDR wordt op een schijfje gemonteerd (van printmateriaal, kunststof of pertinax) dat aan (of in) het ene uiteinde van de buis wordt vastgelijmd. Het andere uiteinde sluiten we af met een venstertje van plexiglas. Zo krijgen de LDR's een zekere richtwerking. Nog mooier is het, deze konstruktie in te bouwen in een weerbestendig kastje. Het ronde venster kan in dat geval worden vervangen door een rechthoekig venster in de kastwand, wat iets gemakkelijker te maken is. Nu worden de beide aansluitpunten van de LDR's via verbindingskabels van voldoende lengte met de schakeling verbonden. Zorg er voor dat alles goed waterdicht is. LDR R2 wordt zodanig aan de garage bevestigd dat hij loodrecht naar de hemel wijst. Eventueel kan de LDR in de richting van de ondergaande zon geplaatst wor-

den (behalve als de binnenrijdende auto's toevallig ook uit die richting komen). Bovendien moet de plaatsing zo zijn dat de LDR niet misleid wordt door storende lichtbronnen zoals lantaarns, of zelfs de maan. LDR R4 wordt zo gemonteerd dat bij aankomst van de auto het licht van de koplampen rechtstreeks op de LDR valt; bovendien wordt op deze wijze storing vermeden omdat het gezichtsveld van de LDR dan haaks op de rijrichting van het passerend verkeer staat. De print met de schakeling kan samen met het relais en een kleine netvoeding in een passend kastje worden ondergebracht. Figuur 5 toont een geschikte netvoeding; het is een variant van de standaard-netvoeding uit Elex nr. 10 (juni 1984). Bij het aansluiten van het relais op de garageverlichting moet men voorzichtig zijn (netspanning!). Bij montage in een metalen kast mag men niet vergeten de kast te aarden, want in de garage kan het wel eens vochtig

zijn. Bij waterdichte kunststof kasten is aarding niet nodig. Het werkkontakt van het relais wordt parallel geschakeld aan de aanwezige lichtschakelaar, zodat het garagelicht ook na plaatsing van de automaat op de normale wijze bediend kan worden.

Afregeling De drie LED's zijn bij het afregelen erg handig: ze geven de toestand van de schakeling direkt aan. De afregeling moet worden uitgevoerd in de schemering. Wanneer het zo donker is geworden dat de garageverlichting al bijna geaktiveerd zou moeten worden, regelt men P2 af: eerst zo instellen dat LED D7 oplicht, en dan weer terugdraaien tot ze juist weer uit gaat. Als dan het moment gekomen is dat het garagelicht wegens de duisternis moet worden ontstoken, P1 afregelen: eerst zo instellen dat LED D6 dooft, en vervolgens iets terugdraaien totdat ze net weer oplicht. Ter kontrole wordt de auto met inge-

schakeld licht in de oprit neergezet. Het garagelicht moet nu automatisch worden ontstoken. Nadat het autolicht is uitgeschakeld moet het garagelicht na verloop van een zekere vertragingstijd weer uit gaan. Door na het inschakelen van het autolicht aan P3 te draaien kan deze tijdsduur naar wens worden geregeld. Bij de hoogste instelling van de potentiometer bedraagt de tijd ongeveer 5 minuten. Langere tijden worden bereikt door C3 te vergroten.

Philips en Chinezen bouwen samen kleurenbeeld buizenfabriek in Nanjing Philips heeft een principeakkoord gesloten met het Electronics Industry Department of Jiangsu Province in de Volksrepubliek China, voor de bouw in Nanjing van een kleurenbeeldbuizenen afbuigspoelenfabriek op basis van Philips' meest moderne technologie. In een op te richten joint venture zullen de Huadong Electron Tube Factory te Nanjing en de "Bank of China, Nanjing Trust and Consultancy" gezamenlijk voor 70 percent en Philips voor 30 percent participeren. Het doel van de joint venture is de fabrikage, marketing en verkoop van kleurenbeeldbuizen en afbuigspoelen. De nieuw te bouwen fabriek zal een produktiekapaciteit hebben van 1,5 miljoen kleurenbeeldbuizen en afbuigspoelen per jaar en zal naar verwachting eind 1987 operationeel zijn. De nieuwe fabriek zal door de Chinese partners volgens de modernste Philips specifikaties en met geavanceerde Philips know-how worden gebouwd en ingericht. Machines, onderdelen en gereedschappen voor de

fabricage van de kleurenbeeldbuizen en deflectiespoelen zullen door Philips worden geleverd. Geleidelijk zal de produktie worden geïntegreerd op basis van verdere technische hulp en machines van Philips. Philips Koerier, jaargang 6, nr. 78

(997 S)

Apple start verkoop computers aan China Apple Computer Inc. heeft op 26 mei jl. een kontrakt gesloten waarin wordt overeengekomen dat Apple haar personal computers en randapparatuur aan China gaat verkopen via een onafhankelijke distributeur, ACI Kaihin Co. Ltd. Deze distributeur heeft nauwe banden met de Chinese regering. De overeenkomst werd getekend door Kenneth R. Zerbe, vice-president van de divisie Apple Pacific, en Fan Mu Han, president van Kaihin Enterprises Co. Ltd., de moedermaatschappij van ACI Kaihin. Apple verwacht de eerste zendingen naar China bin-

Tekening van de fabriek voor kleurenbeeldbuizen en afbuigspoelen in Nanjing.

nen 4 tot 6 maanden te kunnen starten. In de overeenkomst tussen Apple en ACI Kaihin is ook opgenomen dat ACI Kaihin als officieel software-ontwikkelaar voor Apple-produkten in China gaat optreden. Men hoopt hiermee de ontwikkeling van Chinese applikatieprogramma's en de lokalisatie van bestaande software te bespoedigen. Bovendien is in de overeenkomst tussen Apple en ACI Kaihin opgenomen dat er een speciale werkgroep wordt geformeerd met vertegenwoordigers van Apple, ACI Kaihin en het China National Education Instrument & Equipment Corp. van het Chinese Ministerie van Onderwijs. Deze werkgroep zal ideeën en plannen uitwerken voor het gebruik van personal computers in het Chinese onderwijs. De overeenkomst tussen Apple en ACI Kaihin valt samen met China's recent gepubliceerde vier-delige strategie om de modernisatie van het land op het gebied van high technology te bevorderen. Deze strategie behelst de ontwikkeling van een geïntegreerd circuit, het gebruik van mainframes, mini- en microcomputers, een verbeterde kommunikatie en de ontwikkeling van programmatuur. Het kommentaar van Ken Zerbe luidt als volgt: " W i j zijn bijzonder verheugd te participeren in China's plannen het land te gaan moderniseren. Het biedt Apple de mogelijkheid haar bedrijfsfilosofie verder uit te dragen door waarde toe te voegen aan het onderwijs en het verhogen van de menselijke produktiviteit. Het is voor ons een hele eer een rol te kunnen spelen in de ontwikkeling van een land. Daarbij zijn wij bijzon-

der kontent met de samenwerking tussen Apple en ACI Kaihin, een bedrijf dat onze doelstelling deelt om grote hoeveelheden mensen te laten kennismaken met hoog gekwalificeerde computerapparatuur." ACI Kaihin is gezamenlijk eigendom van China Hua Jian, een Chinees bedrijf, en de familie Ko uit Singapore, die betrokken is bij China's Administration of Computer Industry. Apple Computer B. V, Huis ter Heideweg 46-50, 3705 LZ Zeist, tel.: 03404-86922 (996 S)

Elektronisch slot maakt autoradio bij diefstal onbruikbaar Philips heeft een elektronisch diefstalbeveiligingssysteem ontwikkeld, dat het ontvreemden van autoradio's moet tegengaan. De eerste Philips autoradio die is voorzien van "Security Code" (zo heet het systeem) wordt in september onder typenummer DC 755 op de markt gebracht. Na verloop van tijd zullen ook andere typen autoradio's met "Security Code" worden uitgerust. Het systeem komt erop neer, dat de autoradio alleen kan worden ingeschakeld met behulp van een persoonlijke kode van de eigenaar. Zonder kode is het apparaat onbruikbaar. Philips Koerier, jaargang 41, nr. 36 (1000 S) (Noot van de redaktie: In de praktijk blijkt een lage prijs van de autoradio ook een uitstekende remedie tegen diefstal te zijn (da's nog eens een goedkoop antidiefstalsysteem!).

vakantieklok De goeie ouwe tijd — hoe vaak wordt deze vergelijking niet uit de kast gehaald om het jachtige leven van deze tijd aan de kaak te stellen. De tijd is echter niet terug te draaien, maar met de klok kunnen we het proberen. Waarom zouden we ons ook op onze vrije avond of in de vakantie als een slaaf onderwerpen aan de genadeloze sekondewijzer? Met onze "anti-stress-klok", of hoe je het apparaat ook zou willen noemen, loopt men dat risico niet. Naar een sekondewijzer zal men bij dit instrument vergeefs zoeken, alleen als het niet op een kwartiertje aankomt bewijst het zijn diensten.

Het principe De principeschakeling van een elektronisch uurwerk is

Figuur 1. Volgens dit sterk vereenvoudigde schema werken de meeste elektronische uurwerken. Het signaal van een oscillator w o r d t meerdere keren achter elkaar gedeeld. De uitgangen van de laatste delers sturen een dekoder, die op zijn beurt een cijferuitlezing stuurt.

1 -4 ,_

I oscillator

^'

deler

deler

deler 1

''

i *7 \ /

-

^

deler

O

deler

m

!

deler

deler

3f

!

B u cijferuitlezing

'' deler

deler

I

85693X1

heel eenvoudig (figuur 1); het uitgangssignaal van een zeer stabiele en met niet al te lage frekwentie trillende oscillator doorloopt een aantal delers. Vanuit de laatste delers in deze keten wordt een zogenaamde dekoder gestuurd, die op zijn beurt een cijferaanduiding stuurt. Een logische vraag is nu waarom je uitgaat van een hoge frekwentie als je daarna een aantal keren moet delen. Waarom geen oscillator die meteen bijvoorbeeld één trilling per sekonde maakt? Antwoord is dat de techniek hier zijn grenzen ontmoet. Om zulke lange tijden te maken (een sekonde is elektronisch bekeken zowat een eeuwigheid) zijn grote kondensatoren nodig (eiko's bijvoorbeeld), maar de lekstromen daarin en de onnauwkeurigheid in de kapaciteitswaarde, die bovendien met het ouder worden ook nog verandert, maakt het vervaardigen van een stabiele oscilla-

tor voor lage frekwenties erg moeilijk. Vandaar dat men met een nauwkeurige hoge frekwentie begint en die door delen tot de gewenste lagere frekwenties terugbrengt.

De schakeling in theorie Zoals reeds opgemerkt willen wij bij deze vakantieklok geen hoge eisen aan de nauwkeurigheid stellen. We nemen daarom: — Een oscillator die zo langzaam als mogelijk trilt, zonder dat de frekwentie instabiel wordt. De klok moet wel redelijk gelijk blijven lopen. — Zoveel binaire deeltrappen dat de laatste uitgang na elk uur een halve trilling heeft volbracht. — Tot slot een 4-naar-16dekoder waarmee we vanuit vier deleruitgangen twaalf LED's kunnen sturen, één voor elk uur.

-0®


. 18 V/100 mA

©

oo

©

f-MHHHH

© ici

Figuur 2. Zelfs voor onze uiterst simpele vakantieklok is de opbouw nog ingewikkelder dan wanneer we een speciaal ontworpen klok IC zouden gebruiken. Maar omdat het hier gewone CMOS standaard IC's betreft, blijven de kosten alleszins binnen de perken.

