ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1986-39 issue november

kg-converterV ^ voor de autoradio

\

1

krachtvoeding\ goedkope zware jongen

\

mini FM-radio met print

tour de sol 1986\ rijden op zonne-energie j&

\

Doa^ r > ^ ^

4® jaargang nr. 11 november 1986 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-89444, 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) Elex/Elektuur-databank: 24 uur per dag bereikbaar (behalve op maandagmiddag tussen 12.30 en 16.00 uur) voor informatie en bestellingen via computer, modem en telefoon (Viditel-systeem). Tel.: 04402-71850.

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L. Kersemakers Redaktie: J.F. van Rooij (eindred.), RH.M. Baggen, E. de Ruiter, I. Gombos (ass.) Ontwerpafd./laboratorium: J. Barendrecht, G.H.K. Dam, A.M.J. Rietjens, A.PA. Sevriens, J.P.M. Steeman, P.I.A. Theunissen, M.J. Wijffels Redaktiesekretariaat: M. Pardo G.W.R Wijnen Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom

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

Vormgeving/graf. prod.: G.B.S., Beek (L)

Auteursrecht: Niets uit deze uitgave mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, mikrofilm of op welke wijze dan ook zondei; voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgeefster. 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.

Fotografie: J.M.A. Peters

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5100 Aken. Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1986 Printed in the Netherlands Druk: NDB, Zoeterwoude

\A

lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers 10-02 — elex

(1/4 X e u r o f o r m a a t ) 40 m m X 100 m m f 5 , - / B f r s . 99

Techn. illustraties: L.M. Martin

(1/2 X e u r o f o r m a a t ) , 80 m m X 100 m m f 9 , 5 0 / B f r s . 187

Abonnementen: T.H.H. Dewitte Jaarabonnement Nederland België buitenland f 47,50 Bfrs. 980 f 67,50 Studie-abonnement f 3 8 , - (Bfrs. 784) Een abonnement kan op ieder gewenst tijdstip ingaan en loopt automatisch door, tenzij het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige lossenummerprijs geldt). Elex-abonnees ontvangen automatisch 2-wekelijks het vakblad Elektronica A k t u e e l , dè informatiebron voor de elektronicus en een ieder die op middelbaar of hoger nivo werkzaam of studerende is in het brede vlak van de elektronica.

Losse nummerprijs: Nederland f 4,75; België Bfrs. 98 Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Hoofd adv.-exploitatie E.A. Hengelmolen

V7

V o o r het o p b o u w e n v a n Elex-schakelingen h e b b e n w i j specia Ie p r i n t e n o n t w o r p e n . W e h e b b e n niet gekozen v o o r een aparte print v o o r elke s c h a k e l i n g , maar v o o r een s t a n d a a r d p r i n t . Deze s t a n d a a r d p r i n t Is z o d a n i g v a n k o p e r b a n e n en gaatjes v o o r z i e n d a t ze z o w e l v o o r een eigen o n t w e r p als v o o r een uit Elex g e b r u i k t kan w o r d e n . De gaatjes zijn v o l g e n s het genormaliseerde raster 2 , 5 4 m m (1/10 inch) g e b o o r d , z o d a t alle e l e k t r o n i c a - o n d e r d e l e n ( w e e r s t a n d e n , k o n d e n s a t o r e n , IC's, enz.) passen. D o o r e r v o o r te zorgen d a t je een paar Elexp r i n t e n In v o o r r a a d h e b t , k u n je m e t e e n aan de slag als je een bepaalde schakeling w i l b o u w e n . Er hoeven geen speciale, dure p r i n t e n besteld te w o r d e n en je h o e f t o o k niet aan de g a n g m e t bakken etszuur o m zelf een print te v e r v a a r d i g e n . E J e x - p r i n t e n z i j n v<^rkrijgbaar i n d r i e f o r m a t e n : formaat 1

Advertenties: A. Tuitel W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

formaat 4 :::.:•:::.:,., :.:.,•.:- ::::^:.,:: --:;:-:---^^

•;-•;:::,:

,^

m^

^^ _ . i m 11/1 X e u r o f o r m a a t ) , 160 m m X 100 m m f 1 8 , - / B f r s . 355

Voor de " k u r s u s D I G I - t a a l " is een e x p e r l m e n t e e r p r i n t verkrijgbaar: digi-trainer, bestelnr. 83601 f 3 2 , 7 0 / B f r s . 644

•EXPERIMENTEERSYSTEEM' juni 86659 - Basisprint 86660 5 V n e t v o e d i n g juli 86661 - e x p e r l m e n t e e r p r i n t augustus 86717 - +/15-volt v o e d i n g september 86681X - sinusgenerator 86688X - transistor als schakelaar oktober 86723X - c o m p l e m e n t a i r e e i n d t r a p 86687X - t r a n s i s t o r en relais november 86725 - astabiele m u l t i v i b r a t o r

f 3 4 , - / B f r s . 670 f 9,65/Bfrs. 190 f 15,20/Bfrs. 300 f 16,40/Bfrs. 323 f 12,40/Bfrs. 244 f 9,75/Bfrs. 192 f 10,40/Bfrs. 205 f 9,75/Bfrs. 192 f 10,90/Bfrs. 218

Verzend en a d m i n i s t r a t i e k o s t e n f 3 , 5 0 / B f r s . 69 per bestel l i n g . Elex p r i n t e n zijn In d e m e e s t e e l e k t r o n i c a z a k e n verkrijgbaar. Ze zijn o o k rechtstreeks bij Elektuur B.V te bestellen d.m.v. de bestelkaart elders in dit b l a d , of t e g e n v o o r u i t b e t a ling o p giro 124.11.00 t.n.v. Elektuur B.V., Beek (L) (Öelgiè: PCR 000 017 70.26.01) o.v.v. de d e s b e t r e f f e n d e p r i n t . O o k via de " d a t a b a n k " (zie k o l o f o n ) kan besteld w o r d e n .

^fr

JÊ

M

Mi

november 1986

DEZE MAAIMD binnenkort Volgende maand maken we een begin met de beschrijving van een serie meetapparatuur voor zelfbouw in modulevorm. In het eerste deel zal de universele LCDuitlezing onder de loep worden genomen. De maand daarop volgt dan de eerste "voorzetmodule". Muziekminnaars zullen in het decembernummer ook het nodige van hun gading vinden, terwijl we voor de fotografen een automatische diawisselaar hebben ontworpen. Een nummer om naar uit te kijken dus!

inhoud zelfbouwprojekten krachtvoeding bij het omslag: Dit is nog een plaatje van de Tour de Sol van 1985. Maar ook dit jaar waren er in deze "zonnerace" weer een aantal interessante voertuigen te zien. (foto: Daimler Benz)

De goedkope akkuladers die op veel plaatsen worden aangeboden, kunnen d.m.v. een kleine ingreep worden omgebouwd tot een prima zwaargewicht-voeding voor het hobby-lab.

18

11 mini-FM-ontvanger — met kant-en-klare EES-print 16 stroomzoeker — gaten boren zonder schokken 18 krachtvoeding — ombouw van een akkulader 24 kortegolfontvanger — voor drie banden 32 zenuwsloper — pittige sirene met weinig onderdelen 40 kwarts-oscillator — bergkristal zorgt voor stabiliteit 43 luxe voltmeter — nieuwe toepassing voor oude toerentellers

informatie, praktische tips mini-FMontvanger

kortegolfontvanger

Een komplete FM-ontvanger op een tamelijk klein printje — een paar jaar geleden was dat nog ondenkbaar, maar sinds de komst van het IC TDA7000 valt zoiets vrij simpel te realiseren.

Door een middengolf-(auto)radio als "achterzet" te gebruiken, valt met vrij eenvoudige middelen een uitstekende dubbelsuper-ontvanger te bouwen.

11

24

grondbeginselen

stroomzoeker Als je niet weet waar de leidingen lopen, kan het boren van een gat in de muur onprettige verrassingen veroorzaken. Een elektronische leidingzoeker voorkomt dat.

4 elextra 14 tour de sol 1986 — rijden op zonne-energie 20 marktinfo 21 auto-ontstoring 23 kaleidoskoop 27 'n tip 28 muziek in de auto? — bouw het zelf in 32 mini-schakeling — thyristor-schakelaar 38 veel licht met weinig stroom — energiezuinige verlichting 48 komponenten

16

10 hoe zit dat? — het skin-e ffekt 34 elex experimenteersysteem — de astabiele multivibrator 46 kursus wisselstroom (5) elex — 11-03

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

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet "TV" (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 "LP" op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar. — Elex is ook bereikbaar via de databank (zie kolofon, pag. 02).

p = (pico ) = 10"^^ = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 1 0 " = een miljardste y. = (micro) = 10"'^ = een miljoenste m = (milli) = 1 0 " = een duizendste k = (kilo) = 10^ = duizend M = (Mega) = 10*^ = miljoen G = (Giga) = 10^ = miljard Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 6I\/I8 = 6,8 MQ = 6800000 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 4ji7 = 4,7 n¥ = 0,000 0047 F De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

Bouwbeschrijvingen

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 " & " , ">A", "V 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. 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: 11-04 — elex

Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten: Maat 1: 4 cm X 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4: 16 cm X 10 cm (Europa-formaat) Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. 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 standaard-onderdelen, die goed

verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren).-Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt.

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 è 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 ewi 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 onderaanzicht 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.

HOEZn DAT?

de weergave van de werkelijkheid. Er loopt met alleen een stroom door het midden van de draad, maar overal in de draad. Eigelijk moeten we uitWaarom worden spoelen voor hoogfrekwentschake- gaan van de situatie van figuur 3, maar dan met lingen gemaakt van verzilverd koperdraad of HFnog meer stromen. U zult waarschijnlijk wel inzien litze? Dat heeft te maken met het zogenaamde "skm- dat het skm-effekt veel ingewikkelder is omdat er effekt". Er is namelijk gebleken dat hoogfrekwente veel meer faktoren een rol spelen (bijvoorbeeld wisselstromen slechts door een klein deel van de wervelstromen die wervelstromen beïnvloeden), draad lopen. Alleen de buitenste laag van de maar met het model van figuur 2 kan het effekt redraad wordt benut, terwijl er in het centrum van de delijk verklaard worden. draad nauwelijks stroom loopt, Hoe kan dat? Dat is Wat zijn de gevolgen. Bij hoge frekwenties wordt een vraag die met zo eenvoudig te verklaren is. slechts een klein deel van de draad benut. Dit Wanneer er een stroom door een draad loopt, onthoudt m dat de stroom meer weerstand ondervindt. staat er rond de draad een magnetisch veld (zie fiMet andere woorden er treedt verlies op m de guur 1). De veldlijnen lopen niet alleen buiten de draad. Bij een zender zal daardoor het vermogen draad maar ook binnen m de draad. afnemen en bij een ontvanger zal de gevoeligheid beïnvloed worden. Tevens zal de draad warm worden, wat vooral bij grote vermogens tot problemen 1 rQ kan leiden.

C

) — magnetische veldlijn

VI O

Als we door de draad een gelijkstroom laten lopen, is het veld konstant, maar wanneer er een wisselstroom door de draad loopt, krijgen we een wisselend magnetisch veld. Door dit wisselend veld ontstaan er wervelstromen in de draad (zie figuur 2).