IC3 4514 Q14

IC2 ,4024

-£-M-

4060 Q10 Q11 / 100k meorslayen

©

*-H-

">_,

IC4 4555

A-

^KD

Het voorgaande vraagt nog om wat toelichting. Een binaire deler, ook wel tweedeler genoemd, halveert de ingangsfrekwentie. Een aantal van deze delers achter elkaar geschakeld, levert dus een steeds lagere uitgangsfrekwentie op. Bekijken we nu de uitgangen van bijvoorbeeld vier achter elkaar geschakelde delers, dan komen de achtereenvolgende toestanden die de uitgangen aannemen (die toestanden zijn kombinaties van énen en nullen) overeen met binair tellen. Omdat we hier te maken hebben met vier lijnen (uitgangen) die elk twee waarden, een één of een nul, kunnen aannemen zijn er in totaal 2 4 = 16 kombinatiemogelijkheden. De delers vormen een binaire teller die van 0 tot en met 15 loopt en het tellen geschiedt automatisch dankzij de oscillator. De oscillatorfrekwentie moet dan zo gekozen worden dat na elk uur de teller met één ver-

hoogd wordt. Verder moet gezorgd worden voor een voorziening die maakt dat na twaalf uur de teller niet doorloopt naar 15, maar weer begint bij 0. Om de binaire-tellerwaarde om te zetten in de eigenlijke tijdsaanduiding gebruiken we een zogenaamde viernaar-zestien-dekoder. Op de vier ingangen komt het binaire getal te staan. Is dat bijvoorbeeld zeven, dan zorgt de dekoder ervoor dat de 8e uitgang (let op, het tellen begint bij nul dus dat is de eerste uitgang) aktief wordt. Een LED die we aansluiten op deze uitgang zal dan oplichten. In totaal gebruiken we twaalf uitgangen om de twaalf uren aan te geven. De afleesnauwkeurigheid zal dus één uur bedragen. Wellicht is dat nog wat te summier. Als bijvoorbeeld de vierde LED brandt, zou dat kunnen betekenen dat het vier uur is, maar voor hetzelfde geld is het één minuut voor vijf.

Gebruiken we nog één extra deler, dan worden de tijdintervallen halve uren, en nog een extra deler levert een onderscheid in kwartieren op. Verder gaan met het verkorten van de tijdintervallen heeft weinig zin want niemand rekent met blokjes van halve kwartieren, of kwart kwartieren. Om het kwartierenonderscheid in onze klok te kunnen invoeren hebben we een tweede dekoder nodig (twee naar vier). De uitgangen van de twee extra delers sturen deze dekoder en met de uitgangen kan om het kwartier een andere LED gestuurd worden. Zo hebben we zonder al te veel elektronische omhaal een klok gekregen die met twaalf LED's aangeeft welk uur het is en die in elk uur met vier LED's het desbetreffende kwartier aangeeft. Nauwkeuriger is deze vakantieklok niet met haar tijdaanduiding waardoor zenuwen gespaard worden. Let wel,

we hebben het hier over de onnauwkeurigheid van het aflezen. Dat heeft niets te maken met de nauwkeurigheid waarmee de klok loopt. Als deze goed is afgeregeld, zal ze net als elke andere klok netjes gelijk blijven lopen. Het is eigenlijk net of we de grote wijzer van een gewone klok verwijderd hebben. De afleesnauwkeurigheid is minder geworden, we hebben immers alleen nog maar de kleine wijzer, maar de klok loopt er niet minder door op tijd.

En nu de praktijk Om onderdelen te sparen hebben we bij de realisatie van de schakeling (figuur 2) gekozen voor het CMOS-IC 4060. In dit IC zit een oscillator én een binaire deler (of teller, dat komt op hetzelfde neer). De oscillatorfrekwentie wordt bepaald door R1, P1, C1 en C2. Bijzonder is nog de funktie van druk-

toets S1, een verbreekkontakt. Als deze knop niet ingedrukt wordt, is C1 kortgesloten en doet niet mee. De frekwentie wordt dan alleen bepaald door C2. In dit geval loopt de klok op normale snelheid. Zodra we echter op S1 drukken komen C1 en C2 in serie te staan. Omdat C1 vele malen kleiner is dan C2 wordt nu de frekwentie hoofdzakelijk door C1 bepaald. De oscillator loopt nu ongeveer 8000 maal zo snel. In ongeveer elke halve sekonde springt de klok een uur verder. Het zal duidelijk zijn: deze knop is bedoeld voor het gelijkzetten. Druk hem net zolang in tot de juiste tijd wordt aangegeven, uiteraard tot op een kwartier nauwkeurig. In IC1 zitten 14 deeltrappen, maar dat is bij lange na nog niet genoeg om de oscillatorfrekwentie terug te brengen tot het kwartierritme. In de elektronica gaat het meeste nu eenmaal erg snel. We hebben nog een tweede deler nodig. We kozen hier voor de 4024, ook een CMOS-IC, waarin zeven binaire deeltrappen zitten. De "laagste" vier uitgangen van dit IC zijn verbonden met de vier ingangen van IC3, de zestien-uit-vier-dekoder (4514). De kombinatie van enen en nullen op de ingangen zorgt ervoor dat één van de twaalf LED's aan de uitgangen (Q0.. .Q11) zal oplichten. Om ervoor te zorgen dat na het twaalfde uur de cyclus weer van voren af aan start, is de Q12-uitgang verbonden met de resetingang van IC2. Zodra deze uitgang aktief wordt, wordt de teller in IC2 op nul gezet waardoor direkt erop volgend QO-uitgang van IC3 aktief wordt. C3 is een kondensator die moet zorgen dat hele korte stoorpulsjes op uitgang Q12 tijdens het tellen niet leiden tot het vroegtijdig op nul zetten van de teller in IC2. Er zit nog een aardigheidje

in de schakeling. Verbinden we de É-ingang van IC3 (pen 23) met massa, dan werkt de klok in normaalbedrijf. We leggen daarvoor draadbrug A-C. Voeden we die E-ingang met een signaal dat afwisselend " h o o g " en "laag" is, dan zal de op dat moment gestuurde LED in hetzelfde ritme knipperen. Het desbetreffende stuursignaal kunnen we aftakken van de Q4-uitgang van IC1 via draadbrug A-B. De knipperfrekwentie bedraagt dan ongeveer twee hertz. Ook bij het afregelen kan van dit gegeven gebruik gemaakt worden voor de ruwe instelling. Wijkt het aantal flikkeringen sterk af van twee per sekonde, dan kan P1 verdraaid worden tot het wél ongeveer goed is. Het vierde en daarmee laatste IC in deze schakeling is nog geheel onbesproken gebleven. Ook dit is een dekoder (4555), net als IC3, alleen heeft deze slechts twee ingangen en vier uitgangen. Gevoed vanuit twee "lagere" ( = sneller lopende) uitgangen van IC2, zorgt IC4 ervoor dat na elk kwartier een volgende LED oplicht. Zijn er vier kwartieren o m , dan gaat de volgende uren-LED aan alsmede de eerste-kwartier-LED. Voor de voeding van deze klok is een spanning nodig van 5. . .18 V en een stroom van 100 mA. Figuur 4 laat het schema zien van een eenvoudige netvoeding die daarvoor gebruikt kan worden. Wat meer ervaren hobbyisten hebben misschien vergeefs gezocht naar stroombegrenzingsweerstanden in serie met de LED's. Bij deze schakeling zijn die weerstanden niet nodig omdat de stroom in de dekoder-IC's zelf begrensd wordt. Door de LED's zal dus automatisch de juiste stroom lopen. Wie echter meerdere LED's of misschien wel lampjes wil gebruiken voor de uren- en kwartieren-uitlezing, kan

D12

\D1

y—F5 /

W

w

XII

V

/©x ^ T ^ \ »©\ / V © ©\ \ 1 >T\

/

1 -ms—

1

D16 D 1 5

D13

\

/-^v

1

D14

I

>

I

\ V© © / v i \© " V_L^ \

iv

»/

/ ©/

V

VII

\©

*

/

©y

F1 • 100 mA

12V 7812

mm

i

100n

i

Tr/100mA/12...15V

10M

i |

<2> LüU—(o

<S> * zie tekst

— ^ BC 547] 547 DEKODER

kJ..*JLr-

w

—c£

H>H3 Q

<£•

-0-

Figuur 3. Zo zou de frontplaat van de klok er uit kunnen zien. Bij de buitenste LED's die de uren aangeven, is het niet belangrijk welke LED op bijvoorbeeld de plaats van de 12 zit. als ze maar in de goede volgorde zitten. In verband met de uurwisselingen is dat bij de binnenste LED's, die van de kwartieren, wèl belangrijk. D13 zit "in het eerste kwartier". Figuur 4. Dit is een eenvoudige standaard-netvoeding die door het weinige aantal onderdelen ook nog wel ergens een plaatsje kan vinden. Omdat het stroomverbruik van de klok laag is, kan worden volstaan met een klein en goedkoop printtrafootje. Figuur 5. Normaal kan met de uitgangsstroom van de deko ders een LED worden gestuurd. Wie een wat grotere helderheid wil, meerdere LED's wil aansluiten of bijvoorbeeld liever gloeilampjes gebruikt, kan gebruik maken van stuur transistoren. Lampjes (voor de juiste spanning uiteraard) kunnen rechtstreeks aangesloten worden. Bij LED's is een serieweerstand voor het begrenzen van de stroom nodig. De maximale stroom per transistor is 100 mA.

Onderdelenlijst R1 = 10 kQ P1 = 100 kQ, meerslageninstelpotmeter C1.C3 = 100 pF C2 = 820 nF C4 = 10 piF/25 V D1...D16 = LED IC1 = 4060 IC2 = 4024 IC3 = 4514 IC4 = 4555 diversen: S1 = druktoets met verbreekkontakt 1 14 polig IC-voetje 2 16-polige IC-voetjes 1 24-polig IC-voetje standaardprint formaat 2 geschatte bouwkosten (zonder netvoeding) ca. f 40,—

deze met stuurtransistoren vanuit de dekoderuitgangen bedienen (figuur 5). In dit geval levert de dekoder alleen nog maar de basisstroom van de stuurtransistor die hier als schakelaar werkt. Met de veel grotere emitterstroom is het mogelijk om LED's of lampjes te schakelen. Soms zijn nu wèl stroombegrenzingsweerstanden nodig. Als de transistor geleidt, staat er tussen de koliektor en de emitter maar heel weinig spanning. Bijna de volle voedingsspanning staat daarom over hetgeen we aangesloten hebben. Bij een 12-V-voeding en lampjes van 12 V zijn er geen problemen, maar sluiten we één of meerdere LED's aan, dan moet een stroombegrenzingsweerstand gebruikt worden. De waarde van die weerstand moet uitgerekend worden. Stel dat we twee LED's hebben, dan staat er over de LED's 2 x 1,4 V = 2,8 V (rode LED's, de spanning over groene LED's is hoger: ongeveer 2,4 V per LED). De spanning over de weerstand is de voedingsspanning min de spanning over de LED's: 12 V 2,8 V = 9,2 V. Door de LED's moet ongeveer 20 mA lopen om ze mooi op te laten lichten, en volgens de wet van Ohm moet dan de weerstandswaarde 9,2 V/0,02 A = 460 ohm zijn. De standaardwaarde die hier het dichtste bij ligt is 470 Ohm. Voor andere waarden van de voedingsspanning of een ander aantal LED's kan men zelf dit rekensommetje overdoen. Hoe de klok uiteindelijk vorm gegeven wordt, is natuurlijk een zaak van persoonlijke voorkeur. In figuur 3 is een mogelijkheid geschetst die als uitgangspunt kan dienen.

Afregeling Het nauwkeurig afstellen van deze klok kost net als bij alle andere tijdmetingen

tijd: hoe langer het tijdinterval is waarmee we de af te stellen klok vergelijken met een goed lopende klok, des te nauwkeuriger wordt de afregeling. De afregelprocedure begint met het gelijkzetten van de klok door middel van S1. Door deze schakelaar in te drukken, loopt de klok zeer snel vooruit. Komt de aangegeven tijd overeen met de werkelijke tijd, dan wordt S1 snel losgelaten. Omdat een mens nu eenmaal een bepaalde reaktietijd heeft, is niet te voorkomen dat de klok inwendig een paar minuten doorschiet. Omdat de uitlezing slechts op een kwartier nauwkeurig is, is dat echter geen bezwaar. Vervolgens kijken we wanneer precies de volgende LED aangaat. Het desbetreffende tijdstip noteren we ergens, en we weten dat elke volgende verandering in de uitlezing een geheel aantal kwartieren na dit tijdstip moet plaatsvinden. Mocht de klok afwijken, dan kan dit bijgesteld worden door P1 te verdraaien. Na elke verandering aan P1 moeten we om de meting nauwkeurig te kunnen doen opnieuw het tijdstip bepalen waarop de volgende LED oplicht en bij de volgende LEDwisselingen terugrekenen naar dat nieuwe tijdstip. Naarmate de klok beter is afgesteld, zal het tijdinterval dat nodig is om een afwijking te konstateren langer worden.