Deze wervelstromen lopen rond de veldlijnen. Wanneer we naar de richting van deze wervelstromen kijken, kunnen we zien dat aan de buitenkant de stroom naar boven gericht is en aan de binnenkant naar onderen. Het gevolg is dat er in de kern twee stromen gaan lopen. De hoofdstroom naar boven en de wervelstromen naar onderen. Deze twee stromen heffen elkaar gedeeltelijk op waardoor de resulterende stroom in het centrum van de draad kleiner wordt, terwijl de stroom aan de rand van de draad groter wordt. De grootte van de wervelstromen is afhankelijk van de frekwentie. Bij toename van de frekwentie zullen de wervelstromen toenemen waardoor de stroom in het midden van de draad kleiner wordt. Bij een toename van de wervelstromen wordt namelijk de naar beneden gerichte stroom groter zodat de resulterende stroom omhoog kleiner wordt. Het in figuur 2 getekende model is een versimpel11-10 -

elex

Door het skin-effekt zijn de prestaties van een zender of ontvanger kleiner dan theoretisch mogelijk is. Om deze verminderde prestaties te verbeteren, kunnen we een aantal dingen doen. Ten eerste kan een veel dikkere draad gebruikt worden. Bij een dikkere draad is namelijk het oppervlak groter, zodat de weerstand zal afnemen. Ook is het mogelijk om het oppervlak te bedekken met een laagje metaal dat beter geleidt dan koper. Zilver is een dergelijk metaal. Het laagje hoeft met zo dik te zijn, want men heeft vast kunnen stellen dat bij ongeveer 10 MHz, 70% van de stroom door een laagje van 0,02 mm loopt. Dit is ook de reden dat men in grote zenders vaak verzilverde koperbuis toepast m plaats van draad. De kern wordt toch niet benut door de HF-stroom en kan dus rustig weggelaten worden. Daar komt nog bij dat buis goedkoper is dan massief draad omdat er veel minder koper voor nodig is. De laatste mogelijkheid is HF-litze. Dit is een zeer speciale geleider die bestaat uit een groot aantal dunne geïsoleerde draadjes die op een speciale manier m elkaar getwist zijn. Door de grote hoeveelheid draadjes is het geleidend oppervlak veel groter. HF-litze kan tot +10 MHz toegepast worden. Boven deze frekwentie gaat litze zich als normaal draad gedragen. Vaak bestaat er verwarring tussen HF-litze en gewoon snoer. Beide bestaan uit een grote hoeveelheid in elkaar gedraaide dunne draadjes, maar bij litze zijn de draadjes geïsoleerd terwijl bij snoer de draadjes ongeïsoleerd zijn.

minMm-ontvanger met kant-en-klare EES-print

In het verleden was het bouwen en afregelen van een FM-ontvanger beslist geen karwei voor een beginnend hobbyist. Daar is verandering in gekomen sinds de introduktie van het IC TDA 7000. De schakeling die wij hier presenteren maakt deel uit van het Elex experimenteer-systeem. Gemonteerd in een geschikte behuizing kan er ook een prima draagbare radio mee worden gefabriceerd. Het ontwerpen van een ontvangersctiakeling voor FM-signalen is geen eenvoudige zaak. Om te beginnen zijn de signalen aanmerkelijk zwakker d a n die van AM-zenders: ze moeten dus flink versterkt worden. Daarvoor Is een groot aantal versterkertrappen en afgestemde filters nodig. Een eenvoudige rechtultschakeling met een of twee afgestemde kringen is besHst niet voldoende. We zullen dus onze toevlucht moeten nemen tot een supertieterodyne-schakeling, meestal kortweg "super" genoemd. In zo'n ontvanger wordt

het antennesignaal eerst versterkt. Vervolgens wordt het g e m e n g d met het signaal van een afstembare oscillator. Die wordt zo ingesteld, dat de oscillatiefrekwentie 10,7 MHz hoger ligt d a n de frekwentie van de gewenste zender Door dat mengen ontstaat er een middenfrekwentie van 10,7 MHz. Die frekwentie wordt dan een aantal malen versterkt en gefilterd. Dat kan veel effektiever gebeuren d a n in een rechtuitontvanger. Ten eerste omdat filters voor lage frekwenties veel eenvoudiger kunnen worden uitgevoerd d a n die voor hoge frekwenties, en ten

tweede omdat alle MFfilters nu vast kunnen zijn ingesteld op 10,7 MHz. Het enige dat nog regelbaar hoeft te zijn is d e oscillator Maar we zijn er nog niet. Hoge frekwenties gedragen zich veel minder gedisciplineerd d a n lage. Een slordig opgebouwde AM-ontvanger kan nog best behoorlijk werken, maar in een FM-ontvanger leiden ontwerp- of montagefouten onverbiddellijk tot sterk verminderde prestaties. En daar komt d a n nog bij, dat alle filters in de MF-versterker en in de demodulator zeer nauwkeurig moeten wor-

den afgeregeld om optimale gevoeligheid en minimale vervorming te bereiken. Zonder g o e d meetinstrumentarium is dat een vrijwel onmogelijke opgave. Kortom, reden genoeg voor de IC-fabrikanten om daar eens iets a a n te doen. Maar ook dat leverde de nodige problemen op. Ten eerste zijn filters samengesteld uit spoelen en kondensatoren en die kunnen nu eenmaal niet o p een chip worden ondergebracht. Nu weten ervaren Elex-lezers wel, dat je met behulp van opamps spoelen kunt vervangen door elektronische (aktieeiex -

11-11

HM3*"*

•fi-®

ve) filters. Helaas gaat dat kunstje alleen maar op voor lage frekwenties: boven 100 kHz laten de meeste opamps het echit wel afweten. Na veel denkwerk werd de oplossing uiteindelijk toch gevonden. De TDA 7000 werkt met d e ongebruikelijk lage middenfrekwentie van 70 kHz, zodat elektronische filtering mogelijk is. Omdat de meeste FM-zenders een frekwentiezwaai hebben van 75 kHz, levert die lage middenfrekwentie harmonische vervormingen op, die in het IC worden onderdrukt door een zogen a a m d e FFL-trap (frekwentie-feedback), die de frekwentiezwaai reduceert tot ca. 15 kHz. De spiegelfrekwenties vormden ook een probleem. Aan de uitgang van de mengtrap vinden we namelijk niet alleen het verschil, maar ook d e som van de oscillatorfrekwentie en de zenderfrekwentie. Bij een middenfrekwentie van 75 kHz liggen die twee erg dicht bij elkaar. Het lijkt d a n net alsof er twee identieke zenders vlak bij elkaar liggen, wat tot allerlei storingen aanleiding kan geven. Die worden geëlimineerd door de zoge11-12 -

erex

n a a m d e "muting": het MF-signaal wordt geïnverteerd en vergeleken met het signaal, dat een periode is verschoven. Bij een verkeerde afstemming of bij een te klein ingangssignaal wordt het audiosignaal onderdrukt. Verdere technische details over het IC zullen we u besparen. Het is in ieder geval een knap stukje werk, dat het ons mogelijk maakt, zonder al te veel periferie een uitstekend werkende FlVI-ontvanger te bouwen.

De schakeling Een blik op het schema (figuur 1) maakt al duidelijk, dat er hier nieuwe wegen worden bewandeld. Er zijn slechts twee spoelen nodig; een ervan (LI) is in de vorm van een zigzagspoor op de print aange-

bracht. Deze "spoel" maakt deel uit van een filter, dat frekwenties buiten de FM-band onderdrukt. De afstemming op de diverse zenders vindt plaats met behulp van een kapaciteitsdiode (D3). Dat is een soort spanningsgestuurde draaikondensator: de kapaciteit ervan wordt groter als de spanning over de diode hoger wordt. Die spanning wordt ingesteld met PI. Door deze manier van afstemmen is het heel gemakkelijk, een aantal zenders voor te programmeren. Er zijn alleen wat instelpotmeters voor nodig en een keuzeschakelaar, die telkens een b e p a a l d e potmeter inschakelt. Ook een fijnregeling van de ontvangsffrekwentie kan zonder meer worden gemaakt door een een potmeter van bijvoorbeeld 4,7 kQ in

Tabel 1

voedingsspanning stroomopname: max. ingangsspanning: signaai-ruis-verhouding: LF-uitgangsspannIng (eff): afsluitlmpedantie (bij 9 V) AM-onderdrukking: selektiviteit + 300 kHz: selektiviteit — 300 kHz: audio-bandbreedte:

2,7...10 V 8 mA 200 mV 60 dB 75 mV 47 kQ 50 dB 45 dB 35 dB 10 kHz

serie met PI te schakelen. Voor de volgende aflevering hebben wij een afstemprint ontworpen, die bij deze ontvanger kan worden gebruikt. Als u d e radio zonder deze print wilt gebruiken, dan moet er een draadbrug g e l e g d worden van punt 3 naar punt E. De voedingsspanning voor de ontvanger wordt gestabiliseerd door Dl, Tl, R1 en C2. De afstemspanning moet zo stabiel mogelijk zijn, omdat de zenders anders niet g o e d worden vastgehouden. Daarom zorgen D2 en T2 en de komponenten eromheen voor een extra stabilisatie.

Spoelen en afregeling Van afregeling kan eigenlijk nauwelijks sprake zijn: zolang de afmetingen van de spoel en het aantal windingen binnen de gegeven grenzen blijven, zal er altijd wel iets worden ontvangen. Een spoelvorm met een diameter van ongeveer 5 millimeter, eventueel uit een oude radio, wordt bewikkeld met ongeveer 5 windingen draad. Door het verdraaien van de ferrietkern in de spoel proberen we d a n

Figuur 1. Alleen een antenne en een versterker zijn nog nodig, om van deze eenvoudige sctiakeling een volwaardige FM-ontvanger te maken. Er hoeft (vrijwel) niets te worden afgeregeld: als het aantal windingen van LI niet klopt, wordt er gewoon iets anders ontvangen. Overigens is de eenvoud van deze schakeling bedrieglijk: aan het inwendige van het IC is flink wat denkwerk besteed. Maar dat is aan de buitenkant natuurlijk niet te zien. Figuur 2. Door de geringe afmetingen van het IC kan de ontvanger heel klein worden gehouden, maar dat hosft natuurlijk niet. In een wat groter kastje kunnen ook een netvoeding, een eindversterker en een luidspreker worden ondergebracht. Wie een bijzonder luxueuze uitvoering wil, moet wachten tot volgende maand: dan komen we met een afstemprint.

netvoeding of batlerij

LH386-prlnl

TDA7000prliil

schaal SS'104HHz

een bekend station te ontvangen. Door het verhogen of het verlagen van het aantal windingen kan het station vervolgens o p de juiste plaats op de afstemschaal worden gebracht. Verkeerd g a a n kan er eigenlijk niets; In het ergste geval komt u In een ander frekwentiege-

bled terecht. U hoort d a n een krachtige ruls, omdat er In de buurt van de FMb a n d maar weinig andere zenders opereren. Wie het allemaal toch te Ingewikkeld vindt, kan de spoel gewoon kopen (zie onderdelenlijst). P1 in het schema Is bedoeld om te worden ge-

bruikt in kombinatie met de afstemprint; wie liever gewoon met een draalknop afstemt, moet een potmeter nemen met een zo groot mogelijke, g o e d in de hand liggende knop, liefst voorzien van een wijzer. Dat staat professioneel en het werkt makkelijker. De uitgang van de ontvanger Is niet geschikt om er onmiddellijk een koptelefoon o p a a n te sluiten: daarvoor Is de Impedantie te hoog en de signaalspanning te laag. Een eenvoudige oplossing daarvoor is een eindtrapje met de LM 386, een IC dat in Elex reeds uitvoerig Is besproken. Als antenne kan een lange breinaald dienen of een stuk draad met een lengte van 30. . .90 cm. Op de vormgeving van het geheel zijn natuurlijk talloze variaties mogelijk. Figuur 2 geeft een idee voor een buro- of slaapkamermodel. De print kan uiteraard ook worden voorzien van stekerstiften en past dan In het Elex Experimenteer Systeem.

Onderdelenlijst R1 = 330 S R2 = 4,7 kQ R3 = 330 kQ R4,R6 = 10 kQ R5 = 100 Q R7 = 22 kS PI = meerslags-instelpotmeter 100 kQ (zie tekst) Cl

=

4,7

)JF/16

..cao |R4 1

D2

C2 = 100 ^iF/16 V C3,C18,C21 = 10 nF C4,C6,C8,C14,C15 = 220 pF C5,C7,C11,C12,C19 = 2,2 nF C9,C10 = 47 pF C13,C16,C20 = 100 nF C17 = 22 nF C22 = 2,2 pF T l = BC546A T2 = BC556A D l = zenerdiode 12 V /

OOHf-O

S

00-^4-00 .0[R|JO.