Om te kunnen rijden heeft een auto niet alleen benzine, dieselolie of gas nodig; ook elektronen spelen een belangrijke rol. Deze elektronen houden zich schuil in de akku en verzorgen van daar uit de ontsteking, de verlichting en de startmotor. Als de akku leeg dreigt te raken, levert de dynamo nieuwe elektronen, zodra de motor een bepaald toerental heeft bereikt. Een simpel maar effektief systeem, als het werkt tenminste. Helaas wil het nog wel eens voorkomen, dat een akku toch leeg is. Ervaren automobilisten weten dat daardoor het starten in hoge mate bemoeilijkt wordt: het enige wat dan nog draait is de kontaktsleutel. Deze narigheid kan verschillende oorzaken hebben. Menselijk falen bijvoorbeeld, als de automobilist de vorige avond vergeten is het licht uit te schakelen. Het laadvermogen van oudere akku's wordt langzaam maar zeker minder; vooral bij een sterke temperatuurdaling kan het dan ineens afgelopen zijn. Het is natuurlijk ook mogelijk dat de akku domweg niet opgeladen wordt doordat er iets mankeert aan de dynamo, de spanningsregelaar of de verbindingskabels. Veel van die ellende kunnen we voorkomen als we de laadtoestand (de akkuspanning) en de laadstroom konstant in de gaten houden. Met de hier beschreven schakeling kan dat op een eenvoudige manier worden gerealiseerd. De laadtoestand van de akku wordt aangegeven door een groene, een gele en een rode LED. Net als bij een stoplicht kunt u bij groen onbezorgd doorrijden. Bij geel is de akkuspanning aan de lage kant. Als het rode licht brandt, is het niet verantwoord verder te rijden: de akkuspanning is dan veel te laag. De laadstroom wordt aangegeven door een ampèremeter.

Hoe het allemaal werkt, zien we in figuur 1. Dit schema bestaat uit drie delen: de rechter helft verzorgt de spanningsmeting, midden boven zien we de voeding en links onder zit de ampèremeter. Daarvoor wordt een meetinstrument gebruikt, dat maximaal 50 j^A (50-0-50) kan aanwijzen, terwijl de laadstroom wel 50 A kan bedragen. Hoe is dat mogelijk? De oplossing is heel eenvoudig. De dikke gevlochten massakabel, die van de minpool van de akku naar massa loopt, heeft een weerstand van ongeveer 0,01 Q. Een stroom van 50 A veroorzaakt over die weerstand dus een spanningsval van 0,5 volt, meer dan voldoende voor het metertje. Met PI wordt de zaak zo afgeregeld, dat de aanwijzing (in mikroampères) overeenkomt met de werkelijke stroomwaarden (in ampères). Voor de spanningsmeting hebben we wat meer onder-

delen nodig. Allereerst wordt de van de akku afkomstige spanning door R2 en R3 gereduceerd tot een waarde, die door IC2 kan worden verwerkt. C4 werkt eventuele spanningspieken weg: dat geeft een veel rustiger uitlezing. De opamps A 1 . . .A3 zijn geschakeld als "vensterkomparator". De "afmetingen" van het venster worden ingesteld met P2 en P3. Als een auto-akku goed geladen is, geeft hij een spanning van 13,2 volt; iets minder kan geen kwaad. Vanaf een spanning van 12 volt zorgt A1 ervoor, dat de groene LED gaat branden. Tussen 11 en 12 volt gaat het er bedenkelijk uitzien: dan stelt A3 de gele LED in werking. Als de spanning minder is dan 11 volt, is er iets grondig mis; dan laat A2 de rode LED oplichten. De 12-volt-overgang van geel naar groen wordt afgeregeld met P2; de 11-voltovergang van geel naar rood

met P3. Dat gaat heel gemakkelijk met een regelbare voeding, die inplaats van de akku op de schakeling wordt aangesloten en vervolgens wordt ingesteld op de genoemde waarden. IC1 is een geïntegreerde spanningsregelaar: hij levert niet alleen de voedingsspanning voor IC2, maar ook de referentiespanning voor de vensterdiskriminator. De komplete schakeling past op een kleine Elex-print (figuur 2). De printplaat heeft maar drie externe aansluitingen. De " + " gaat via het kontaktslot naar een 12-volt-leiding. Het met " 1 " aangeduide punt wordt verbonden met de plaats, waar de massakabel van de akku vastgeschroefd zit aan de karosserie. De "—" komt aan de massa-aansluiting van de akku. Als de schakeling in de auto is ingebouwd, moet het draaispoelinstrument nog worden afgeregeld. Om het schaalbereik van 0 . . .50 te

o

5V

IC1 78L05

R6 f—11500 |-C^f

"©-

R7 |

f Q K

1 |

_

Akkusp«"ning

DYNAMO

© -'

IC 2

[^^^.2 •? groen ^tp geel A" rood

(d) 1

'

*""~'

T

IOOM

•*—*f°-

I

ov

U

Ü*

--H3)

1 Ou

1N4148 D8

P

1H-—n

Or00

10

10

R2

^ A1 . . . A 4 = I C 2 = LM339

* -

9

^-

M

(otitHaadstroom

c

£~%,

100« 10V

10M

10 V

^

n^

Foto: Slechts drie verbindingen zijn nodig om de akkubewaker aan te sluiten op het elektrisch systeem van de auto. Figuur 1. De schakeling van de akkubewaker. Ondanks de "digitale" LED-uitlezing is alles uit standaardonderdelen opgebouwd.

Onderdelenlijst

Figuur 2. Behalve de meter kunnen alle komponenten op een kleine Elex-print worden gemonteerd.


P3

PS

R1 = 100 Q R2,R7 = 10 kQ R3 = 2,2 kQ R4 = 1,8 kQ R5 = 1,2 kQ R6 = 150 Q P1 = instelpotmeter 1 kQ P2.P3 = instelpotmeter 100 Q C1 = 100 nF/10 V C2 = 100 ^F/25 V C3.. C5 = 10 fjF/10 V D l . . D3,D7,D8 = 1N4148 D4 = groene LED D5 = gele LED D6 = rode LED IC1 = 78L05 IC2 = LM 339 Diversen: M = draaispoelmeter + 50 JJA, nulpunt in het midc en van de schaal 1 Ele> -print, formaat 1 Geschatte materiaalkosten: f 50 — inkl. meter

kunnen handhaven, geven we de meter een bereik tot 50 A. Voor een nauwkeurige afregeling moet de accu even een flinke stroom leveren. Dat kan worden bereikt door zoveel mogelijk grote stroomverbruikers in te schakelen, waarvan het verbruik bekend is. Een rekenvoorbeeld: 2 x achterlicht = 10 watt 2 x dimlicht = 90 watt 2 x remlicht = 42 watt 2 x groot licht = 80 watt totaal = 222 watt Bij een spanning van 12 volt is de geleverde stroom dan 222 : 12 = 18,5 A. Het tegelijkertijd in werking stellen van al deze stroomverbruikers vereist enig kunsten vliegwerk. Ga in de auto zitten, schakel het dimlicht in (NIET de ontsteking!), trap op de rem en geef een lichtsignaal, waardoor ook het grootlicht gaat branden. U hebt dan nog één hand over om aan P1 te draaien totdat de meter 18,5 A aanwijst.

Al menig modelbouwer heeft met lede ogen moeten aanzien hoe zijn kostbare modelvliegtuigje, ondanks alle wanhopige stuurkommando's, opeens een heel eigen vluchtplan er op na wenste te houden. Vermoedelijke eindbestemming: "ergens achter de horizon". . . Oorzaak van dit eigengereid gedrag was dan meestal iets heel futiels zoals een losgeschoten klemmetje of omdat de akku van de ontvanger leeg was. In ieder geval zijn het dergelijke kleinigheden die het kontakt met de " t o w e r " grondig kunnen verbreken. Het resultaat is in alle gevallen hetzelfde: wèg vliegtuigje, wèg vele arbeidsuren, wèg goed humeur. Als het toestel dan ook nog eens een stuk bos als landingsplaats heeft uitgekozen, is de ellende helemaal niet meer te overzien. Want ga maar eens een paar hek-

SOS-pieper tare struikgewas doorwoelen. Met een beetje mazzel heeft u uw eigendom binnen een uurtje of drie-vier terug gevonden. Als u het

al terugvindt... Een waarheid als een koe is echter dat als je iets niet ziet omdat het in het struikgewas verscholen zit, je het

wel zou kunnen horen. Dit simpele feitje ligt dan ook ten grondslag aan onze SOS-pieper. Weliswaar zendt de schakeling niet het

Figuur 1. De uit slechts één enkel IC en wat randelektronica bestaande schakeling, is zo klein dat de SOS-pieper probleemloos in verreweg de meeste modelvliegtuigen kan worden ondergebracht. Maar ga voor de start wel eerst na tot op welke afstand het piepertje nog hoorbaar is.

4,8 . . . 6 V

-H—V°

0 MkClZ)^^iÊ>J-ff)

© IC1

0

BC 547 SOOk

In 0

L-p

IIOM 1

* 20 ms

N1 . . . N 4 = IC1 =4093

6V

è%-@

pulsen om welke reden dan ook onderbreken, wordt C2 via N1 niet meer geladen, waardoor N2 begint te oscilleren. Telkens wanneer dit zeer langzaam tussen 0 en 1 wisselend signaal de waarde 1 krijgt, begint N4 op een hogere (met P1 instelbare) frekwentie te oscilleren. In plaats van N3 en N4 kunt u echter ook van een transistor-gestuurde (T1 in het schema) gelijkspanningzoemer (Bz 2) gebruik maken. Alles binnen het omkaderde gedeelte kan dan worden weggelaten. De schakeling produceert dan weliswaar een iets harder geluid, maar dat gaat weer ten koste van een hoger stroomverbruik. Aan u de keus.

Figuur 2. De komponentenopstelling van de SOS-pieper. Denk er aan dat in deze opstelling beide zoemers (met de bijbehorende elektronica) staan getekend. U dient dus voor de opbouw te beslissen welke zoemer u wilt gebruiken. De andere kan dan gewoon weggelaten worden (zie ook de onderdelenlijst en het desbetreffende stukje in de tekst).

bekende "driemaal kort — driemaal lang — driemaal kort" uit, maar wel een doordringend pieptoontje dat bovendien rytmisch onderbroken wordt. Het gecrashte vliegtuigje is daardoor al van verre hoorbaar, zodat men alleen nog maar op het geluid hoeft af te gaan om het toestel terug te vinden. Uiteraard moet de schakeling wel eerst even in het vliegtuigje worden ingebouwd. . . Het enige probleem dat we bij het ontwerpen van de SOS-pieper moesten overwinnen, was hoe de schakeling geaktiveerd moet worden wanneer er "rondo m " niets meer werkt. Mechanische sensoren die de crash registreren? Te gekompliceerd! Wat was eigenlijk de oorzaak van het neerstorten? Precies, onderbroken servopulsen. Wat ligt er dan meer voor de hand dan de SOS-pieper door het wegvallen van de servopulsen te laten aktiveren? Hoe dat precies in zijn werk gaat, zien we in figuur 1. Zodra de op de ingang van de schakeling aangesloten

onder de naam "powerpack"). Alkali-mangaanbatterijen bestaan namelijk — in tegenstelling tot gewone power-packs — uit zes afzonderlijke, ongeveer pendikke cylindrische cellen (40 x 7,5 mm <|>). Wanneer men nu de batterij-behuizing voorzichtig aan de bovenste en onderste rand opent, kunnen de cellen gemakkelijk verwijderd worden. De zes 1,5-V-cellen kunnen dan afzonderlijk gebruikt wor-

den, maar men kan natuurlijk ook een uit drie cellen bestaande ultra-platte 4,5-Vbatterij samenstellen (totale afmetingen: 23 x 40 x 7,5 mm). De kontaktstrookjes voor de plus- en min-aansluitingen kunnen gemakkelijk op de uiteinden van de cellen worden vastgesoldeerd, maar maak ze niet te lang. Voor de zekerheid kan men dan nog — voor het geval dat de batterijtjes gaan lekken

— wat isolatiekous om de cellen heen doen. De prijs voor deze "zelfgefabriekte" batterijtjes ligt bij ongeveer f 1,25 per cel (1/6-de van f 7,50). Best wel goedkoop dus. Door de geringe zelfontlading kunnen de cellen ongeveer 2 jaar probleemloos bewaard worden.