V

0,25 W D2 = zenerdiode 5,6 V / 0,25 W D3 = BB405B IC1 = TDA 7000 LI = TOKO-spoel E526 HNA 10113 (4,5 w d g l of, E 526 HNA lt)114 (5,5 wdg) 1 print, bestelnr 86756 Geschatte bouwkosten ca. ƒ 45,-

a » O R S 10 na 0 3


p-i

^

O

OHI-O

., ^P

CU c H h o .

oHI-of

iTi5"

©j

elex -

11-13

tour de sol 1986 Denk je eens in: je staat o p een viadukt boven d e snelweg. En beneden je niets d a n stilte. Kalnn voortsuizende voertuigen, zonder agressieve inhaalmanoeuvres, zonder gejakker, zonder lichtsignalen, kortom zonder al wat tegenwoordig d e autoweg tot een gekkenhuis maakt. Vooralsnog Is dit maar een wensdroom. Maar d e toeschouwers bij d e Tour de Sol van dit jaar konden er nu al een klein voorproefje van krijgen. De Tour de Sol is een internationale wedstrijd voor door zonnekracht aangedreven voertuigen, die in juni voor de tweede keer werd georganiseerd. De wedstrijd ging over een afstand van 383 km in Duitsland en (voor het grootste deel) in Zwitserland. In totaal moest er een flink hoogteverschil worden overwonnen: 1852 m omhoog en 1683 m o m l a a g . Het was dus een parkoers dat hoge eisen stelde a a n het klimvermogen van d e "zonnemobielen". Er kwamen vier klassen a a n de start. Onder kategorie 1 vielen d e "echte" zonnemobielen zonder hulpaandrijving. Deze voertuigen bereikten de hoogste snelheden: de winnaar in deze klasse haalde 49,7 km/h gemiddeld over de hele afstand, en deze snelheid wordt (op een dergelijk parkoers) door een "normale" auto nog niet zo gemakkelijk overtroffen! Er komt trouwens heel wat voor kijken, voordat je met je zonne-autootje kunt g a a n rijden: René Jeannaret en zijn team moesten er ongeveer 3000 arbeidsuren plus nog enkele tienduizenden Zwitserse francs in steken. Hun gestroomlijnde racemonster is voorzien van zonnecellen met een topvermogen van 480 Wp ("P"=peak, engels voor piek of top). De wedstrijdreglementen staan een 11-14 -

elex

Foto 1. Osiris is een typiscti voorbeeld van een zonnemobiel met een aanvullend trapmechanisme. Zou dit ons toekomstige stadsautootje worden? Foto 2. IVIet deze rijdende "zonnekraclitcentrale" won een team van de HTS te Biel (Zwitserland) de eerste prijs in de kategorie zonnemobielen zonder hulpaandrijving.

groter vermogen niet toe. Bovendien is het niet toegestaan meer d a n 4800 Wh a a n akku-kapociteit in te bouwen. Bij een bedrijtsspanning van 60 V levert d e motor d a n een kontinuvermogen af van 2400 W (topvermogen 3600 W), en dat bij een rendement van 80% gemiddeld over het hele toerentalbereik. Het rendement van de omvormeren stuur-elektronica is ook b e p a a l d indrukwekkend: 98%. Dankzij d e ongelooflijke cw-waarde van 0,22 (dat is een maat voor de

luchtweerstand) is d e topsnelheid niet minder d a n 110 km/h. Deze gegevens maken wel duidelijk dat het hier niet meer om simpel geknutsel gaat, maar om uiterst moderne technologie. De seriemodellen van kategorie 3 moeten aantonen of deze technologie al produktierijp is, en bruikbaar in het verkeer van a l l e d a g . Het ziet er in elk geval wel naar uit, omdat de resultaten in deze klasse nauwelijks minder waren d a n die in de eerste kategorie. Het win-

nende topmodel van het Zwitserse MEV-1-team bereikte een gemiddelde snelheid van 47,1 km/h over het hele trajekf, met een zonnecelvermogen van 480 Wp, een motorvermogen van 2400 W (met een maximum van 3800 W), 4770 Wh akkukapaciteit, een gewicht van 250 kg en een topsnelheid van 100 km/h. De drie wagens van de architekt Rolf Disch uit Freiburg kwamen ook bijzonder goed uit de bus: plaats 3 . . .5. Gegevens: 480 Wp zonnecellen, 2000-W-motor (3400 W

Foto 3. De derde plaats was weggelegd voor de bestuurder van dit gestroomlijnde "snelheidsmonster", de "Sunspeed".

max.), 3000-Wh-akku, gewicht 160 kg en topsnelheid 60 km/h. De zonne-auto die Disch vorig jaar ontwierp, m a g zelfs (althans in Duitsland) gewoon a a n het verkeer deelnemen! Er valt dus niet a a n te twijfelen dat de zonnemobielen in opmars zijn. Het is overigens ook best mogelijk dat de "zonnemobielen met hulpmotor" van kategorie 2 van de wedstrijd zeer in de smaak van d e toekomstige kopers zullen vallen. Maar let even op: met "hulpmotor" wordt in dit geval doorgaans d e bestuurder zelf bedoeld, die als o p een fiets moet trappen! Hier wordt zonne-energie dus gebruikt om het fietsen zo gemakkelijk mogelijk te maken. De zonnecellen en de rest van de elektrische installatie hoeven d a n niet zo uitgebreid te zijn — deze voertuigen zijn daarom goedkoper en effektiever. Terwijl de "pure" zonnemobielen zo'n 30 Wh/km verbruiken, hebben de voertuigjes van kategorie 2 beduidend minder nodig. Koploper Romeo Gridelli heeft zijn wagen Voorzien van 318 Wp-zonnecellen, 1000-W-motor en 2700-Whakku's. Gemiddelde snelheid tijdens de wedstrijd: 40,4 km/h. Het kan nog eenvoudiger, heeft Detlef

Schmitz en het team van een technische school uit Oberursel (W-Duitsland) bewezen. Zij hebben een soort driewielige fiets voorzien van zonnecellen (160 Wp), een 400-W-motor en een 1200-Wh-akku — en kwamen d a a r m e e o p d e negende plaats. De konstruktie is veel eenvoudiger dan die van d e konkurrentie, en ook veel goedkoper. De "Heliodet"driewieler is nu al leverbaar. De verkoopprijs, ongeveer f 13.000,— wordt voornamelijk bep a a l d door d e kostbare zonnecellen. Tenslotte was er nog d e vierde klasse, waarin alle deelnemers waren ondergebracht die niet konden voldoen a a n d e regels voor d e andere klassen. Om een voorbeeld te noemen; de vierpersoons tandem "Supernova" uit Australië. De vier pedaalridders zitten bij dat model lekker in de schaduw van de zonnepanelen — als d e zon tenminste wil schijnen. . .

Trends Bij de Tour d e Sol 1985 moest elk team alles zelf nog uitvinden. Dat had tot gevolg dat er nogal wat mislukkingen a a n de start verschenen. Dit jaar bleek nogal eens dat suksesvolle ideeën van het vorig jaar waren overgenomen.

Toch waren de hoogste plaatsen dit jaar voor nieuwe konstrukties. Er werd scherp gelet o p de kategorie van d e serieprodukten, omdat hier "trendsetters" werden verwacht. Heel wat bouwers maakten gebruik van een door de wedstrijdleiding toegestane kunstgreep: een gedeelte van d e zonnecellen, tot een maximum van 75%, mocht als "zonne-tankstation" door een andere (volg-)wagen worden meegenomen. Omdat in de toekomst zonne-auto's vooral voor de korte afstand gebruikt zullen worden, bijvoorbeeld voor stadsritjes, is deze regel lang zo gek nog niet. Thuis hebben we d a n een groot zonnepaneel staan waarmee de akku's worden bijgeladen, terwijl een kleintje o p d e auto zorgt voor naladen tijdens het rijden. En bijkomend voordeel is dat de auto's kleiner, lichter en wendbaarder worden. Van de 92 a a n g e m e l d e deelnemers kwamen er 70 uit Zwitserland, 14 uit Duitsland, en de rest uit Frankrijk, Italië, de Verenigde Staten en Australië. 19 Deelnemers konden niet starten, voornamelijk omdat ze niet door d e keuring a a n het begin van de race kwamen. Het feit dat Zwitserland zo sterk

was vertegenwoordigd, heeft beslist niet alleen te maken met het feit dat d e race in dat land werd verreden. Kennelijk heeft men in Zwitserland méér (en d a n vooral geld) over voor zonne-energie d a n in andere landen. Kleinere teams kunnen het immers niet zonder financiële sponsor stellen! Alleen al een zonnegenerator kost, afhankelijk van het vermogen, tussen de tien- en twintigduizend gulden. Duitse (en Nederlandse) bedrijven hebben kennelijk minder vertrouwen in zonne-energie dan Zwitserse. Ook officiële instanties en universiteiten laten de zonnemobiel een beetje links liggen. En dat terwijl zo'n karretje toch een goede bijdrage kan leveren tot het leefbaar houden van onze steden. Maar hoe het ook zij: enkele Zwitserse bedrijven hebben nu al in serie geproduceerde onderdelen voor zonnemobielen (zonnepanelen, traploze versnellingen) in hun leveringsprogramma opgenomen. Het zou toch jammer zijn als ons land o p dit terrein de aansluiting zou moeten missen. . . Inlichtingen: SSES-Tour de Sol Postbus 73 3000 Bern 9 (Zwitserland) telefoon 031-231557 elex -

11-15

stroomzoeker veilig verbouwen met de elektronische leidingzoeker Volgens de voorschriften mogen elektrische leidingen die in d e muren van een w/oning worden weggew/erkt, uitsluitend horizontaal of vertikaal worden a a n g e l e g d . Zo wordt bereikt dat we, gerekend vanaf een kontaktdoos of een schakelaar, het p a d van de elektronen gemakkelijk kunnen volgen met behulp van een lange, rechte lat, of met een waterpas. In de praktijk blijkt echter dat lang niet iedereen van dit voorschrift op de hoogte is. Het komt d a n ook voor, dat de bewoners van een huis het lichtnet uibreiden met leidingen die volgens de kortste weg worden aangelegd, dus d i a g o n a a l . En alsof dat nog niet erg genoeg is, worden de sporen van deze w a n d a a d meestal weggeplakt met behang.

gebruik te maken van het natuurkundige verschijnsel van de induktie (wat ook in elke trafo wordt toegepast) kunnen we een leid i n g opsporen. Als we een spoel in de buurt van een wisselstroomleiding brengen, ontstaat in de spoel een spanning met dezelfd e frekwentie (figuur 3). Deze spanning is weliswaar gering, maar als we hem voldoende versterken kan hij toch hoorbaar gemaakt worden, of zichtbaar (met behulp van een LED-indikatie). Ook onze schakeling werkt volgens dit principe. Als spoel dient een telefoonadapter (L1), die vele lezers bekend zal zijn uit andere schakelingen. De opamps A1 en A2 zijn geschakeld als niet-inverterende wisselspanningsversterkers. De versterkingsfaktor van een dergelijke

Wie een huis betrekt dat al eerder werd bewoond, kan zich dus terecht afvragen of de leidingen wel o p d e juiste wijze zijn aang e l e g d . Als de draden zich toevallig niet a a n d e voorschriften hebben gehouden, kan het boren van een simpel gaatje immers bestraft worden met een flinke schok. Het zal duidelijk zijn, dat een leidingzoeker in dergelijke gevallen bijzonder handig is.