Onderdelenlijst R1,R4* = 470 kQ R2 = 1 kQ R3 = 220 kQ R5 = 22 kQ P I * = 500-kQ-instelpotmeter C1 = 180 nF C2 = 10 ^F/6 V C3* = 2,2 nF C4 = 100 nF D1 = 1N4148 T1 = BC547 IC1 = 4093

®-o

diversen: Bz1* = piëzozoemer (Toko, PB 2720) Bz2 = piëzozoemer (5 V gelijkspanning) 1 standaardprint formaat 1 Geschatte bouwkosten (inklusief print): f 20,— ("vervalt bij inbouw van T1 en Bz2)

Veel Elex-schakelingen zijn zo piepklein, dat het batterijtje voor de voeding vaak meer plaats inneemt dan het kant-en-klare apparaatje zelf. Daarom hier een tip om ook de batterijen wat kleiner te maken. Weliswaar kan het nu volgende "grapje" niet met elke batterij worden uitgehaald, maar wel met een 9-volt-alkali-mangaanbatterijtje (ook wel bekend

Dat zuivere lucht belangrijk is voor het goed funktioneren van de natuur, inklusief de daarin levende mens, is niet iets waar we het afgelopen jaar pas achter gekomen zijn. Toch is de diskussie met name de laatste tijd weer in volle hevigheid losgebarsten, denk maar aan de zure regen, de voor te schrijven katalysator voor auto's, de ontzwaveling van steenkool en olie, en de milieuproblemen die het mestoverschot met zich meebrengt. We zijn ons dus bewust van het probleem van de luchtverontreiniging, maar om dat probleem aan te kunnen pakken, moet je het wel kunnen meten. In Nederland gebeurt dat meten met verspreid opgestelde snuffelpalen. In deze palen bevinden zich sensors (voelers) die verschillende soorten verontreiniging kunnen herkennen. Onze snuffelpaal is niet geschikt om in dat landelijke net te worden opgenomen. De elektronische sensor die wij gebruiken is niet nauwkeurig genoeg om wetenschappelijk betrouwbare meetresultaten te kunnen leveren. Desondanks zijn er in de dagelijkse praktijk toepassingsmogelijkheden te over. Vaak is het bijvoorbeeld van belang om te weten of een bepaalde stof ergens aanwezig is terwijl die er niet hoort te zijn. Rookdeeltjes bijvoorbeeld, die het begin van een brand kunnen verraden. Of giftige reukloze (en daarom des te gevaarlijker) gassen zoals koolmonoxyde. Het nut van deze schakeling hoeft verder niet ter diskussie te staan.

Werking van de gassensor In de gassensor wordt een halfgeleidermateriaal gebruikt dat de eigenschap heeft om bij hogere temperatuur zuurstof uit de lucht te absorberen. Als gevolg daarvan wordt de weerstand

snuffelpaal van dat halfgeleidermateriaal kleiner; het gaat beter geleiden. De mate waarin het halfgeleidermateriaal in staat is zuurstof te absorberen, en dus de mate waarin de weerstand kan veranderen, is sterk afhankelijk van verontreinigingen die vanuit de lucht in dat materiaal kunnen doordringen. Zo ontstaat er een direkt verband tussen de luchtverontreiniging en de weerstand van de sensor. De elektronica waarmee de sensor gekoppeld is, doet niets meer dan de weerstandsveranderingen meten, voor een doorgewinterde elektronicahobbyist een fluitje van een cent. De door ons gebruikte gassensor van de firma Figaro is in twee uitvoeringen leverbaar:

a) Type 812: in het bijzonder gevoelig voor alkohol, benzine, koolmonoxyde, zwaveldioxyde en ammoniak. b) Type 813: gevoelig voor propaan, butaan (campinggas) en metaan (aardgas).

Het spreekt voor zich dat de keuze van de sensor af zal hangen van het doel waarvoor het apparaat gebruikt zal worden. Nu is het ook weer niet zo dat de ene sensor ongevoelig is voor de stoffen die bij de andere opgesomd staan. In principe reageren beide sensors op alle aangegeven stoffen, alleen ligt de optimale gevoeligheid juist bij één van die groepen. In figuur 1 zien we het

tekensymbool van de gassensor, alsmede de aansluitgegevens en de vorm en afmetingen. Omdat de aansluitingen van de sensor geheel symmetrisch zijn, is het niet mogelijk hem verkeerd in een voetje te steken. Om de voor de zuurstofabsorptie noodzakelijke hoge temperatuur te verkrijgen, zit er in de sensor een gloeidraadje. In het tekensymbool wordt dat voorgesteld door het spiraaltje (pennen 2 en 5). Het is vanwege deze gloeidraad en het daarmee samenhangende hoge stroomverbruik (170 mA) dat we willen aanraden de schakeling niet uit een gewone batterij te voeden. Meer technische gegevens van de sensor zijn in de

tabel te vinden. De afkorting ppm die in die tabel gebruikt wordt, geeft een bepaalde gaskoncentratie aan en staat voor "parts per million"; delen per miljoen dus. 1000 ppm is duizend deeltjes op een miljoen deeltjes wat overeenkomt met een koncentratie van één promille.

1(4) 3(6)

4(1) 6(3)

1 en 3 intern verbonden 4 en 6 intern verbonden

De schakeling Zoals we al zeiden, moet de sensor in de schakeling als een veranderlijke weerstand opgevat worden. De door de gasdeeltjes veroorzaakte weerstandsveranderingen moeten voor verdere verwerking in spanningsveranderingen omgezet worden. Dat gebeurt in de schakeling

(figuur 2) door de sensor deel te laten uitmaken van een spanningsdeler die verder nog uit P1 en R1 bestaat. De spanning op punt 3 is afhankelijk van de sensorweerstand. Is de sensorweerstand laag, dan is de spanning op punt 3 relatief hoog. Via R2 wordt deze spanning op de ingang van een operationele versterker gezet. De werking van operationele versterkers is in Elex al eens aan bod gekomen, zodat we er hier niet al te diep op in zullen gaan. Men dient in elk geval te weten dat een dergelijke versterker het spanningsverschil tussen beide ingangen enorm versterkt (tot meer dan 100.000-maal toe). Meestal worden deze versterkers tegengekoppeld.

Figuur 1. De symmetrische konstruktie van de sensor maakt dat bij het aansluiten geen vergissingen kunnen ontstaan. Zowel de gloeidraadaansluitingen als de kontakten van het halfgeleidermateriaal mogen verwisseld worden. Het type 812 is met zijn oranjekleurige behuizing eenvoudig te onderscheiden van de grijze 813. Figuur 2. De sensor, waarvan het tekensymbool wel wat aan dat van een elektronenbuis doet denken, in de komplete schakeling. Verdere benodigdheden: een operationele versterker om de weerstandsverandering van de sensor als gevolg van de luchtverontreiniging te kunnen meten en een transistor om een relais te schakelen. Batterijvoeding raden we af vanwege het tamelijk hoge stroomverbruik van de sensor.

Tabel 1, sensorgegevens

gloeidraadweerstand sensorweerstand R s (1000 ppm) opgenomen vermogen (halfgeleidermat.) spanning gloeidraadvermogen gloeidraadspanning opwarmtijd kleur

type 812 (38 + 3) Q 1...10kQ (isobutaan) max. 15 mW

type 813 (30 + 3) Q 5 . . . 1 5 kö (met haan) max. 15 mW

max. 24 V 650 mW (5 ± 0,2) V 2 min. oranje

max. 24 V 830 mW (5 ± 0,2) V 2 min.

grijs

AKKU 12V IC1 7805

f

T

D1,D2 = 1N4148 IC2 = 3130

si*

* zie tekst

Q CD <« GED-

W'Ap

©B40/C500 Cll

<2H*-

i

C2|

R 1 | |

1 16V 1 16V 1 1 T

waardoor de uiteindelijke versterking beperkt blijft. Doet men dit niet, zoals in R1,R3,R4 = 1 kQ deze schakeling, dan zal een R2 = 4,7 kQ klein verschil tussen de R5 » 390 Ö ingangsspanningen een zeer PI = instelpotmeter 22 kQ 125 kQ) grote uitgangsspanning op P2 = instelpotmeter 4,7 kQ moeten leveren. In de prak(5 kQ) tijk is die uitgangsspanning C1 = 1000 / J F / 1 6 V echter beperkt door de voeC2 = 1 / J F / 1 6 V dingsspanning van de verB1 = B40C500 T1 - BC 547B sterker. Is de plus-ingang nu D1.D2 = 1N4148 ietsje positief ten opzichte D3 = LED van de min-ingang, dan IC1 = 7805 wordt de uitgangsspanning IC2 = 3130 op pen 6 zo positief als diversen: mogelijk is: tegen de 5-V51 = dubbeipolige netschavoedingsspanning aan. Is de kelaar min-ingang positief ten 52 = druktoets, maakkontakt opzichte van de plusF1 = zekering 315 mA traag ingang, dan wordt de uitRe1 = printrelais 5 V gang praktisch 0 V. Een der(Siemens, V23027-A1-A101) GS = gassensor, Figaro type gelijke versterkerschakeling 812 of 813 met voetje noemt men ook wel vergelijTri = trafo 6 V/300 mA ker of komparator. koellichaam voor IC1 (alleen Tot zover deze korte opampbij akkuvoeding) kunde, terug naar onze standaardprint formaat 1 schakeling. De min-ingang geschatte bouwkosten f 75,— ligt op een met P2 ingestelde vaste spanning. Komt de spanning op de plus-ingang nu boven resp. onder die Figuur 3. Met uitzondering van de transformator past alles op vast ingestelde spanning, een Elex-printje van formaat 1. dan klapt de uitgang om van 0 V naar 5 V of omgekeerd. In geval van alarm komt er 5 V op de basis van T1 te staan, waardoor T1 gaat geleiden en het relais zal bekrachtigen. Met dit relais kunnen allerhande zaken, van eenvoudige lampen tot volautomatische brandblusinstallaties, worden geschakeld. Diode D1 en schakelaar S2 kunnen eventueel weggelaten worden. De diode zorgt er voor dat de schakeling een geheugen krijgt. Treedt een alarm op, dan zorgt D1 dat het relais bekrachtigd blijft, ook al wordt de lucht weer zuiver. Met S2 kan de |*jzaak weer in de rust(II toestand gezet worden. ZonM der D1 zal het relais aan en uit gaan met de regelmaat waarmee de sensor kwalijke gassen snuffelt of niet. Onderdelenlijst

L f V 0 ? _l —

© — ©

—•

Afregeling Aangezien we bij de bouw

aan de hand van figuur 3 geen problemen voorzien, gaan we meteen door naar de beproeving en afregeling. Bij de eerste inschakeling heeft de sensor een "inloopt i j d " van zes uur nodig. Dan pas heeft hij zijn maximale gevoeligheid bereikt. Later moeten we eraan denken dat iedere keer als we het apparaat opnieuw gaan gebruiken de sensor een korte opwarmtijd van 2 a 3 minuten nodig heeft. "Opwarmen" geldt hier letterlijk, hetgeen we kunnen opmerken als we de sensor vasthouden. Voor de afregeling is behalve een voltmeter niets anders dan frisse lucht nodig. Kritici zullen nu opmerken dat in onze geïndustrialiseerde maatschappij het eerste eenvoudiger te krijgen zal zijn dan het tweede, er staan niet voor niets al zoveel van dit soort apparaten in den lande opgesteld. Een tocht naar het hooggebergte is echter niet nodig. Een goed geluchte en van sigarettenrook gevrijwaarde kamer zal ruimschoots voldoen. Als vuistregel voor de instelling geldt nu dat de spanning op de loper van P2 ongeveer 0,5 V hoger moet zijn dan de spanning op de loper van PI. Absoluut gezien, dus gemeten ten opzichte van de 0 van de schakeling, moeten de spanningen ergens tussen 1 en 3 V liggen. Het verdere testen van de schakeling zal met enige zelfopoffering gepaard moeten gaan. Echte experimenteerlustigen kunnen natuurlijk de gaskraan opendraaien, maar andere testmethoden zijn ook te bedenken, afhankelijk overigens van het type sensor. Het nuttigen van enige rookwaren of alkoholische drank (denk erom, het alkoholpercentage niet te laag kiezen), kan een verhelderend inzicht over het funktioneren van de schakeling geven. Is de gevoeligheid te groot, dan

moet het spanningsverschil tussen de lopers van P1 en P2 vergroot worden. Bij een te lage gevoeligheid verkleinen we deze spanning. Nog wat puntjes tot slot: vanwege het relatief hoge stroomverbruik hebben we gekozen voor een netvoeding met Tr1 en B1. Aangezien deze soort schakelingen juist ook in het vrije veld wordt gebruikt, is het ook mogelijk een 12 V (auto)akku aan te sluiten, bijvoorbeeld via het kontakt van de sigaretteaansteker. De transformator mag dan gewoon blijven zitten, als u er maar aan denkt dat de schakeling niet tegelijk op het lichtnet en op de autoakku aangesloten mag zijn.