Elektronenstethoskoop De leidingzoeker is een eenvoudig a p p a r a a t dat zich uitstekend leent voor d e zelfbouw. De werking van de meeste leidingzoekers berust op het feit, dat de netspanning een wisselstroom is, met een frekwentie van 50 Hz. Door

trap volgt bij benadering uit R3:R4 (R5:R6). De totale versterking van beide trappen kunnen we berekenen door d e versterkingsfaktoren met elkaar te vermenigvuldigen (uitkomst: ongeveer 32400 maal). Deze hoge versterking is noodzakelijk omdat de spanning die door een rechte leiding in de spoel geïnduceerd wordt, bijzonder gering is. Over de weerstanden van d e tegenkoppeling zijn kondensatoren geplaatst (C3 en C5). Deze verminderen de versterking bij de hogere frekwenties. Het doel van deze maatregel is, de schakeling immuun te maken tegen allerlei stoorsignalen. De koppelkondensator C2 vormt samen met de weerstand R2 een hoogdoorlaatfilter. Dit filter verhindert dat d e offset-spanningen van d e

1

9V

© 101

0

Figuur 1. Hoewel de LM 324 vier opamps bevat, worden er maar drie gebruilft. Voor de vierde Ifonden wij helaas geen toepassing vinden — alweer een bewijs, dat men met weinig middelen vaak veel kan bereiken. Met behulp van deze schakeling kunt u een middelgrote ramp voorkomen: het aanboren van een verborgen 220 V-leiding. Al en A2 zijn geschakeld als gewone versterkers. A3 zorgt er voor, dat het hulp-massapotentiaal dat door D3 wordt opgewekt, niet door de oplichtende LED beïnvloed wordt. n-16

elex

D2

DIT

1N4148

L

© r"-

• - " 1

I I

I

•iim

C1

^r-

C4 lOOn lOn

i

9V I _L I

©

3V3 I

II

è

A1...A3= \

IC1 = LM324

—- J

©

86738X-1

' Figuur 2. De schakeling kan op verschillende wijzen worden opgebouwd. Een klein, handzaam kastje waarin de adapter wordt ingebouwd is bijzonder praktisch, maar men kan de adapter ook via een afgeschermde kabel met het apparaat verbinden.

muur

leiding

eerste o p a m p a a n de tweede o p a m p worden doorgegeven; ze worden dus niet verder versterkt. Aan de uitgang van de tweede o p a m p bevindt zich een LED. Parallel a a n de LED is een gewone diode gesctiakeld, met tegengestelde polariteit. Deze diode beschermt de LED tegen d e negatieve halve perioden van het versterkte signaal (LED's zijn slechts In zeer geringe mate bestand tegen negatieve spanning). De LED is niet alleen verbonden met de uitgang van A2, maar ook met de uitgang ven A3. De funktie van A3 laat zich het best begrijpen, als we in aanmerking nemen, dat de stroom die door een belasting vloeit, afhankelijk is van het spanningsverschil over die belasting. De spanning aan de ingang van A3 (gestabiliseerd door D3) bedraagt 3,3 V ten opzichte van de massa. Zoals blijkt uit het schema, zijn ook d e weerstanden . R2, R4 en R6 verbonden \ met hetzelfde nivo. Als we de opamps voeden met een symmetrische voe-

dingsspanning, zouden we deze weerstanden moeten verbinden met de massa. Onze schakeling wordt echter gevoed met behulp van een enkelvoudige spanning. Daarom kiezen we een kunstmatig massapunt. Het gevolg is, dat de verbinding die voorzien is van het massateken, ten opzichte van dit punt negatief is. A3 heeft uitsluitend tot doel er voor te zorgen dat deze hulpspanning niet instort als gevolg van de belasting die door de LED wordt uitgeoefend. De o p a m p is geschakeld als impedantie-omzetter, wat te herkennen is aan de doorverbinding tussen de uitgang en de inverterende ingang. Aan de uitgang van de o p a m p meten we dezelfde spanning als a a n de ingang, maar het voordeel is, dat we o p de uitg a n g een belasting kunnen aansluiten zonder dat dit invloed heeft op de spanning a a n de ingang. De spanning o p pen 7 is dus hetzelfde als o p het punt A, maar met dit verschil, dat op pen 7 meer stroom beschikbaar is.

fout

Bouwtips Omdat deze schakeling een soort "rechtuit-ontvanger" is zonder triggers, timers of filters, hoeft men niets af te regelen. Als de montage korrekt wordt uitgevoerd, zal d e schakeling direkt werken. In principe kan de leidingzoeker worden ingebouwd in elk kastje dat groot genoeg is, ongeacht het soort. De opneemspoel kan via een afgeschermd e kabel met het a p p a raat verbonden worden, maar men kan hem ook inbouwen in d e kast (figuur 2). De leidingzoekers die kant en klaar verkrijgbaar zijn, hebben vaak de vorm van een pistool: d e spoel bevindt zich d a n in de loop, en de schakeling in de handgreep. Er zijn natuurlijk ook doorzichtige kastjes — u kent ze wel van de vele foto's die wij afdrukken om onze proefmodellen te laten zien. Als u na het gebruik niet vergeet het a p p a r a a t uit te schakelen, kunt u met een 9-V-batterij talloze vierkante meters wand afspeuren.

Figuur 3. De spanning die de stroomvoerende netleiding in de spoel induceert, bereikt haar maximale waarde als de netleiding en de as van de spoel haaks op elkaar staan. Als de leiding parallel loopt aan de as van de spoel, wordt de waarde van de geïnduceerde spanning nul. Daarom verdient het aanbeveling dat men de spoel inbouwt zoals in de figuur getekend is.

Onderdelenlijst R1 = 10 kQ R2 = 100 kS R3,R5 = 180 k ö R4,R6 = 1 kQ R7 = 270 Q C1,C2 = 100 nF C3,C5 = 2,7 nF C4 = 10 nF D l = LED D2 = 4148 D3 = 3,3 V zenerdiode IC1 = LM 324 LI = telefoonadapterspoel 1 Elex-standaardprint formaat 1 1 aan-uit schakelaar Kosten van de onderdelen: ca. f 1 5 , -

goed

ü|=0

as van de spoel

•*- - I - » as van de spoel

as van de spoel

elex -

11-17

krachtvoeding

akkulader omgebouwd: veel stroom voor weinig geld Bij vele postorderbedrijven zijn voor geringe bedragen akl
wordt met een konstante of met een pulserende stroom, laat de fabrikant van de lader de (dure) bufferelko's weg. Een willekeurige elektronische schakeling zal echter niet (of meestal niet) storingsvrij werken, als de voedingsspanning onderbroken wordt in een ritme van 100 Hz. Daarom is in d e eerste plaats een forse elko nodig, die de spanning afvlakt. Bovendien bevat onze achterzetschakeling ook nog een o p a m p en een darlingtonstuurtrap. Met behulp van deze onderdelen wordt d e uitgangsspanning instelbaar gemaakt — een voorziening die o p een gewone akkulader hoogstens in d e vorm van een keuzeschakelaar (6 V/12 V)

aanwezig is, en soms in het geheel niet. De maximale stroom bedraagt 2A.

Opamp met nabrander Wie ai enige ervaring bezit met de (na)bouw van opamp-schakelingen, zal de werking van onze netvoeding zonder moeite kunnen begrijpen. Al is geschakeld als een nietinverterende o p a m p : de aansluiting met het plusteken is de ingang. De uitg a n g is via een weerstand verbonden met d e '—'ingang, en dat punt is op zijn beurt via een weerstand verbonden met d e massa. Tot zover niets a a n de hand — behalve dit: we hebben de schakeling

beschreven alsof R2 verbonden is met de uitgang van de opamp, maar in werkelijkheid is dat niet het geval. Zoals uit het schema blijkt, is R2 verbonden met d e uitgang van de dariington-trap die ten behoeve van de stroomversterking a a n de o p a m p is toegevoegd. Om de werking van de totale schakeling te begrijpen, moet men zich even indenken, dat de toegevoegde trap een eenheid vormt met de opamp, en zich in het driehoekige schemasymbooi bevindt: d a n klopt alles weer. Op d e emitter van T2 is een b e p a a l d e spanning aanwezig. De waarde van deze spanning kunnen we berekenen, door d e spanning die met PI is in-

Achterzet-schakeling — waarom? Een akkulader is in zijn gangbare vorm niet geschikt als voeding voor elektronische apparaten, omdat de uitgang een pulserende gelijkstroom levert (figuur 1). Omdat het voor een akku niet uitmaakt of hij g e l a d e n 11-18 -

elex

Figuur 1. Het inwendige van een al
Figuur 2. Onze nabrander bestaat uit een opamp en een toegevoegde darlington-trap die voor de stroomversterldng zorgt. Het IC is geschalield als een niet-inverterende versterker. R2 zorgt voor de tegenkoppeling: hij verbindt de uitgang van de Darlingtontrap met de min-ingang van de opamp. IC1 levert een konstante spanning; nadat deze 2,5 maal versterkt is, staat hij ter beschikking aan de uitgang C.

©-1^

(5>

gesteld, te vermenigvuldigen met de versterl
geïntegreerde spanningsregelaar levert een konstante referentiespanning. Bij een regelaar van het toegepaste type is deze spanning 5 volt, en dat is d a n ook de maximale spanning die met PI kan worden ingesteld. Zoals reeds gezegd, bedraagt de versterking van d e schakeling rond A l 2,5 maal, zodat we de theoretisch haalbare uitgangsspanning als volgt kunnen berekenen: 5 x 2,5 = 12,5 V. In werkelijkheid kan deze waarde natuurlijk niet helemaal g e h a a l d worden, omdat d e Ingangsspanning van d e schakeling slechts 12 V bedraagt. De feitelijke uitgangsspanning is echter niet véél lager, omdat d e toegepaste o p a m p (3140) de eigenschap bezit, dat zijn uitgangsspanning bij-

na gelijk kan zijn a a n zijn ingangsspanning. (Bij d e 741 is dit bijvoorbeeld niet het geval.) Om deze reden kan d e uitgangsspanning van d e voeding met PI worden ingesteld tussen O en 12 V.

Figuur 3. De bedrading van de akkulader, de print en de eindtransistor (op een groot koellichaam). Belangrijk: de belastingsstroom loopt niet via de print, maar via afzonderlijke draden. Deze draden moeten voldoende dik zijn (ten minste 0,75 mm^. Als in de kast van de akkulader nog ruimte over is (wat meestal het geval zal zijn) kan de schakeling in de kast worden ingebouwd. Houd er rekening mee, dat men bij de montage van de 3055 op het koellichaam de aansluitingen dient te isoleren.

De bouw Deze schakeling levert veel stroom (2 A), en produceert dus ook veel warmte. De printbanen zijn uiteraard niet berekend op een dergelijke belasting, en dunne toevoerdraden zijn ook uit den boze. In het schema zijn de verbindingen die d e belastingsstroom voeren, en d e bedrading die de eigenlijke schakeling van stroom voorziet, afzonder- , lijk getekend. Ook bij de praktische uitvoering moet

elex - 11-r

men o p dezelfde wijze te werk g a a n : gescheiden bedrading! Het stroomverbruil< van IC1, IC2 en Tl is te verwaarlozen, zodat men de schakeling kan bedraden met het gangbare, flexibele montagedraad. De kabels naar d e koliektor van T2 en naar d e negatieve aansluitklem van de belasting (punt D), g a a n echter geheel buiten de print om: ze worden rechtstreeks afgetakt van de akkulader. T2 moet voldoende gekoeld worden, want in deze transistor wordt maximaal 25 W verstookt! Een koellichaam van max. 3 W/°C is voor dit doel zeer geschikt, maar desnoods kan men T2 ook met wat koelpasta op de metalen kast van de lader monteren. Als d e uitgangsspanning niet hoger dan 6 V hoeft te zijn, kan

men de lader het beste omschakelen naar 6 V; dit vermindert de dissipatie van de transistor. De bouwsuggestie die in figuur 3 gegeven is, geeft een duidelijk overzicht van de bedrading. Als u wilt weten hoe dik de kabels naar A en D moeten zijn, kunt u als richtlijn kijken naar de inwendige bedrading van de lader, en naar de meegeleverde aansluitkabels.