Een autodynamo — tien jaar geleden nog een bijzondere voorziening die slechts tegen meerprijs verkrijgbaar was — behoort tegenwoordig tot de standaarduitrusting van een personenauto. De huidige autodynamo is in feite een draaistroomgenerator. Maar waarom levert de autodynamo wisselspanning? De akku en de andere elektrische voorzieningen werken immers op gelijkstroom? Welnu, de stroom die door deze moderne dynamo's geleverd wordt blijft niet lang draaistroom. In de behuizing van de dynamo bevinden zich zes dioden die de stroom gelijkrichten; maar daarover straks meer. Dat een (auto-)dynamo spanning kan opwekken, berust op het feit dat in een spoel een spanning ontstaat wanneer de spoel zich beweegt in een magnetisch veld. In de dynamobehuizing bevinden zich drie spoelen (zie figuur 2). Op de as van de dynamo is echter niet, zoals in de tekening, een permanente magneet gemonteerd, maar een elektromagneet van een bijzondere konstruktie. De spoel van deze zogenaamde klauwpoolmagneet bevindt zich op de as, en wel zo, dat de noord- en de zuidpool in de lengterichting van de as wijzen. De beide klauwplaten buigen het magneetveld echter af naar

de autodynamo de omtrek van de konstruktie. De ene plaat geleidt de noordpool en de andere de zuidpool. Omdat magnetische velden altijd tussen

een noordpool en een zuidpool liggen, ontstaat tussen de klauwen een reeks van magneetvelden. Langs elk van de drie vaste spoelen

passeert afwisselend een noord- en een zuidklauw, en bij elke wisseling ontstaat in de spoel een halve periode. Per omwenteling van de as

snaarschijf

aansluitklemmen D+, D F , D -

is het aantal opgewekte wisselstroomperioden gelijk aan het aantal klauwen per plaat (zes in figuur 4). Omdat er drie spoelen zijn ontstaan dus per omwenteling 18 positieve en 18 negatieve periodehelften. Ten opzichte van elkaar zijn deze spanningen in de tijd verschoven (ongeveer 120°). Het verloop van de 36 periodehelften, die samen de draaistroom vormen, is in figuur 5 getekend; een echte wirwar. De zes ingebouwde vermogensdioden ontwarren het geheel, zodat uiteindelijk een gelijkstroom ontstaat. Van de drie dioden die naar de pluspool van de akku gericht zijn geleidt steeds die, waarvan de bijbehorende spoel op dat moment de hoogste spanning levert. Van de drie dioden aan de minpool geleidt

degene die aan de spoel hangt met de meest negatieve spanning. In figuur 7 zien we de " s o m " van de drie spoelspanningen (preciezer: de omhullende, vergelijk maar eens met figuur 5). Deze spanningen zijn gemeten ten opzichte van de gemeenschappelijke aansluiting van de drie spoelen. De uitgangsspanning wordt echter afgenomen tussen de klemmen e en e. Deze spanning ziet er uit zoals is getekend in figuur 8. De positieve en negatieve spanningen kunnen nu bij elkaar worden opgeteld. De golfvorm die dan ontstaat is al bijna een gelijkspanning. Kortom: de dioden werken slechts de grootste rimpels van de draaistroomperioden weg. De resterende rimpelspanning geeft weinig proble-

men, omdat deze (bij zes klauwen per plaat) een frekwentie heeft van ongeveer 600 Hz (als de motor stationair draait en de dynamo dus ongeveer 1000 t / m maakt). Als de dynamo niet ontstoord is, kan dit wel storing veroorzaken op de autoradio (vooral op de middengolf en de lange golf). De zes dioden voorkomen ook dat bij stilstand van de dynamo stroom uit de akku kan lopen naar de wikkelingen. Behalve de zes vermogensdioden bevinden zich in de dynamobehuizing ook nog drie zogenaamde rotordioden. Deze voeden de wikkeling van de klauwpoolmagneet door een deel van de uitgangs(draai)stroom gelijk te richten. De stroom wordt overgebracht met behulp van (meestal twee) sleepringen. Deze sleeprin-

Figuur 1. De moderne draaistroomdynamo onderscheidt zich van het gelijkstroomtype door een relatief korte, maar tamelijk brede behuizing. Verder is het elektrische gedrag van de draaistroomdynamo gunstiger en de slijtage geringer. Figuur 2. Het principe van de draaistroomopwekking. Als de magneet draait, ontstaan spanningen in de drie opneemspoelen (statorwikkelingen). Hierbij ontstaan drie wisselspanningen. De perioden van de drie wisselspanningen volgen elkaar op met een geringe tijdvertraging of, beter gezegd, met een fazeverschuiving van 120°. Figuur 3. Bij draaistroomdynamo's bestaat de magneet uit een spoel waar een stroom doorheen loopt. Het magnetische veld wordt door twee klauwvormige platen naar de buitenrand afgebogen. Figuur 4. Tussen elk paar aangrenzende klauwen ontstaat een magneetveld. Langs de omtrek ontstaan dus evenveel magneetvelden als er klauwen zijn. Figuur 5. Door zijn bijzondere vorm wekt de klauwpoolmagneet per omwenteling in elk van de spoelen meerdere wisselspanningsperioden op, in dit geval zes. In totaal ontstaan er 18 positieve en 18 negatieve halve perioden.

cx^

Foto. Een gedemonteerde draaistroomdynamo. Tussen de twee helften van de behuizing zien we de klauwpoolmagneet en de spoelen. De wikkelingen van de drie spoelen zijn over de gehele omtrek verdeeld; in werkelijkheid is de konstruktie dus minder eenvoudig dan de tekst suggereert, (foto: Bosch) spanning van de drie spoelen

V4

Figuur 6. Het schema van de dynamo. Met behulp van zes vermogensdioden w o r d t bereikt dat de opgewekte wisselspanningen worden gelijkgericht.

gemeenschappelijke aansluiting van de spoelen

Figuur 7. Zo ziet de totale, door de drie spoelen geleverde spanning (de omhullende) er uit. Dit is gemeten ten opzichte van de gemeenschappelijke aansluiting van de drie spoelen. In de praktijk w o r d t deze aansluiting echter niet gebruikt. Figuur 8. De uitgangsspanning tussen de plus- en de m i n k l e m (massa) van de draaistroomdynamo.

omhullende ven draaispanning

*/WY\/YVW/YYYYWW WAAAWAA/^AAAAWAA/ 270 draaiingshoek

8

gen zijn, in tegenstelling tot de koliektors van gelijkstroomdynamo's, glad en hebben geen omschakelfunktie. De borstels hebben dan ook een zeer grote levensduur. Verder is de draaistroomdynamo bestand tegen hoge toerentallen. Via een overbrenging wordt hij door de motor aangedreven en zelfs wanneer deze laatste stationair draait, maakt de dynamo al voldoende toeren om de akku te kunnen laden. Tussen de rotordioden en de borstels is de regelaar geschakeld, die tegenwoordig meestal elektronisch is uitgevoerd. Deze past de stroom door de wikkeling van de klauwpoolmagneet zodanig aan dat de uitgangsspanning van de dynamo min of meer konstant blijft, ongeacht de geleverde stroom en het toerental. Tussen de regelaar en de pluspool bevindt zich nog een laadkontrolelampje dat oplicht als de spanning bij de regelaar te laag wordt. Dit betekent dat de dynamo stilstaat, of dat er iets niet in orde is. In dat geval moet men de spanning van de Vsnaar kontroleren (bij indrukken met de duim mag de snaar niet meer dan 1 cm meegeven), en nagaan of de borstels soms versleten zijn; veel meer kan er bij de dynamo eigenlijk niet mis gaan. In principe kan de autodynamo geen spanning opwekken als de akku niet is aangesloten. Dat is eenvoudig te verklaren: het magneetveld dat voor het opwekken van de stroom noodzakelijk is, komt pas tot stand als de klauwpoolmagneet door de akku van stroom voorzien wordt. In de praktijk is echter altijd een gering restveld aanwezig (remanent magnetisme), dat ervoor zorgt dat de dynamo zich zelf dan bekrachtigt. Het is echter raadzaam om een draaistroomdynamo nooit zonder akku te laten lopen.

Met digitale signalen kun je veel doen. Computers bijvoorbeeld kunnen er niet buiten, maar ook voor het opwekken van allerlei soorten geluid zijn ze uitstekend geschikt. Blokgolven zijn namelijk veel gemakkelijker op te wekken en te bewerken dan de ingewikkelde golfvormen van "natuurlijk" geluid. Dat komt omdat een blokgolf maar twee waarden heeft: nul of één. Ter illustratie hebben wij een eenvoudige schakeling ontworpen, die met behulp van slechts acht NAND-poorten het geluid van een krekel dusdanig natuurgetrouw imiteert, dat een professionele synthesizer of zelfs een echte krekel zich er niet voor zou hoeven te schamen. Behalve leerzaam is het apparaat ook erg leuk: omdat het geluid is samengesteld uit zeer hoge frekwenties, is de geluidsbron moeilijk te lokaliseren. Dolle pret in de slaapkamer dus. . .

De schakeling — in t h e o r i e . . . Wat we met de schakeling willen bereiken, is een meervoudige amplitudemodulatie van een toon over een bereik van enkele kHz. Dat wil zeggen, dat het oorspronkelijke signaal (een hoge toon) in het ritme van diverse aanmerkelijk lagere frekwenties telkens wordt onderbroken. Dat is noodzakelijk, omdat het geluid van een krekel geen zuivere fluittoon is: het geluid klinkt "ruwer". In onze schakeling bootsen we dat na door de grondtoon van 4 kHz te moduleren met een blokgolf van 20 Hz, zodat twintig maal per sekonde de toon wordt in- en uitgeschakeld. Daarvoor is een tweede oscillator nodig. Het snerpende geluid dat zo ontstaat zou eventueel geschikt zijn voor inbouw in een reiswekker; als imitatie van een krekel is het armza-

krekel lig. De kleine groene wezentjes produceren dit geluid namelijk met tussenpozen, vier maal per sekonde. Voor ons geen probleem: een derde oscillator met een frekwentie van 4 Hz moduleert het geluid nogmaals. Dan zijn we er nog niet: een echte krekel pauzeert af en toe. Misschien om uit te rusten, of om te wachten op het antwoord van soortgenoten; de biologen onder onze lezers zullen het wel precies weten. Nu we de truuk eenmaal door hebben, is ook hier de oplossing niet zo moeilijk: een vierde oscillator, met een periodeduur van enkele tientallen sekonden, onderbreekt regelmatig het signaal. De door deze oscillator geleverde blokgolf is asymmetrisch. Dat is gedaan omdat over het algemeen de rustpauzen, die de diertjes zich gunnen, langer zijn dan de aktieve periodes. Het blokschema (figuur 1) vormt een samenvatting van bovenstaand verhaal: vier oscillatoren en drie modulatoren, dat is alles wat we nodig hebben. Figuur 2 geeft een indruk van de ingewikkelde golfvorm van

het uiteindelijke signaal, leder " b l o k " blijkt, als het wordt uitvergroot, te bestaan uit een aantal blokken die ieder voor zich ook weer bestaan uit een aantal blokken, enzovoorts. In een dergelijk signaal vindt een oscilloskoop een groot aantal "aanknopingspunten" voor de synchronisatie van de tijdbasis; het is dan ook moeilijk te onderscheiden, welke frekwentie op een bepaald ogenblik op het scherm zichtbaar is. Figuur 3 verduidelijkt, hoe een NAND-poort kan worden gebruikt als modulator. In logische schakelingen komt "moduleren" neer op in- of uitschakelen: de modulatie is altijd 100 procent. Onder het schemasymbool van de NANDpoort staat de bijbehorende waarheidstabel. Uit zo'n tabel kun je aflezen hoe de uitgang van een poort zich gedraagt bij alle mogelijke kombinaties van ingangsnivo's. Als ingang a "laag" is, kan ingang b hoog of laag springen: de uitgang blijft altijd "hoog". Pas als ingang a " h o o g " is, volgt de uitgang het nivo van ingang b; dat uitgangssignaal is dan wel in tegenfaze met het

ingangssignaal. Zo kan dus een blokgolf met een lage frekwentie op de ene ingang een signaal op de andere ingang in- en uitschakelen.