MARKT-INI=0

11-20 -

elex

Onderdelenlijst R1 R2 PI

1 kQ 2,2 k ö 5 kQ

Cl = C2,C4 C3 = C5 =

4700 i^f/25 V = 100 nF 680 pF 10 f^F/25 V

Tl T2

BC547 2N3055

IC1 = 78L05 IC2 = CA 3140 1 Elex-standaardprint formaat 1 Kosten van de onderdelen (zonder akkulader): ca. f 15,00

Isolatiestriptang Sommige isolatiematerialen kunnen moeilijk van d e aders worden verwijderd. Dit geldt vooral voor hittebestendige isolatie. Weidmüller heeft daarom voor zijn nieuwe serie gereedschappen een striptang ontwikkeld die alle isolatiematerialen de baas is. Deze "Duro-Stripax" wordt gekenmerkt door een zeer eenvoudige bediening. De l a n g kan aders bewerken van 0,03 tot 0,82 mm^. Tijdens de bewerking wordt de ader nauwkeurig gecentreerd, waardoor beschadiging is uitgesloten. Dit is vooral bij litzedraden belangrijk. De tang kan ook op moeilijk toegankelijke plaatsen worden gebruikt. Bij de striptang worden vijf inzetstukken geleverd met messen voor d e meest gangbare kleine aderdoorsneden: 0,03 — 0,05 mm^; 0,06 - 0,12 mm^; 0,13 - 0,20 mm^; 0,21 0,52 mm^ en 0,53 0,82 mm^. De inzetstukken zijn uitwisselbaar en duidelijk met een kleur ge-

merkt. De striplengte kan nauwkeurig worden ingesteld van 2,5 tot 7 mm. De tang is gemaakt van glasvezelversterkt polyamide, daardoor erg licht (110 g) en g o e d bestand tegen chemicaliën. Door d e doordachte hefboomkonstruktie is er slechts geringe kracht nodig om hem te bedienen. Ten slotte heeft d e tang nog een voorziening om aders tot 1 mm^ te knippen. Weidmüller BV., Postbus 1505, 1200 BM Hilversum. (X295 M)

auto-ontstoring Voor het ontstoren van een auto bestaat helaas geen kant en klaar recept dat in elke situatie kan worden toegepast. Maar als men met. geduld en overleg te werk gaat, kunnen de storingsproblemen zonder twijfel verholpen worden. Zelfs als men bij het inbouwen van een autoradio de ontstoring ver-geet, kan de ontvangst soms storingsvrij zijn. De autofabrikanten zijn immers wettelijk verplicht hun ontstekingssystemen te ontstoren. Deze voorschriften hebben echter betrekking op de externe ontstoring, die tot doel heeft te voorkomen, dat de auto de radio-ontvangst in de omgeving stoort. Toch kan deze vorm van ontstoring ook voor de automobilist zeif een nuttig effekt hebben. Men moet d a n luisteren op de FM-band (die niet bijzonder storingsgevoeiig is), en gebruik maken van een g o e d e (merk)radio die de resterende storingen voldoende onderdrukt. Maar wat te doen, als d e ontvanger knettert, kraakt of ioeit? Er zijn vier storingsbronnen die de kwaliteit van de ontvangst nadelig beïnvloeden.

Ontsteking Als men niet in een diesel rijdt, is de ontsteking d e

grootste boosdoener. Dat is ook geen wonder: de ontsteking wekt korte impulsen op met een spanning van tientallen kiiovolts, terwijl de radio juist tot taak heeft signalen ter grootte van mikrovolts hoorbaar te maken. De korte impulsen bevatten een groot HF-aandeel (de eerste zenders werkten volgens hetzelfde principe). Ze worden overgedragen o p allerlei onderdelen van de auto, dus ook (en vooral) op de kabels van het elektrische boordnet. Langs deze weg, en via de antenne, dringen ze door in de radio. We horen deze storingen in de luidspreker als een gelijkmatig knetteren in het ritme van het motor-toerental. De hoogspanningskring van het ontstekingssysteem bestaat uit drie delen: de bobine (waarin de hoogspanning wordt opgewekt), de bougies (die met behulp van de hoogspanning vonken produceren) en, tussen bobine en bougies, d e verdeler (die de bougies om beurten met d e bobine verbindt). De verschillende

eenheden zijn onderling verbonden met behulp van onstekingskabels. Deze gedragen zich als antennes (c.q. afgestemde kringen) waarin elektrische trillingen worden opgewekt door de ontsteking. De trillingen worden onderdrukt met behulp van weerstanden, die zich bevinden in de stekers van de bougies en de verdeler, in de verdelerschakelaars, en veelal ook in de kabel zelf (in de vorm van weerstandsdraad). De weerstanden verminderen de hoogspanning slechts in geringe mate, maar d e m p e n snelle stroompieken. Als de ingebouwde steker- en kabelweerstanden niet voldoende effekt hebben, kan men speciale ontstoorstekers inbouwen. Bougiestekers met een ingebouwde ontstoring zijn vaak voorzien van een metalen afschermhuls, en ook voor de verdelerkoppen bestaan dergelijke afschermingen. De bobine wordt via het onderbrekerkontakt gevoed met gelijkstroom uit de akku. Als dit kontakt

g e o p e n d wordt, ontstaat een ontstekingsimpuls. Daarom is niet alleen d e bobine, maar ook d e onderbreker een bron van storing. Deze storingen worden onderdrukt door over de voedingsleiding van de onderbreker een filter te plaatsen. Omdat de onderbreker zich onder de verdeler bevindt, wordt het filter rechtstreeks a a n het verdelerhuis bevestigd. Zonodig kan men een tweede ontstoringsfilter plaatsen over de aansluiting van de bobine (klem 15). De stoorgeluiden die afkomstig zijn van de onderbreker-stroomkring verdwijnen bij de hogere toerentailen. De storingen uit de hoogspanningskring verdwijnen echter niet: men hoort ze bij elk toerental.

Dynamo De dynamo is d e tweede bron van storing. Een gelijkstroomdynamo veroorzaakt storing omdat d e koliektor ("ompoler") vonken produceert. Een draaistroomdynamo vonkt

1 Figuur 1. Een vakkundig ontstoorde ontsteking. Kondensator (1) en filter (2) ontstoren de bobine en de onderbreker. De verdelerschakelaars 14), de verdelerstekers (5) en de bougiestekers (6) zijn voorzien van weerstanden, die verhinderen dat op de ontstekingskabels stoorsignalen ontstaan. De metalen hulzen op de verdelerkop en op de bougiestekers zorgen voor de HFafscherming.

^Q bobine

fl LJLJ

Lfü

LKJ

^ verdeler

bougies

elex -

11-21

-O

O

boord' nel

storingsbron

O

-O 86761X-3

weliswaar niet, maar wel
Kleine

motoren

In elke auto bevinden zicti 11-22 -

elex

een aantal kleine gelijkstroom-motoren. Motoren van dit type bevatten altijd een koliektor die de ankerwikkelingen in d e motor omschiakelt. De koliektor veroorzaakt storing o p d e lange golf, d e korte golf en de middengolf. Hoewel ook voor deze motoren ontstoringsonderdelen verkrijgbaar zijn, tieeft tiet nauwelijks zin alle kleine motortjes in de auto te ontstoren. Meestal is tiet probleem al opgelost, als men zicti beperkt tot d e motoren van de ruitenwissers, van d e luctitverversing, van d e koelventilator, en, indien aanwezig, van de elektrisctie benzinepomp. De meeste andere motoren tieeft men slectits kortstondig nodig (sproeierpomp, ruitenopener, antennemotor, etc), en zullen tijdens de rit niet noemenswaardig storen. Er is ectiter nog een minder bekende bron van elektrisctie storingen: d e spanningsregelaar van de benzinemeter. Dat is een kleine bimetaal-sctiakelaar die de voedingsspanning van de benzinemeter voortdurend in- en uitsctiakelt. Dit veroorzaakt sctiakelklikken waarvan tiet geluid verandert, als men tegen tiet glas van tiet instrumentenpaneel tikt. Ook voor dit onderdeel bestaan ontstoringsonderdelen. In nieuwere auto's is deze regelaar ectiter elektroniscti uitgevoerd, wat een storingsvrije werking garandeert.

Sekundaire

stralers

storingsbronnen van deze kategorie zijn tiet moeilijkst o p te sporen. Het betreft tiier namelijk metalen delen die weliswaar zelf geen storingen opwekken, maar storingen uit andere bronnen, zoals de ontsteking, opvangen en opnieuw uitstralen (antennewerking). Typiscti voorbeeld: een slectit geaard e motorkap gedraagt zicti o p grond van zijn afmetingen (ongeveer andertialve meter) als een sekundaire straler voor d e FM-storingen uit tiet motorkompartiment. Als we ectiter tiet kontakt tussen de motorkap en de rest van d e karosserie tierstellen met betiulp van een massaband, bereiken we tiet omgekeerde: d e motorkap vormt d a n een afsctierming tegen de motorstoringen, wat wel zo gunstig is. Ook d e bowdenkabels, met name die van tiet gas, van de ctioke en van d e verwarming, geleiden d e stoorsignalen naar d e direkte omgeving van de radio. Een andere oorzaak van storingsproblemen kan de uitlaat zijn, of zelfs de komplete wieloptianging, want deze onderdelen zijn tegenwoordig meestal getieel in rubber gelagerd. In alle gevallen is de remedie: koperen massabanden (deze zijn in elke lengte verkrijgbaar). Ook een massaband tussen motor en karosserie kan een gunstig effekt

Figuur 2. Bij oudere dynamo's (gelijkstroom of draaistroomi moeten de regelaar en de dynamo afzonderlijk ontstoord worden. Dynamo's in meer recente auto's zijn voorzien van een ingebouwde elektronische regelaar, en kunnen ontstoord worden met een enkele kondensator. Figuur 3. Een typisch ontstoorfilter: de smoorspoel dempt de hoogfrekwente signalen en is het meest effektief in de FM-band. de kondensator voert hoogfrekwente signalen af naar massa, en is het meest effektief op de lange golf, de middengolf en de korte golf.

hebben. De b a n d e n moeten kort zijn, maar niet zo kort dat ze d e bewegingen van de onderdelen tiinderen (houd ook rekening met d e trillingen van de motor bij het schakelen). Let er bij het inbouwen op, dat de aansluitlippen g o e d kontakt maken met d e metalen delen die men wil verbinden. Een koeler van aluminium " kan zich ook als sekundaire straler gedragen, maar een koperen massaband zou in dit geval tot korrosie leiden. Gebruik daarom een ontstoorkondensator.

Ontstoren in de praktijk Laat u niet ontmoedigen door het grote aantal storingsbronnen. De storingen treden immers niet alle tegelijkertijd op, en tegen elke storing kan iets worden ondernomen. Als zich in uw auto storingsproblemen voordoen, en d e wagen is nog niet ontstoord, d a n kunt u voor de ontstoring het beste een basis-set aanschaffen. i .X" jk

Ai naar g e l a n g het type van de auto, bevatten deze pakketten ontstoorde bougiestekers, een ontstoorsteker voor de ontstekingskabel tussen bobine en verdeler (deze wordt vastgeschroefd of -geklemd aan de aanwezige kabel), een kondensator voor de dynamo, en een of meerdere massabanden voor d e motorkap. Met een dergelijke ontstorings-set kunnen de meeste storingen worden verholpen. Als er nadien nog storingen overblijven, moet u aan de hand van het geluid de bron opsporen, en deze met behulp van een speciaal ontstoringsonderdeel tot zwijgen brengen. Vraag in twijfelgevallen hef advies van een automonteur die ervaring heeft met auto's van uw merk; hij zal u zeker inlichten over alle bijzonderheden. Ontstoringsonderdelen zijn aanzienlijk duurder d a n de normale elektronische komponenten. Toch heeft het weinig zin, zelf iets in elkaar te knutselen, omdat de normale komponenten niet bestand zijn tegen d e

mechanische belastingen die in een auto kunnen optreden. Vergeet overigens niet d e massaverbinding in de voet van de antenne te kontroleren. Rond het boorgat in het spatscherm ontstaat o p den duur roest. Als de massaverbinding niet volkomen in orde is, zal de anterine gemakkelijk storingen oppikken. De antennekabel rriag niet door de motorruimte gevoerd worden. Ook d e andere kabels, van en naar d e radio, moeten zover mogelijk verwijderd blijven van de storingsbronnen en van d e boordnetleidingen. Als men een auto-audiosysteem gebruikt dat uit meerdere komponenten bestaat (boosters ed^), geldt hetzelfde voor d e onderlinge verbindingen. Natuurlijk moet ook d e massaverbinding van d e radio zelf o p d e juiste wijze worden uitgevoerd: kort en goed. De fabrikanten van ontstoringsmaterialen publiceren informatieve brochures die ook voor niet-specialisten bijzonder interessant zijn. Van Bosch ontvingen

wij "Technische Unferrichtung Funkentstörung", waarin d e oorzaken en d e bestrijding van storing uitvoerig worden beschreven. Bij Beru is d e uitgave "Einführung in die Funkentstörung" verkrijgbaar, een korte maar zeer doeltreffende inleiding tot d e techniek van het ontstoren. Een uitstekend hulpmiddel bij het opsporen van storingen is de Beru service-cassette, die voorbeelden Man allerlei stoorgeluiden bevat. De cassette en de brochures zijn tegen geringe kosten te bestellen bij d e genoemde fabrikanten. Beru

nummers; — kiezen van een telefoonnummer met d e hoorn op de haak; — music-on-hold (muziek in de wachtstand); — regelbaar belvolume; — eenvoudig doorgeven van gesprekken naar een ander toestel o p d e bedrijfstelefooncentrale. De Washington kost f 1175,- (exclusief BTW). PTT