. . .En in de praktijk Figuur 4 geeft het volledige schema. Poort N1 vormt met R1, P1 en C1 de oscillator met de hoogste frekwentie (4000 Hz). Dit is een simpele, maar zeer bedrijfszekere oscillatorschakeling, die al vaker in Elexontwerpen is toegepast. De schakeling rond N2 is vrijwel identiek; alleen heeft C2 een grotere waarde dan C1, waardoor de frekwentie lager ligt, op ongeveer 20 Hz. In N4 wordt de van N1 afkomstige frekwentie door die van N2 gemoduleerd. N3 produceert een signaal van 4 Hz, dat via N5 de uitgang van N4 moduleert. Voor de laatste oscillator (N7/N8) zijn wat meer komponenten nodig, omdat het signaal asymmetrisch moet zijn. Met P4 kan de verhouding tussen aktiviteit en stilte worden ingesteld. Door de aanwezigheid van de

Figuur 1. Het blokschema met de oscillatoren en de modulatoren vormt een regelmatig patroon, dat w e ook terugvinden in het uitgangssignaal. Figuur 2. De golfvorm van het uitgangssignaal is nogal gekompliceerd en onmogelijk in een enkele afbeelding te "vangen".

01 w

Ml

02

Figuur 3. Een IMAND-poort met zijn waarheidstabel. Signaal b w o r d t door signaal a gemoduleerd: het resultaat verschijnt aan uitgang c.

M2

03

M3

r£> tl <2 t3 t4

0 U 1

0 1

ü

1 1 1

1

1

0

HU

04

enkele tientallen sekonden

4 kHz

twee dioden kiezen laad- en ontlaadstroom van C8 twee verschillende wegen: de weerstand die ieder op zijn weg ontmoet, bepaalt de tijdsduur van het laden of ontladen.

De op de uitgang van N6 aangesloten piëzo-zoemer verbruikt weinig energie en geeft een duidelijk hoorbaar signaal in het frekwentiebereik van onze krekel. De uitslag van het membraan (en

dus het vermogen van de zoemer) kan worden verdubbeld door nog een poort aan de "eindversterker" toe te voegen. Daarvoor zou een derde IC nodig zijn. Om dat te voorkomen geeft

figuur 5 een variant op de schakeling: de asymmetrische oscillator heeft hier maar één poort nodig. De voeding kan worden verzorgd door een 9-voltbatterij.

-2r-4

*\3

®

©

IC1

IC2

0

0

Eg

iook\

100 H 16V

|

*9

—co— C1 ei

T 9V

JT

10n

NI . . . N 4 = I C 1 =4093 N 5 . . . N 8 = IC2 = 4011 JT

Figuur 4. Het schema van de krekel: vier oscillatoren en drie modulatoren. De vierde oscillator (N7/N8) is anders opgebouwd: door de dioden nemen laad- en ontlaadstroom een verschillende weg. Het uitgangssignaal is daardoor asymmetrisch. Figuur 5. Een variant op figuur 4: de zoemer is geschakeld tussen de ingangen en de uitgang van een als inverter geschakelde IMAND poort. Het uitgangsvermogen wordt daardoor verdubbeld. De vierde oscillator werkt nu met één NAND-poort. Overigens is de geluidssterkte van de in figuur 4 afgebeelde versie in de meeste gevallen ruim voldoende. Figuur 6. De schakeling van figuur 4, gemonteerd op een kleine Elex-print. Voor wat betreft de miniaturisatie heeft moeder natuur een ruime voorsprong op de mikroelektronica.

C2 i o O k \ ' 1M '16V

Onderdelenlijst R1,R2,R3 = 10 kQ R4 = 47 kQ P1,P2,P4 = 100-kQinstelpotmeter P3 = 500-kQ-instelpotmeter C1 = 10 nF C2.C3 = 1 fjF/16 V C4 = 47 H F / 1 6 V C5 =

N5 . . . N8 = IC2 = 4093

100/JF/16 V

D1.D2 = 1N4148 IC1 = 4093 IC2 = 4011 BZ = piëzo-zoemer Toko PB2720 1 Elex-print, formaat 1 Geschatte bouwkosten zonder batterij en behuizing: ca. f20,-

Afregeling Als er bij de montage geen fouten zijn gemaakt, is meetapparatuur bij het afregelen overbodig: de zoemer geeft alle noodzakelijke informatie. Voordat deze namelijk aan pin 3 van N6 wordt aangesloten, wordt hij eerst verbonden met: 1. pin 3 van N1. Draai aan PI, totdat de pieptoon zo luid mogelijk klinkt. 2. pin 11 van N4. Probeer met P2 een "schurend" geluid te produceren. 3. pin 4 van N5. P3 zorgt voor het juiste " r i t m e " : ongeveer 4 Hz. 4. pin 3 van N6. Regel P4 zo af, dat de krekel om de 20 of 30 sekonden 3 of 4 sekonden aktief wordt. De schakeling kan dan definitief worden ingebouwd. Zorg voor een stevige behuizing: een slapeloze huisgenoot zal er misschien niet al te zachtzinnig mee omgaan!

Hi-Fi-stereo in de auto wordt zo langzamerhand iets doodgewoons. Wie ook in het achterkompartiment van zijn voertuig twee luidsprekers monteert, kan zelfs het kleinste wagentje omtoveren in een ruime concertzaal. Helaas is niet iedereen daarvan gediend: als opa en oma meerijden zal het geluidsniveau achterin omlaag moeten worden gebracht. Daarvoor zijn regelaars in de handel. Dat zijn gewone draadgewonden potmeters. Ze zetten een flink gedeelte van het muziekvermogen om in warmte en veroorzaken bovendien vaak kraakstoringen. Een goed en goedkoop alternatief is een omschake-

luidsprekerschakelaar voor de auto eerste gezicht nogal ingewikkeld uit (figuur 2). Dat komt ook omdat het dubbel uitgevoerd is: voor het linker en het rechter kanaal worden aparte sekties van de schakelaar gebruikt. Wie even de moeite neemt de weg te volgen die het versterkersignaal neemt bij de diverse standen van de schakelaar, zal zien dat het allemaal best slim in elkaar zit. In stand 3 worden de twee luidsprekers in serie gescha-

laar: die stuurt alle vermogen naar de luidsprekers en is veel minder storingsgevoelig. Traploze regeling van de voor-achter-verhouding is er natuurlijk niet mee mogelijk, maar met een driestandenschakelaar en wat denkwerk kom je toch een heel eind. Naar keuze kunnen alleen de luidsprekers voor, alleen de luidsprekers achter, of alle luidsprekers tegelijk worden ingeschakeld (figuur 1). Het schema ziet er op het

1 •» luidsprekers voor 2 *luidsprekers echter

i

1 3 2?

I

Itfrs Os-l 1 « n O,

3 « ille luidsprekers

if

mM

#

J--&-J. 2? °5~|

_i

'

\x •tf Figuur 1. Met een driestandenschakelaar kunnen w e het stereogeluid in de auto krijgen waar w e het hebben w i l l e n . Figuur 2. Het schema van de omschakelaar. De schakelaar heeft vier moederkontakten met ieder drie standen. In stand 3 zijn alle luidsprekers ingeschakeld. Figuur 3. Het bedradingsschema van de schakelaar. Alle aansluitingen zitten op de achterkant van de schakelaar.

:tó m

W radio {luidsprekeraansluitingen rachti}

'3=

M

ra? r*s. \ri

fiV

radio (luidspreker aansluitingen links)

=6'

keld. Als die elk een impedantie hebben van 4 Q (een gebruikelijke waarde voor autoradio's), dan bedraagt de totale impedantie die de versterkeruitgang "ziet" 8 Q. Volgens de wet van Ohm moet daardoor het vermogen gehalveerd worden. In de praktijk valt dat niet of nauwelijks op, ook al door de betere spreiding van het geluid. Het zou riskant zijn de twee luidsprekers parallel te schakelen: bij een afsluitimpedantie van 2 Q is het niet denkbeeldig dat de versterker overbelast wordt. Figuur 3 laat de praktische uitvoering zien. We hebben een schakelaar nodig met vier moederkontakten, die ieder drie schakelkontakten bedienen ( 4 x 3 standen). Het interieur van een auto is niet de meest ideale werkplek voor het bedraden van dit soort schakelaars; dat kunt u beter thuis doen. Let er bij het solderen op, dat er geen ongewenste doorverbindingen ontstaan door soldeersliertjes of uitsteken de draadjes. Knip alle draden op een lengte van ongeveer 10 cm af en bevestig ze in een plastic kroonstrip met twaalf aansluitingen. De uiteindelijke montage in de auto is dan erg eenvoudig. Noteer wel even waar de verschillende aansluitingen van de kroonstrip naar toe moeten! Erg belangrijk voor een goede stereo-indruk is de polariteit van de luidsprekers. In figuur 3 is die aangegeven met " + " en "—". Als die symbolen niet op de luidspreker staan, zijn de aansluitingen met een kleur gekodeerd: meestal rood voor " + " en zwart of blauw voor "—".

soldeerpistool uit de rom meidoos Aanleiding was eigenlijk het uitmesten van de knutselhoek. De oude transformator stamde uit een buizenradio en was nog te goed om weg te gooien. Maar ja, wat doe je zoal met een sekundaire spanning van 250 V? Dus toch maar in de vuilnisbak? Dat dat niet gebeurd is, moge blijken uit de foto's bij dit verhaal. We vonden een andere toepassing voor die trafo: als soldeerpistool. Bij een dergelijk stuk gereedschap bestaat de " p u n t " uit een gebogen draad waardoor een grote stroom loopt. Door de stroom wordt de draad in zo'n 20 sekonden verhit tot een temperatuur die geschikt is om ermee te solderen. Door die opwarmtijd zal een soldeerpistool niet zo makkelijk een gewone soldeerbout kunnen vervangen. Moeten een aantal verbindingen met korte tussenpozen gemaakt worden, dan wordt de opwarmtijd al gauw als hin-

derlijk ervaren. Maar voor even gauw een solderinkje tussendoor is het een ideaal instrument.

Bouwen Een geschikte slooptrafo moet minstens 100 Watt (of 100 VA, volt-ampère) kunnen leveren. Meestal staat dat gegeven er niet (meer) op, maar de afmetingen van het blikpakket zeggen voldoende. Een centimeter of acht in het vierkant en drie centimeter dik is goed, meer mag natuurlijk ook. De oude sekundaire wikkeling moet verwijderd worden omdat die vervangen gaat worden door een wikkeling met weinig windingen en van zeer dik draad. Die nieuwe wikkeling moet namelijk een zeer lage uitgangsspanning leveren maar wel bij een zeer grote stroom, de stroom die we voor het verhitten nodig hebben. Dat dat kan volgt uit de formule vermogen (P) = spanning (U) x stroom (I)

Figuur 1. Een erfstuk uit vroeger jaren: de trafo van een oude buizenradio. Maar die 250 V anodespanning is in het tijdperk van transistoren en mikro elektronica niet meer bruikbaar.

Figuur 2. Het zwaarste werk is hier achter de rug. De sekundaire wikkelingen (250 V en 6 V gloeispanning) zijn verwijderd. De primaire w i k k e l i n g mag absoluut niet beschadigd worden omdat hier ook later 220 V netspanning op komt te staan. De zekeringhouder en spanningskiezer behouden hun funktie. Figuur 3. De nieuwe sekundaire w i k k e l i n g bestaat uit vier w i n d i n g e n extra dik " t w e e lingsnoer" dat normaal gebruikt w o r d t voor het aansluiten van luidsprekers. Het aanbrengen van de w i k k e l i n g kan zonder de kern uit elkaar te halen. Bij het pistool w o r d t de draad stevig vastgeklemd op twee stroken aluminium van minstens twee millimeter dik. Houd er rekening mee dat de kabel en het aluminium nog behoorlijk w a r m kunnen worden. De aan/uit-schakelaar komt aan de 220-V-kant.

Figuur 4. De maten van het handvat. Om een goed kontakt tussen de draden en het alum i n i u m te krijgen, is het kontaktvlak zo groot mogelijk gemaakt. Met klemplaatjes zit de draad vastgeklemd. Figuur 5. En hier is het gereedschap gereed. Om een fijn soldeerpuntje te krijgen werd de draadbeugel op de betreffende plaats met een hamer platgeslagen. Stoken maar.

£9

J * m§.

W:

De (bijvoorbeeld) 100 W die onze trafo kan leveren, kan dus het produkt zijn van 0,45 A bij 220 V, in dit geval de primaire stroom en spanning, of van 100 A bij 1 V, een stroom en spanning die we sekundair zouden kunnen maken door het juiste aantal windingen te kiezen. Het verwijderen van de oude sekundaire wikkeling kan nogal lastig zijn. Met een scherp hobbymes kan men de isolatie en de koperdraden doorsnijden. Dat gaat in het begin vrij eenvoudig, maar gaandeweg moet erop gelet worden dat bij het bereiken van de primaire wikkeling daarvan de isolatie en het koper niet beschadigd wordt. Mocht dat onverhoopt toch gebeuren, dan is de trafo levensgevaarlijk geworden en moeten we hem alsnog weggooien. Overigens liggen bij sommige typen trafo's de primaire en sekundaire wikkeling niet over maar naast elkaar, dus daar is het hiervoor genoemde gevaar minder aanwezig. In figuur 2 zien we de trafo waarvan de sekundaire wikkeling verwijderd is. Eventueel kan nog een extra laag isolatieband aangebracht worden.

De nieuwe sekundaire wikkeling moet bestaan uit 3 a 4 windingen van het allerdikste koperdraad. Wij gebruikten superdikke luidsprekerkabel die bestond uit twee parallelle draden van elk 4 mm 2 . Overigens moet die draad zo dik zijn, omdat anders teveel warmte in de koperweerstand verloren gaat, terwijl we de warmte juist in de punt van het soldeerpistool willen hebben. Van dat koperdraad hebben we ongeveer 1,20 tot 1,40 meter nodig. Er wordt zo gewikkeld dat de sekundaire wikkeling in het midden zit. Door het geringe aantal windingen is het niet nodig de kern uit elkaar te halen. Beide uiteinden van de draad worden over een klein stukje van de isolatie ontdaan waarna de koperadertjes in elkaar worden gedraaid. Geïnteresseerden kunnen nu de sekundaire spanning meten, waarbij uiteraard de nodige voorzichtigheid met de primaire 220 V netspanning betracht moet worden. Bij ons proef model kwamen we op een sekundaire spanning van 1 V; de trafo had dus een overzetverhouding van 220:1. De handgreep van het

pistool (figuur 4) werd uit 19-mm-dik multiplex vervaardigd. Het beste kunnen de randen met een rasp of grove vijl afgerond en met schuurpapier nabewerkt worden, zodat de greep prettig in de hand ligt. Een echt fraaie afwerking, iets waar wij ons overigens de tijd niet voor gegund hebben, verkrijgt men door het hout te plamuren en te schilderen. De punt van ons pistool werd vervaardigd uit 1 mm dik draad. Niet-geïsoleerde koperdraad of verzinkte ijzerdraad is hiervoor geschikt. De hoogste temperatuur treedt op op de dunste plek van de draadbeugel, en dat is zo aan de punt. De kontaktplaten, vervaardigd uit 2-mm-dik aluminium, moeten goed

kontakt maken met de draadbeugel en de aansluitdraden. Omdat op aluminium altijd een dun isolerend oxydelaagje aanwezig is, moeten de verbindingen met stevige schroefverbindingen gemaakt worden. Hoe slechter de verbinding, des te hoger zal de overgangsweerstand zijn en des te heter wordt het aluminium. Tot slot wordt de transformator in een gesloten kastje ingebouwd, om gevaarlijke toestanden te voorkomen. Het kan geen kwaad om voor de aanvang van dat karwei de netspanningsregels voor in dit nummer er nog eens op na te slaan. Met een zware voetschakelaar in de 220-V-leiding kan het pistool in- en uitgeschakeld worden. Dat het scha-

keien alleen in de primaire leiding mogelijk is, moge blijken uit de stroom die bij ons prototype door de draadbeugel liep: 150 A. Een "gewone" schakelaar zou bij dergelijke stromen direkt vastsmelten. Bij het gebruik van het pistool dient er overigens op gelet te worden dat het niet al te lang achtereen aanstaat. Na 1. . .2 minuten moet het even de tijd krijgen om af te koelen. Perfektionisten kunnen als extra "feature" hulpverlichting inbouwen. Gebruik daarvoor één of twee (parallelgeschakelde) 3,5-Vlampjes. De voeding van de lampjes kan vanuit dezelfde transformator verzorgd worden. Daarvoor moeten een aantal (10. . .15) extra windingen van dun geïsoleerd

polariteitsbeveiliging In het mei-nummer van dit jaar hebben we al een aantal polariteitsbeveiligingen gepresenteerd: eenvoudige diodeschakelingen, bedoeld om gevoelige elektronica te beschermen tegen een verkeerd ingezette batterij. Na maandenlange intensieve research, waarvoor kosten noch moeite gespaard zijn, hebben we nu iets nog veel mooiers voor u: een beveiliging, die niet alleen beschermt, maar ook korrigeert. De verkeerd ingezette batterij kan gewoon blijven zitten, het aangesloten apparaat werkt toch. Hoewel het hier een schakeling betreft die aantoonbaar slimmer is dan sommige gebruikers, kon het geheel toch met een minimum aan onderdelen worden gerealiseerd: zelfs een mikroprocessor hadden we niet nodig (figuur 1). Kenners zullen opmerken, dat het -ïï schema wel iets weg heeft van een bruggelijkrichter: o dat is het dan ook. Bij zo'n oi schakeling liggen de plus en

1

f^E -© NAAR VERBRUIKER

T_A

-©

*F

-©

&

i

S. de min steeds aan dezelfde uitgangen, ongeacht de richting van de ingangsspanning. Een nadeel van deze schakeling mogen we niet verzwijgen: het spannings-

NAAR VERBRUIKER

-® verlies, dat bij een beveiliging met één diode ongeveer 0,7 volt bedraagt, kan hier oplopen tot 1,4 volt. De stroom moet immers altijd twee dioden passeren. Eigenlijk komt het er op

koperdraad aangebracht worden. Hoeveel precies hangt af van de gebruikte trafo, maar de lampjes mogen uiteraard niet te fel branden. Doen ze dat toch, dan vermindert men eenvoudig het aantal windingen. Behalve dat de lampjes de soldeerplaats verlichten, geven ze ook aan of het pistool al dan niet ingeschakeld is. Een nuttig gegeven, want al is hier geen wapenvergunning voor nodig, bij onoordeelkundig gebruik kun je jezelf of anderen er nog behoorlijk mee bezeren.

neer, dat één van de batterijen bijna uitsluitend wordt gebruikt om de dioden op te warmen. Bij een voedingsspanning van 12 volt of meer hoeft dat geen onoverkomelijk bezwaar te zijn; voor lagere spanningen is deze beveiliging niet aan te raden. Een andere bijzondere schakeling is die van figuur 2. Het is een "gewone" beveiliging: als de batterij verkeerd wordt aangesloten, spert D1. Nu is het zo, dat een diode' in sperrichting toch nog wel een beetje stroom doorlaat. Bij een zeer hoogohmige verbruiker (bijvoorbeeld een CMOS-IC) kan de verkeerd gepoolde spanning dan zo hoog oplopen, dat er een onderdeel sneuvelt. Om dat te voorkomen is D2 aangebracht: die gaat geleiden zodra de "omgekeerde" spanning hoger oploopt dan 0,7 volt. Met de aangesloten schakeling kan er dan niets meer gebeuren. Ook voor deze twee schakelingen geldt natuurlijk, dat het spanningsverlies beperkt kan worden door germaniumdioden te gebruiken in plaats van de meer gangbare siliciumdioden.

kursus ontwerpen deel 10

Nee, de kondensator wordt voor heel wat nuttiger taken aangesteld in de elektronica-techniek. Laten we eens wat voorbeelden bekijken.

1

De kondensator wordt door korte spanningspulsen opgeladen. Weerstand R begrenst de laadstroom door de diode. De diode verhindert ontladen van de kondensator via de ingang. Elke spanningspuls (eigenlijk een laadstroom-puls) doet dus de kondensatorspanning stijgen. Een voltmeter over de kondensator wijst dan een trapspanning aan:

In de vorige aflevering hebt u reeds kennis kunnen maken met een veelgebruikte elektronica-komponent: de kondensator. We zijn begonnen met het "watermodel" en hebben kunnen konkluderen dat een kondensator de eigenschap heeft elektrische energie op te slaan in de vorm van lading. Wanneer we een konstante (gelijk)stroom naar de kondensator toe sturen, laadt deze zich op. De spanning er over stijgt dan rechtevenredig met de verzamelde hoeveelheid lading. De formule voor de kondensatorspanning bij opladen luidt: U

ht C

U stelt de kondensatorspanning voor (V), I de laadstroom (A), t is de verstreken tijd (s) en C is de kapaciteitswaarde van de kondensator (F). Het spanningsverloop wordt dus bepaald door een aantal faktoren. Hoe hoger de stroom I, of hoe langer de verstreken laadtijd t, des te groter wordt de kondensatorspanning. Van de andere kant geldt, dat een grotere kapaciteit C een lagere spanning oplevert. Het duurt immers langer, oftewel er is een grotere stroom nodig om de kondensator " v o l " te krijgen. De kapaciteitsgrootte wordt uitgedrukt in farad, afgekort F. Eigenlijk is de eenheid "farad" wat groot bemeten voor doorsneegebruik. Gewoonlijk worden kondensatoren van 1 pF (1 picofarad = éénbiljoenste farad) tot 1 ^F (1 mikrofarad = één-miljoenste farad) toegepast. Boven 1 JUF worden doorgaans elektrolytische kondensatoren gebruikt. Door een speciale konstruktie kunnen hiermee zeer grote kapaciteitswaarden tot wel 20.000 fiF bereikt worden. Voor het ontladen van een kondensator kunnen we ook een formule opstellen: I =

ingangsspanning

Omdat de spanning bij elke puls met hetzelfde bedrag stijgt, geeft de uitlezing de totaalstand van het aantal pulsen aan, een soort pulsteller dus. Zonder de diode zal de kondensator tijdens de spanningspulsen bijgeladen worden en tijdens de pauze-duur (ingangsspanning 0 V) ontladen worden via dezelfde weerstand R. Het effekt hiervan is, dat de pulsvormige ingangsspanning uitgemiddeld wordt. Een spanning met brede positieve pulsen en korte pauze geeft een hoge gemiddelde waarde, terwijl een signaal met relatief brede pauze-pulsen een lage gemiddelde waarde oplevert.

o

0 o-

X

}

u c

Uitgedrukt in woorden: een kondensator met kapaciteit C, die opgeladen is tot een spanning U, levert bij ontlading een stroom I over een tijdsduur t. Deze formule is echter niet bepaald praktisch: de belasting mag hier geen invloed ondervinden van de dalende kondensatorspanning, maar ja, het gaat nu eenmaal om het principe. Wanneer we de kondensator alleen als energie-opslagplaats beschouwen, is deze voor die taak niet zo bijster geschikt. Een NiCd-monocel van 1,2 V/4 Ah bevat evenveel energie als een kondensator van 24.000 F (!) bij 1,2 V. Daar komt dan ook nog bij, dat een akku de klemspanning langer konstant houdt.