Telecommunicatie geeft op het toestel een jaar garantie. De Washington is te koop in alle Primafoon- en telefoonwinkels van PTT Telecommunicatie. Voor meer informatie kan — gratis — g e b e l d worden met 060403. (X297 M)

Postfach 229 7140 Ludwigsburg tel.: 07141 132-1 Roberf Bosch GmbH Postfach 50 7000 Stuttgart 1 tel.: 0711 8111

1

KALEDOSKOOf Wastiington: telefoontoestel en antwoordapparaat ineen Op 15 september j.l. startte PTT Telecommunicatie met de verkoop van d e "Washington", een technisch geavanceerd telefoontoestel met een ingebouwd antwoordapparaat en andere faciliteiten d i e het telefoneren vergemakkelijken. De geïntegreerde telefoonbeantwoorder kan melden dat men afwezig is, binnenkomende boodschappen en zelf gevoerde telefoongesprekken opnemen en een intern bericht (memo) achterlaten. In het geval men tijdelijk niet gestoord wil worden kan de Washington binnenkomende gesprekken automatisch beantwoorden, o p de

b a n d opnemen en eventueel tegelijkertijd via een luidspreker hoorbaar maken. Belangrijke telefoongesprekken kunnen d a n alsnog direkt afgehandeld worden. Een bijbehorend zendertje maakt het d e eigenaar van de Washington mogelijk de binnengekomen boodschappen vanaf elk willekeurig telefoontoestel af te luisteren (op normale snelheid of versneld). De zender is beveiligd tegen misbruik door derden. De Washington bezit verder alle faciliteiten die een geavanceerd telefoontoestel kenmerken: — automatische herhaling van het laatstgekozen telefoonnummer; — verkort kiezen, waarvoor een geheugen is ingebouwd met een opslagkapaciteit van 20 telefoon-

elex -

11-23

.voor drie banden Het is bij Elex inmiddels een goede gewoonte geworden om ééns in het jaar een kortegolfontvanger te publiceren. Dit jaar presenteren we een kortegolfkonverter — een voorzetapparaat dus dat kortegolfbanden omzet naar de middengolf. Bijna alle moderne middengolfontvangers hebben een ingebouwde ferrietantenne, die niet l
elex

dubbelsuper is, d e eerste die we in Elex publiceren! In het blokschema (figuur 1) hebben we de autoradio maar gelijk meegenomen. Aan de ing a n g van het voorzetapparaat wordt het signaal van d e gekozen (omroep)b a n d eerst gefilterd, in d e mixer wordt het signaal vervolgens met een geschikte oscillatorfrekwentie g e m e n g d . Als xe%u\\aQ\ krijgen we de som- en verschilfrekwentie van het ingangs- en het oscillatorsignaal. Alleen de verschilfrekwentie valt in het middengolfbereik, en deze wordt dan ook door het uitgangsfilter uitgefilterd. Voor d e voorzetschakeling hebben we natuurlijk ook

nog een voedinkje nodig. Uit d e drie standen van de keuzeschakelaar kunnen we al opmaken dat de konverter voor drie banden is ontworpen: 75 m, 49 m en (naar keuze) 31 of 25 m. (De vierde schakelaarstand stelt d e konverter buiten werking, zodat we dan gewoon de middengolf ontvangen).

Stap voor stap Naar g o e d gebruik geven we de bouwbeschrijving van de konverter volgens de "soldeer-en-probeer"methode. Hoewel d e onderdelenplattegrond anders doet vermoeden, moet d e schakeling o p twee aparte printen van

Foto. Zo ziet de kompleet gemonteerde konverter er uit. Preselektorprint, bandschakelaar en hoofdprint met oscillator, mixer en laagdoorlaatfilter worden zo samengebouwd dat de draadverbindingen zo kort mogelijk blijven, en er geen ongewenste koppelingen ontstaan — vooropgesteld dat de massaverbindingen goed uitgevoerd zijn.

Figuur 1. Blokschema van de komplete schakeling. Autoradio en konverter vormen samen een dubbelsuper.

formaat 1 worden gebouwd (oftewel: één doorgezaagde print formaat 2). Eén print moet een beetje vóórbehiondeld worden: waar in de plattegrond T1 is Ingetekend, moet een gat van 5 mm doorsnede geboord worden, precies door het gaatje op de T-kruising van de printbanen. Verder moeten we o p d e werktafel nu al hebben klaarstaan: de middengolfontvanger met een luidspreker en voeding (kan desnoods een auto-akku zijn) en een multimeter. Goed, dan kunnen we beginnen: • Solderen: Tl, R1, R2, C16 en L7. Tl moet zó worden gemonteerd, dat het opgedrukte typenummer vanaf de koperzijde van de print te lezen is. De juiste stand van de transistor is te herkennen a a n het feit dat d e lange drain-aansluiting en het source-pootje (dat is die met het kleine uitsteekseltje) in de g o e d e richting wijzen. De transistor wordt direkt plat o p d e printbanen gesoldeerd, zoals gebruikelijk is in d e hoogfrekwenttechniek. Tenslotte monteren we nog d e d r a a d b r u g naast aansluitpunt d4 (dat is de H-12-V-aansluiting). • Voor d e eerste test wordt de voeding op de print aangesloten. De printbaan waar d e source van Tl o p is gesoldeerd, moet provisorisch a a n massa (O V) worden gelegd.

• We nemen de multimeter op in d e leiding (stand: 20 mA DC) en schakelen de voeding in. Er moet nu een stroom gemeten worden van 10. . . .15 mA (afhankelijk van het voor Tl gebruikte exemplaar m a g deze stroom tussen 4 mA en 20 mA liggen). De stroom die we meten bewijst dat T1 ver in verzadiging Is, omdat beide gates (via weerstarrden van 1 MQ) a a n massa liggen. Tl spert — en dat is kenmerkend voor verarmings-FET's — als tenminste één gate negatief wordt gemaakt. Dus: we laden een kondensator van ca. 1 \x^ op tot 12 V en leggen die (snel!) zó tussen gate en massa dat de "minpool" a a n de gate komt. De FETstroom valt d a n o p slag weg, om echter na een sekonde (ongeveer) weer toe te nemen, o m d a t d e kondensator d a n ontladen is. De te meten spanningen bij d e (geleidende) FET zijn: op de drain ongeveer 12 V, verder O V. • Met een heel kort stukje draad verbinden we d e drain met de antenne-ing a n g van de radio, en we solderen een d r a a d van ongeveer 20 c m a a n één van de twee gates (de O V van radio en print zijn natuurlijk doorverbonden!). Nu zetten we d e radio a a n : de MG-ontvangst verloopt nu via Tl. Door d e 12 V van de print at te schakelen moet de MGontvangst (grotendeels) verdwijnen., We kunnen dit

ook uitproberen zonder d e voeding uit te schakelen: we laden als boven beschreven een kondensator van 1 \^ op en leggen die met de min a a n een van beide gates (maakt niet uit welke). T1 moet gedurende ongeveer 1 sekonde afschakelen. • Vervolgens g a a n we insolderen: L8, L9 (mag 150 HH zijn, als 120/uH niet te krijgen is), C13, C14, C15, CIO, twee soldeerpennen (cl,2,3 en bO) alsmede drie d r a a d b r u g g e n In deze omgeving (nog niet de lange d r a a d b r u g naar T2/T3!). Let op: de soldeerpennen waarop t.z.t. de schakelaar wordt aangesloten, komen a a n d e koperzijde van de print (zie ook de kopfoto)! • De provisorische O-Vaansluiting naar d e source van Tl wordt verwijderd, we prikken drie soldeerpennen Jn d e gaatjes en solderen hier een afschermingsplaatje a a n van ongeveer 20x40 mm (blik of ongeëtste printplaat) — dit is dus die dikke streep in d e onderdelenplattegrond. Behalve als afscherming tussen mixer en oscillator dient het stuk blik ook als massa-verbinding voor de source-printbaan. • We verbinden de radio via een kort stukje draad met de uitgang van de schakeling (dat is pen cl,2,3) en we herhalen de boven al beschreven test. Met behulp van CIO kunnen we (in geringe mate) d e ontvangst-

sterkte regelen. Het mixer-gedeelte Is nu klaar.

Oscillator • R4, R6, R7 en R5 (In deze volgorde, wegens ruimtegebrek!) worden, deels staand, ingesoldeerd. Tevens T2 (let op: de pootjes zitten in een andere volgorde d a n bij standaardtransistoren!). C11 wordt ook gemonteerd, maar knip d e aansluitdraadjes ervan nog niet af, maar verbind die onder d e print provisorisch met elkaar, zodat de kondensator voorlopig nog is kortgesloten (en d e koliektor van T2 aan massa ligt). • Spanningen meten: c a . 9 V op de basis van T2 en c a . 9,7 V op de emitter. De exakte waarden kunnen afwijken, maar het verschil moet 0,6 a 0,7 V bedragen (drempelspanning). • T3 en R3 worden gemonteerd (C11 blijft nog kortgesloten). • De spanning over R4 (ca. 3 V) en R3 (ca. 0,3 V) meten. Ook hier: de waarden kunnen afwijken, maar de verhouding, c a . 10:1, m a g niet of nauwelijks verschillen. • Nu voltooien we het oscillatorcircuit: C12, L5 en C8 (de laatste twee woox de 49-m-band); ook monteren we de draadbrug naast deze onderdelen. Soldeerpennen d2 en dO worden ingezet en voorlopig met elkaar verbonden. De draadjes van elex -

11-25

BF451

BF256B

4.12V

m^ ^ C1...C10 = Trimmer 60,pF

C11 worden nu afgeknipt. We kunnen ook al een stukje draad van ongeveer 20 cm a a n d2 solderen. • Na inschakelen levert de oscillator een frekwentie van ongeveer 4,6 MHz. Dit kunnen we het beste kontroleren met een oscilloscoop of een kortegolfontvanger. Bij gebrek a a n beter kunnen we ook een harmonische opzoeken: bijvoorbeeld In d e 27-MHz-band (CB; daar vinden we d e zesde harmonische van 4,5 MHz). We zetten daartoe het "bakkie" naast d e print, en wikkelen d e d r a a d d i e a a n d2 hangt, om d e antenne. Door C8 te verdraaien moeten we o p een gegeven moment d e oscillator kunnen horen. Wanneer we d e trimmer precies instellen moet het ruisen verdwijnen. De oscillator heeft met z'n uitgangsspanning van 22 V (I) flink wat "power", en harmonischen zijn tot in d e VHFbanden te horen. • Nu monteren we d e lange draadbrug tussen oscillator en mixer. We maken deze van stug ge11-26

elex

ïsoleerd d r a a d , en laten die precies volgens d e plattegrond lopen. Eventueel plakken we 'm later vast, aangezien d e plaats van invloed is o p d e oscillatorfrekwentle. • Bi] wijze van proef kunnen we nu al proberen iets te ontvangen, maar omdat d e preselektor n o g ontbreekt komen middengolfzenders nog te sterk door. Daarom: • We solderen L2, C5, C2, de bijbehorende draadbrug, pennen a2, b2 en d e massapen o p de tweede print. We verbinden d e massa van beide printen door, en bovendien bO en b2. Als antenne solderen we enkele meters litzedraad a a n a2. • Nu wordt hef spannend: C5 en C2 o p sterke ontvangst Instellen, en met de afstemknop van d e autoradio van links naar rechts over d e schaal draaien. Aan één kant kunnen we vermoedelijk al een paar 49-m-zenders ontvangen. Met C8 stellen we in, waar o p d e MGschaal d e kortegolfband komt te zitten. Het afstem-

men van d e Ingangskring (C5 en C2) is een beetje lastig, omdat d e automatische volumeregeling van de radio d e ontvangstverschillen minder g o e d hoorbaar maakt. We kunnen hier dan ook het beste letten o p het achtergrondgeruis. Ondanks het ingangsfilter zullen er n o g wel een paar sterke middengolfzenders doorkomen. Om ze niet te verwarren met KG-zenders, kunnen we d e volgende truc toepassen: we schakelen d e konverter eventjes uit en raken d e antenne-ingang van d e radio met d e hand a a n . Als we d a n weer dezelfde zender horen, is het een middengolfzender. Het midden van d e 49-mb a n d ligt bij een frekwentie van 6,1 MHz. Voor d e afregeling kunnen we daarom het beste letten op een zender in d e buurt van deze frekwentie, bijvoorbeeld Radio Luxemburg o p 6090 kHz. Het heeft trouwens nog niet veel zin te proberen d e boel helemaal g o e d af te regelen, omdat d e instellingen bij d e definitieve

Figuur 2. De schakeling bevat maar drie alttieve onderdelen — daarentegen des te meer passieve HF-komponenten. De spoelen kunnen kant-enklaar gekocht worden, we hoeven dus niet zelf te wikkelen.