ngangsspanmng

uitgangsspanning

Een dergelijke schakeling noemt men een integrator. Integreren betekent zoveel als opzamelen, sommeren. Het spanningsverloop hangt af van de duur en de hoogte van de pulsen, en natuurlijk van de waarden van R en C. Toch is een dergelijke passieve integrator niet ideaal. Bij hogere kondensatorspanning loopt er bij gelijkblijvende pulshoogte minder laadstroom per puls, want de spanningsval over de weerstand is kleiner. Met hulp van een transistor kunnen we wel een "echte" integrator maken:

De laadstroom l kond is hier gelijk aan de basisstroom die, met een faktor p versterkt, de kollektorstroom l c oplevert. In feite wordt de laadstroom l kond van de plus via de kollektorweerstand Rc tegengewerkt doordat er meteen een forse kollektorstroom l c door de transistor "weggezogen" wordt. Het effekt hiervan is, dat de uitgangsspanning lineair met de tijd toeneemt. Wanneer men via de basisweerstand een positieve spanning aan de ingang aanbrengt (figuur 4), dan wordt er een extra basisstroom toegevoegd, zodat de kollektorspanning wil dalen. Door de aanwezigheid van de kondensator wordt deze aktie zodanig tegengewerkt, dat de uitgangsspanning lineair daalt. Is het ingangssignaal een pulsvormige spanning, dan daalt de uitgangsspanning gedurende de positieve periode en stijgt gedurende de pauze-periode.

ingangsspanning

Deze schakeling, die al sinds het buizentijdperk bekendheid geniet onder de naam "Miller-integrator", zullen we eerst eens aanpakken zonder ingangsspanning.

uitgangsspanning Ikolluktor)

De kollektorspanning, tevens de uitgangsspanning, is de som van de basis-emitter-doorlaatspanning en de kondensatorspanning: U m , = Uk

0,7 V

Laten we ervan uitgaan, dat de basis-emitterspanning van 0,7 V steeds aanwezig is. Wanneer we deze spanning wederom verwaarlozen ten opzichte van de uitgangsspanning, dan is de uitgangsspanning gelijk aan de kondensatorspanning. We hebben hiermee in feite dezelfde situatie als bij de passieve RC-integrator, met het verschil dat de laadstroom nu door de kollektorweerstand vloeit, niet door de basisweerstand.

Het verloop van de uitgangsspanning is in grote lijnen hetzelfde als bij de passieve RC-integrator, alleen is de spanning omgekeerd (dus een dalende uitgangsspanning bij een positieve ingangsspanning) maar ja, aan dit "op de kop staan" van uitgangsspanningen zijn we bij een emitterschakeling eigenlijk al gewend. Vanwege deze eigenschap spreken we dan ook van een "inverterende integrator". Het voordeel van de Miller-integrator ten opzichte van zijn passieve uitvoering is, dat de op- en ontlaadstroom nu niet meer afhangt van de kondensatorspanning. Zelfs wanneer de ingang kortgesloten is zal de kondensator opgeladen worden; de basis-emitterspanning blijft gehandhaafd via de kondensator.

8

De Miller-integrator maakt dus van een blokvormige ingangsspanning een spanning met hellende flanken. Wanneer de puls- en pauze-duur gelijk zijn, ontstaat een driehoeksspanning.

We kunnen van de driehoeksspanning een zaagtandspanning maken door het ontladen sneller te doen verlopen dan het opladen.

11

Door middel van de koppelkondensator CK wordt het uitgangssignaal ontdaan van de kollektor-gelijkspanning. Wanneer we het uitgangssignaal naar een komparator (een nivo-schakelaar) voeren, kunnen we het blokvormige uitgangssignaal hiervan gebruiken om de Miller-integrator aan te sturen. De zo verkregen driehoeksgenerator oscilleert dan vanzelf.

10 Via de diode, in serie met een beveiligingsweerstand Rv (R moet groter zijn dan Rv) belanden de ontlaadpulsen in versterkte vorm aan de basis, zodat de kollektorspanning snel naar beneden getrokken wordt.

(wordt vervolgd)

Uniek elektronisch tijdrelais

7

Het multifunktionele elektronische tijdrelais MFN van het fabrikaat Schiele (SBIK), dat door Cematic-Electric BV. op de markt wordt gebracht, is in vele opzichten uniek. Het relais heeft in totaal vijf verschillende funkties, die met behulp van mini-DIP-schakelaars in het frontje geselekteerd kunnen worden (opkomendvertraagd, afvalvertraagd, knipperend met impuls aan het begin, knipperend met pauze aan het begin en inschakelwissend). Er kunnen 8 tijdbereiken tussen de 0,05 en 5000 sekonden ingesteld worden. Het relais kan, zonder omschakelen of wijzigen van de klemaansluitingen, aangesloten worden op voedingsspanningen van 24 V tot 240 V (50/60 Hz) en DC, terwijl het eigen verbruik laag is (CMOS-techniek). De twee relaisuitgangen (wisselkontakten) kunnen maximaal 5 A verwerken (380 VAC). Er zijn in het front 2 verschillend gekleurde LED's aangebracht, zodat men altijd kan zien of de voedingsspanning aanwezig is (groene LED) en of dat de uitgang bekrachtigd is (rode LED). Het aansturen van het relais gebeurt met behulp van een extern kontakt of met een 3-draads naderingsschakelaar. Cematic-Electric

BV,

Postbus 377, 7500 AJ

Enschede X198M

;:;:;:;*W:*v:-"-v--

fe

j |

Weerstanden worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrukt. De kleurkode is als volgt:

Hoeveel o h m en hoeveel farad?

Meetwaarden

Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels:

Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen 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 .

= =

(pico) (nano)

M m

= =

(micro) (milli)

k

«• (kilo)

M G

p

j1 _ Om kieur

Ie' 2e cijfer cijfer

\

Bi

1 . i

\ nullen

tolerantie in%

zwart

-

0

bruin

1

1

0

±1%

rood

2

2

00

±2%

oranje

3

3

000

geel

4

4

0000

groen

5

5

00 000

blauw

6

6

(»0 000

-

violet

7

7

grijs

8

8

wit

9

9

goud

-

-

züver zonder

X0.1

±0.5%

t 5%

x0,01

± 10%

-

± 20%

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 Q 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 Q = 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 VA -wattweerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

[1

=

10-12

m m m

10-9 10-6 10-3

= een miljoenste van een miljoenste «• een miljardste »

een miljoenste

=

een duizendste

=

duizend

== (Mega)

m 103 m 106

=

miljoen

=

=

=

miljard

(Giga)

109

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

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 ö - 3900 Q 4 M 7 = 4,7 M F = 0.000 0047 F

Hh

Kondensatoren

zijn kleine ladingreservoirs. 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 ^F, dus tussen J__ 1 : cF ™ en . F). De waarde ï 1.000.000.000.000 " " 1.000.000 ' op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; M 03 - 0,03^F - 30 nF; 100 p (of n100 of n1) - 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 , 4 0 tot f 1,50.

kruising zonder verbinding

afgeschermde kabel

drukknop (open) aansluiting (vast) aansluiting (losneembaar) meetpunt

••• W J S ^ ^ S ^ ^ | ^ Ï ™ ; : - : : : : ; : : : ; : Jj:;:;.:..

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

Elektrolytische kondensatoren

-w-

(eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen tyF en 10.000/iF). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een min-aansluiting, die niet verwisseld mogen w o r d e n . Bij tantaal-e'ko'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 on derdelen lijst 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.

lelijkspanningsbron (batterij, akku) chtgevoelige weerstand

temperatuurgevoelige weerstand

koptelefoon

luidspreker

spoel

Variabele kondensatoren 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.

spoel met kern

transformator

relais (kontakt in ruststand)

potentiometer (potmeter)

draaispoelinstrument

gloeilamp

variabele kondensator stereopotmeter

neonlampje

zekering

>F

Dioden

aangeduid met D, zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze o m , dan sperren ze. In doorlaatrienting valt er over de aansluitingen van een siliciumdiode een spanning van ca. 0,6 V (drempelspanning}. De aansluitingen heten kathode (streepje in symb o o l ! en anode. De kathode is meestal op het huisje van de diode aangegeven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inkeping. Zijn de aansluitingen onbekend, dan kan de diode m.b.v. een lampje en een batterij worden getest. Het lampje brandt alleen als de diode is aangesloten in de getekende richting. lampje

Transistors

Geïntegreerde schakelingen

zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en koliektor. Er zijn N P N - en PN P-transistors. Bij NPN-transistors ligt de emitter altijd aan een negatievere spanning dan de koliektor, bij PNPtypen is dat precies andersom.

meestal afgekort t o t " I C ' s " , bestaan tegenwoordig in zoveel varianten, dat er nauwelijks iets in het algemeen over te zeggen valt. De meeste IC's zijn ondergebracht in een DIL-behuizing (dual-in-line): de bekende zwarte " k e vertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) wat worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. O m vergissingen te voorkomen is pen 1 op het IC altijd gemerkt met een punt of een inkeping o.i.d.

|*

1 T

koliektor

basii f %S \ —RVIV. 1

b NPN

01 """"

*~~r*iL J (+)\

amitttr NPN-transistor

PNP

amitttr

PN P-transistor

r-©-<2>— J

6V

Een kleine stroom die van basis naar emitter loopt, veroorzaakt een (veel) grotere stroom tussen koliektor en emitter. Daarom zeggen w e dat de transistor de basisstroom " v e r s t e r k t " (stroomversterking). Transistors zijn vandaag de dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen.

•c©De belangrijkste technische gegevens van een diode zijn de sperspanning en de maximale stroom in doorlaatrichting. In Elex worden hoofdzakelijk twee typen gebruikt: 1N4148 (sperspanning 75 V, doorlaatstroom 75 m A ) , prijs ca. f 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A ) , prijs ca. f 0,25.

Zenerdiode is een diode die in sperrichting boven een bepaalde spanning (de zenerspanning) niet meer spert. Deze diode slaat dus door zonder daarbij defekt te raken. De spanning die over de diode staat, blijft vrij konstant. Ze zijn verkrijgbaar voor verschillende spanningen (en vermogens). Prijs: vanaf f 0,25.

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

Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien. In schema's en onderdelenlijsten w o r d t uitsluitend het gemeenschappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weergegeven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 741, komt in de volgende " g e d a a n t e n " voor: fiA 741, LM 741, MC 741, RM 741, S N 72741, enzovoorts. Elexomschrijving: 741. Het verdient aanbeveling o m IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).

Symbolen In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NPN) en BC 557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aansluitingen. In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC 547 en BC 557 ook andere typen gebruiken met o n geveer dezelfde eigenschappen: N P N : BC 548, BC 549, BC 107 (108, 109), BC 237 (238, 239) PNP: BC 558, BC 559, BC 177 (178, 179), BC 251 (252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.

In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële tekenafspraken ( D I N , NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens "&", " & 1 " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar én blijft de aansluiting op de in het elektronicaonderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Elex

NEN

Speciale transistoren zijn bijvoorbeeld de fototransitor en de FET. De fototransistor kan opgevat worden als een fotodiode met versterker. De FET is een transistor die met een spanning (dus geen stroom) in geleiding gebracht kan worden. Zo als er bij een transistor N P N - en PNP-typen zijn, zo kennen w e bij FET's N- en P-kanaal-typen.

=0

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

operationele versterker (opamp)

D-poort (EN-poort)

D //

Fotodiodé

4+

- N A N D - p o o r t (NEN-poort)

is eigenlijk een omgekeerde LED; in plaats van licht te geven ontvangt deze diode licht en levert een lichtafhankelijke stroom. Prijs: vanaf ca. f 2,50. N-kanaal J-FET

P-kanaal J-FET OR-poort (OF-poort)

. * Kapaciteitsdiode

Andere aktieve komponenten

^K^

is een diode die, in sperrichting aangesloten, zich als een kondensator gedraagt. De kapaciteit van de kondensator is afhankelijk van de spanning over de diode: een spanningsafhankelijke kondensator dus. Prijs: vanaf ca. f 1 , — .

zijn o.a. de thyristor, de diac en de triac. De thyristor is een diode die met een stuurstroom (gate-stroom) in geleiding gebracht kan worden. De triac werkt als een thyristor, maar dan voor wisselstroom. De diac spert in beide richtingen maar komt boven een bepaalde spanning volledig

- N O R - p o o r t (NOF-poort)

-EXOR-poort (EX-OF-poort)

thyristor

•+

EXNOR-poort (EX-N OF-poort)

I

—