Figuur 3. De plattegronden voor de beide printen zijn Itier naast elltaar geteltend. VKe moeten echter twee aparte printen no. 1 tiebben (of een doorgezaagde print no. 2).

Onderdelenlijst: R1,R2 = 1 MQ R3 = 330 Q R4,R5 = 3,3 kQ R6 = 10 kQ R7 = 470 Q. C l . . .CIO = folietrimmer 60 pF (65 pF) C11,C13 = 56 pF keramisch C12,C14 = 100 pF keramisch C15 = 22 pF keramisch C16 = 100 nF LI 6,8 MH L2 18 MH L3 39 MH L4 5,6 nH L5 15 nH L6 47 MH L7 220 f/H L8,L9 = 120 f^H alle spoelen zijn vaste spoelen (H F-smoorspoeltjes) Tl = BF981 T2 = BF451 T3 = BF256B S1a...d = meerdeks draaischakelaar 4-polig 4-standen 2 standaardprinten formaat 1 2 apparaatkiemmen onderdelenkosten (zonder schakelaar) ca. f 30,—

samenbouw van de konverter nog veranderen. • Voor d e beide andere banden passen we dezelfde procedure toe: we solderen d e oscillatorkring L6, C9 (L4, C7) met bljbetiorende d r a a d b r u g en printpen d3 (dl). Preselek-

tor L3, C6, C3 (LI, C l , C4) plus draadbrug(gen) en pennen a3 en b3 (al en b1) monteren. b3 (b2) met bO verbinden, d3 (dl) met dO (verbinding d2-d0 eerst verwijderen!). Antenned r a a d a a n a3 (al). Met C7 kan o p de 25-m- of o p d e

31-m-band worden afgestemd. Als een b a n d helemaal buiten tiet regelbereik valt, moet er een osciliatorspoel of -kondensator veranderd worden: een kleinere waarde geeft een tiogere frekwentie. In tiet volgende nummer zul-

len we het over de samenbouw van de konverter hebben, de afregeling, uitbreiding van het aantal banden, en diverse details van d e schakeling nader bespreken.

71' Til

Slimme

adapter

Dit "meetapparaat" is in ons laboratorium ontwikkeld, en is beslist het eenvoudigste dot er bestaat: een adapter om het stroomverbruik te meten bij batterijgevoede a p p a raten. Het bestaat uit een smal strookje dubbelzijdig printmateriaal. Aan beide zijden is een meetsnoertje vastgesoldeerd. Om het strookje gemakkelijk tussen twee batterijen of tussen batterij en kontaktklem te kunnen schuiven, is de voorkant schuin afgevijld. De twee banaanstekers worden in de multimeter (DC-gelijkstroommeting) gestoken. elex - 11-27

muziek in de auto? êiê >uw Y zelf in! Ook degene die normaliter zijn auto naar de garage zou brengen, liever dan er zelf aan te sleutelen, kan nnet een gerust hart zelf een autoradio inbouwen. Met een klein beetje handigheid kunnen alle problemen opgelost worden. We moeten natuurlijk wel op een paar dingen letten. Vooral: in mechanisch opzicht moet alles oerdegelijk gemonteerd worden. Wat maar nèt vast zit, valt er bij de eerste bocht weer af!

Figuur 3. Vaak zijn bevestigingsschroeven e.d. pas te zien door Figuur 1. We halen even diep adem, en gaan vervolgens de portierbekleding met een kruiskopschroevedraaier te lijf. Als je de

met een kleine schroevedraaier voorzichtig de bekleding wat terug te duwen: de sierring voor de deurklink zit er los opge-

schroeven niet zo snel kunt vinden: kijk dan eens onder

schoven.

sierstrips!

1

•5^^^^^-'^'""' 11-28 -

elex

^ — ^

•

TTrfe bekleding: er

Figuur 5. Oedeu'JytjZV^^ ,oor öe / J " f ' ' ; ^ * f J „ ' te bevelen "'-•"fiZtsduur achter. Het ,s met aa ^^^^^ ^^^, de 1 ^ .

'PSnt van het ^^„rij-

"

____^^^,,^^-——

, ^ ^ K

'

dingen.

Figuur 6. Hier moet de luidspreker komen. Maar is dit plekje wel diep genoeg? We mogen het raam en de rest van het inwendige van de deur niet in de weg zitten.

Figuur 7. Even nameten dus — natuurlijk terwijl het raam naar beneden is gedraaid. Te krap dus. We moeten een raampje maken waarmee de luidspreker iets verder naar voren komt. (Als we hadden gemeten vóórdat we de luidspreker kochten, hadden we dit probleem kunnen voorkomen door middel van een speciale platte luidspreker.)

Figuur 8. Beter twee keer nadenken dan één keer verkeerd zagen! De schroeven komen door het luidsprekerfront en het -chassis, het (zelfgemaakte) afstandsraam en de portierbekleding, en worden van achter met moeren en ringetjes vastgeschroefd. Als luidspreker hebben we het tweeweg-chassis C9.1S-2 van Visaton uitgekozen.

Figuur 10. Bij de luidspreker wordt een zaagtekening bijgeleverd. Na het uitmeten en een laatste kontrole maken we de tekening met een paar stukjes plakband op de achterkant van het paneel vast, en brengen de tekening daarop over met behulp van een stuk karbonpapier. We doen dit op de achterkant omdat de meeste decoupeerzagen aan de onderzijde een wat minder "rafelige" zaagsnede maken.

vestigingsaat^"'^''' hebben overtuigd dat a

luidspreker op de g -^

Figuur 12. Met niet te kleine ringetjes beschermen we de achterzijde van het bekledingspaneel, terwijl we een stuk plasticfolie over de luidspreker plakken om te voorkomen dat water dat door de raamafdichting heen dringt, op het membraan zou druppelen. elex - 11.29

zenuy^sli

§]§

krachtige Kojak-sirene met weinig onderdelen Een sirene wordt doorgaans niet gebruikt omdat-ie zo'n mooi geluid maakt: als de waarschuwing effektief wil zijn moet het geluid opvallend en vooral hard zijn. Aan beide voorwaarden voldoet deze eenvoudige schakeling.

Er zal wel niemand van pure verrukking uitroepen: "Wat een schitterend geluld!" als zijn of haar gehoorzenuw door onze "brulboel" wordt geteisterd. Maar dat hoett ook niet, want het doel van deze mini-herrieschopper is niet zozeer de medemens met welluidend e klanken te verblijden, maar veeleer om die te waarschuwen: tegen Inbrekers, aanstormende fietsers, overlopende badkuipen en soortgelijke rampzaligheden. Het Is dus een apparaatje dat primo geschikt is om alsnog te worden Ingebouwd In schakelingen die we al eens hebben gepubliceerd, en waar de toegepaste piëzo-zoemer niet genoeg lawaai maakt.

Kursus Als je onze "kursus wisselstroom" hebt gevolgd, heb je ongetwijfeld gemerkt dat we het In het septembernummer uitgebreid hebben g e h a d over de astabiele multivibrator. De sirene waar we het nu over zullen hebben, is o p hetzelfde principe gebaseerd. Daarom zullen we hier niet uitvoerig d e werking van de astabiele multivibrator (AMV) g a a n bespreken — we volstaan ermee, naar onze kursus te verwijzen, waar we alles heel duidelijk hebben beschreven. In het schema (figuur 1) zijn de twee transistoren die het hart van de AMV vormen, duidelijk te herkennen: T3 en T4 met

hun kruislings vla kondensatoren verbonden bases. De vraag is alleen waar de overige transistoren voor dienen. Als je g o e d kijkt, zie je dat C2 niet zoals je zou verwachten met de koliektor van T4, maar met d e koliektor van T5 Is verbonden (via R6). T4 en T5 vormen samen een eenheid: een darlingtontransistor die wordt gekenmerkt door een zeer hoge stroomversterking en die wordt gebruikt om de luidspreker aan te sturen. We mogen T4 en T5 daarom als één transistor beschouwen — en dan klopt de schakeling weer prima. De elders In dit nummer besproken netvoeding bevat een vergelijkbare schakeling. De AMV levert een doordringende hoge

toon. Aangezien het een blokgolf betreft, wordt de luidspreker in het trillingstempo In- en uitgeschakeld. Hierdoor ligt het rendement van de schakeling zeer hoog, en is de geluidssterkte eveneens hoog.

De

modulator

Een sirene levert echter geen gelijkmatige toon, maar eerder een geluid dat het beste kan worden omschreven met "wuuli. . . wuuii. . ." enzovoorts. We moeten daarom de konstante AMV-frekwentie o p d e een of andere manier periodiek veranderen. In onze schakeling doen we dat door middel van een zaagtandgenerator. Deze levert een signaal met

9...12V

Figuur 1. De bron van het lawaai dat door de Kojali-sirene wordt geproduceerd, is een astabiele multivibrator, waar we liet al eerder (kursus wisselstroom, september '86) uitvoerig over hebben gehad. Een zaagtandgenerator die met een vierlagendiode is opgebouwd (Tl, T2) moduleert de frekwentie van de AMV zodat we het typische "huilende" sirenegeluid krijgen. T4 en T5 vormen samen een darlingtontrap, die een voldoend grote stroom levert voor de luidspreker, die hier eigenlijk alleen aan- en uitgeschakeld wordt (zie ook: "sympathieke deurbel" uit het juni-nummer). 11-32 -

elex

een frekwentie van enkele Hz, en een verloop dat In figuur 2 Is weergegeven: een spanning die (vrij) regelmatig toeneemt om vervolgens snel naar nul te dalen. Als we deze spanning a a n b i e d e n o p tiet knooppunt van R7 en R8 van de AMV, verandert de toontioogte (frekwentie) van de AlvlV overeenkomstig; d e toon wordt steeds hoger, om d a n plotseling weer te dalen tot zijn laagste waarde. Door dit proces verschillende keren per seconde te herhalen krijgen we het typische "Kojak-sirene"'effekt. We spreken in dit geval ook wel van modulatie van d e AMV-frekwentie. T1 en T2 zorgen in komblnatie met R3 en C3 voor de opwekking van d e zaagtand. De ietwat ongebruikelijke schakeling van de twee transistoren stelt een nabootsing voor van een zogenaamde "vieriagendiode", een onderdeel dat In d e hobby-praktijk maar hoogst zelden gebruikt wordt. Het bouwsel van Tl en T2 g e d r a a g t zich ongeveer als een thyristor: zodra de spanning op de emitter van d e PNP-tor d e waarde bereikt die o p de "gate" staat ("gate"=de basis-kollektor-verbinding, die naar het knooppunt van R1 en R2 gaat) wordt het A-K-trajekt geleidend (A="anode"=NPN-emitter; K="kathode"=PNP-emitter). Daardoor wordt kondensator C3 ontladen. Aangezien het A-K-trajekt ook blijft geleiden nadat de kondensatorspanning (en dus ook de anodespanning) onder de gatedrempel Is g e d a a l d , wordt de kondensator bijna "tot op de bodem" ontladen. Pas daarna gaat het ontlaadcircuit weer sperren, C3 wordt weer opgeladen, en het hele verhaal begint weer opnieuw. We krijgen zodoende een zaagtandspanning, die via R7 en R8 naar^de bases van de AMV-torren wordt geleid.

plaats via het A-K-trajekt van d e met T1 en T2 opgebouwde vierlagendiode (die wordt overigens ook wel thyristortetrode genoemd, maar wat ons betreft m a g je die naam meteen weer vergeten). Omdat R1 gelijk Is a a n R2,^ Is de referentiespanning o p de gate van d e vierlagendiode gelijk a a n de halve voedingsspanning. Diode Dl heeft een funktie die we al kennen uit relais-schakelingen: de zelfinduktie van de iuidsprekerspoel veroorzaakt telkens bij het uitschakelen (dus bij elke negatiefgaande flank van de blokgolf) een tamelijk forse spanningspuls, die in b e p a a l d e omstandigheden de schakeling zou kunnen vernielen. De frekwentie van de zaagtandgenerator kan verhoogd worden door R3 te verkleinen. C l en C2 hebben invloed op d e toonhoogte van de AMV. Ais je die wilt veranderen, moeten beid e kondensatoren met eenzelfde faktor vergroot of verkleind worden.

Inkasten Dankzij het bijzonder geringe aantal onderdelen, zal het voor niemand een probleem zijn de sirene in een klein kastje in te bouwen. Als de sirene buitenshuis gebruikt moet worden, bijvoorbeeld op d e flets, moet de schakeling gevoed worden uit twee in serie geschakelde platte batterijen van 4,5 V, omdat het stroomverbruik niet b e p a a l d klein te noemen is: ca. 150. . .200mA. Als luidspreker moet minstens een 8-W-exemplaar gebruikt worden, dat om d e geluidssterkte nog verder o p te voeren in een klein boxje kan worden ingebouwd. T5 moet worden voorzien van een klein koellichaampje.

2 U(V)

1/2Ub

A/V 1/^1/

(

yr —

• t(S)

Is

86751X-2

' Figuur 2. Zo ziet de zaagtand eruit die door Tl, T2 en C3 wordt geleverd. C3 wordt via R3 exponentieel opgeladen, en wordt dan weer ontladen via het anode-kathode-trajekt van de met Tl en T2 nagebootste vierlagendiode. Figuur 3. De schakeling zelf neemt niet bepaald veel plaats in beslag — maar je moet wel bedenken dat beslist een luidspreker op de uitgang moet worden aangesloten die het geleverde vermogen kan verwerken: een type van 8 W of meer! En die neemt nu eenmaal wèl de nodige plaats in! In plaats van één 16-ohm-luidspreker van 8 W kunnen ook twee 8-ohmtypen van elk 4 W in serie worden geschakeld, of desnoods vier stuks van elk 4 ohm en 2 W. Vergeet vooral niet om TS van een koellichaampje te voorzien!

Onderdelenlijst R1,R2,R8 = 10 l
Voor de duidelijkheid nog even samengevat: C3 wordt via R3 o p g e l a d e n . Het ontladen van C3 vindt elex -

11-33

etex experimenteersysteem astabiele multivibrator: voor elektronische toeters en bellen Zoals we al hadden aangekondigd g a a t het er in deze aflevering om, d e schakeleigenschappen van een transistor te gebruiken voor d e opbouw van een oscillator. De schakeling bestaat uit weinig komponenten, maar het aantal toepassingsmogelijkheden is groot. Door het brede frekwentlebereik van de schakeling kunnen zowel geluidsfrekwenties als ook stuursignalen voor relais en knipperlichten worden opgewekt.

Astabiel, bistabiel, monostabiel Met deze drie begrippen worden drie soorten multivibrators a a n g e d u i d : drie elementaire digitale schakelingen. Het woord "digit a a l " betekent, dat er a a n de ultgang(en) van de schakeling maar twee spanningen kunnen bestaan: nul volt of een spanning die In de buurt van de voedingsspanning ligt. Strikt genomen is dat niet helemaal juist; tijdens het omschakelen doorloopt de uitgang het hele tussenliggende spanningsg e b i e d . Dat omschakelen gebeurt echter zo snel, dat we het in de praktijk kunnen verwaarlozen. Het woord "stabiel" geeft a a n dat de schakeling een voorkeur heeft voor een van de twee uitgangstoestanden. Of dat nu nul volt is of d e voedingsspanning, is hier niet van belang. De a-stablele (niet-stabiele) multivibrator heeft geen enkele voorkeur. Integendeel zelfs. Als de uitgang o p nul volt 11-34

elex

staat, zal d e schakeling uit alle macht proberen daar verandering in a a n te brengen. Is dat gelukt, d a n wil d e schakeling niets liever d a n terugkeren naar de oude toestand. Sommige mensen zijn ook zo. Als we nu het woord "toestand" vervangen door "logisch nivo", dan wordt het duidelijk, wat een astabiele multivibrator doet: aan de uitgang verschijnt een regelmatige rij "nullen" en "enen". Als d e frekwentie daarvan hoog genoeg is, zal zo'n periodieke trilling via een luidspreker als toon hoorbaar kunnen worden gemaakt. Schakelingen die zulke trillingen opwekken worden "oscillatoren" genoemd. De astabiele multivibrator is niets anders d a n een oscillator, die een frekwentie met een b e p a a l d e golfvorm opwekt: de vierkantsgolf of blokgolf.

Trilling, frekwentie, periode Voordat we ons In de schakeling zelf g a a n verdiepen, zullen we eerst de bovengenoemde begrippen moeten definiëren, omdat die in het verhaal telkens weer terugkomen. U kunt er trouwens ook d e aflevering van de "kursus wisselstroom" van deze m a a n d eens o p nalezen, want daarin wordt ook over deze zaken gesproken. Figuur 1a laat het verloop zien van een spanning op het een of andere punt van de een of andere schakeling. Hef lijntje ziet er nogal grillig uit: het verloop van d e spanning is volkomen onregelmatig en herhaalt zich niet. We kunnen dan ook niet zeggen dat deze spanning een b e p a a l d e frekwentie heeft: dat kan alleen bij een periodiek signaal. In

het spanningsverloop van figuur 1b is wel een zekere regelmaat te ontdekken. De tijdsduur die verloopt totdat hetzelfde patroontje zich gaat herhalen, noemen we een "periode". Het aantal perioden binnen een b e p a a l d e tijd heet d e "frekwentie". Om d e frekwentie te meten, gebruiken we d e eenheid "Hertz". Als een periode van een wisselspanning precies een sekonde duurt. Is de frekwentie 1 Hz. Bij een toenemende frekwentie worden de perioden steeds korter. Bij 1000 perioden per sekonde spreken we van 1 kilohertz (kHz). In de hoogfrekwenttechnlek komen we regelmatig het woord "megahertz" of "MHz" tegen. Dan gaat het om een trilling van een miljoen perioden per sekonde. In d e praktijk wordt overigens niet gepraat over "perioden", maar over "trilFiguur 1. Elektrische spanningen die steeds veranderen, kunnen worden afgebeeld in een koördinatensysteem waarvan de horizontale (x-) as de tijd voorstelt. Op ieder willekeurig tijdstip tx kan de bijbehorende spanning worden bepaald door de afstand te meten tot het loodrecht erboven liggende punt van de kurve. Er kunnen periodieke en niet-periodieke signalen worden onderscheiden. Figuur 1b laat een periodiek signaal zien: een bepaald patroon herhaalt zich steeds. De tijd die verstrijkt tot de volgende herhaling noemt men een periode. De spanning die door een astabiele multivibrator wordt opgewekt (figuur 1c) vertoont nog een andere bijzonderheid: het is een rechti hoekspanning.

lingen". Wat is het versctiil? Laten we daarvoor eens een z a a g b l a d bekijken dat in een banksctiroef is vastgeklemd. Als we het z a a g b l a d opzijbuigen en vervolgens loslaten, zien we dat het g a a t trillen: het komt terug in d e neutrale stand, maar door d e vaart schiet het door, de andere kant op. Dan veert het weer terug naar de neutrale positie, en schiet weer door. Dat proces herhaalt zich een groot aantal malen. Een uitwijking naar links en een uitwijking naar rechts vormen samen precies één periode. Dat is g o e d te zien als we d e uitwijkingen van het z a a g b l a d uitzetten o p een horizontale tijd-as. Een onbevooroordeeld toeschouwer ziet echter geen perioden, maar trillingen. In feite maakt het dus niet uit, of er over trillingen of over perioden per tijdseenheid wordt gesproken: er wordt precies hetzelfde mee bedoeld. In figuur 1c zien we d e uitgangsspanning van een multivibrator als funktie van de tijd. Dit patroon is wel zeer regelmatig; we noemen het d a n ook een "blokgolf". De tekening is wel wat geïdealiseerd: in d e praktijk vertonen d e meeste blokgolven kleine afwijkingen van de ideale vorm. Hoe dat komt, zullen we nog zien.

Het

schema

Er zijn zeer veel oscillatorschakelingen bekend en dagelijks worden er nieuwe variaties op dit thema ontworpen. Het toepassingsgebied ervoor is d a n ook zeer groot. Oscillatoren zitten in radio- en televisieontvangers, in audioen videorecorders, in elektronische muziekinstrumenten, in rekenmachines en in computers, om maar wat voorbeelden te noemen. Zelfs versterkers kunnen soms oscilleren, maar dat is d a n een fout in het ontwerp. Hoe een astabiele multivibrator werkt, is gemakkelijker te begrijpen d a n uit te leggen. We zullen het toch proberen. Het eerste

-p^-0+15V

f

- ^ 3 — © + 5V

t:

vf,"

LED, groen

LED rood

:^

C3

C1

100(1 C2 cj 25V -

^

sf

w

BC546

1N4148-

1N4148

0

BC546

i

•0-®

Figuur 2, De schakeling van de AlVIV. Opvaiiend is de bijna aan een Itunstobjelft tierinnerende symmetrie. De diverse draadbruggen zijn nodig voor latere experimenten. Om de schakeling in werking te stellen moeten de punten B en C in ieder geval met één van de voedingsspanningen worden verbonden. Als Bri en Br2 worden weggelaten, wordt de frekwentie van de oscillator zo hoog, dat de wisselspanning via een versterker hoorbaar kan worden gemaakt. Meer daarover in de volgende aflevering.

dat opvalt als we het schema bekijken, is de symmetrische opbouw (figuur 2). De twee transistoren werken als schakelaars. Dat betekent dat a a n hun koliektor, afhankelijk van het basissignaal, een O (een spanning van O volt) of een 1 (vrijwel d e voedingsspanning) ligt. Om precies te beschrijven wat er in de schakeling gebeurt, zullen we een willekeurig tijdstip kiezen en kijken, in welke toestand op dat moment de schakeling verkeert. Daarvan uitgaand kunnen we dan voorspellen wat er verder zal g a a n gebeuren. Daarbij duikt echter een komponent op, die we tot nu toe nog niet hebben besproken: d e kondensator. Dat is een onderdeel dat een elektrische lading kan opslaan. Je zou het dus

kunnen vergelijken met een akku, alleen is de kapaciteit veel kleiner. In figuur 3 zien we een kondensator, die in serie is geschakeld met een weerstand. Afë we d e schakelaar S sluiten, komt d e batterijspanning over de kondensator te staan, die daardoor wordt opgeladen. Tijdens dat o p l a d e n levert de batterij stroom. Als de kondensator nog leeg is, is die stroom hoog. De stroom wordt kleiner, naarmate de lading in de kondensator groter wordt. Uiteindelijk vloeit er geen stroom meer: de kondensator is volledig geladen. De spanning over d e kondensator is dan even hoog als de batterijspanning. In d e rechterhelft van figuur 3 zien we het verloop van de spanning en van de stroom tijdens het laden.

Figuur 3. De werking van een kondensator. Als schakelaar S wordt gesloten, kan de batterij de kondensator opladen. Dat kan worden gekontroleerd door over C een voltmeter aan te sluiten. De spanningstoename verloopt niet rechtlijnig, maar exponentieel; in een volgende aflevering zullen we daar nog nader op ingaan. De laadstroom is aanvankelijk hoog en wordt minder naarmate de kondensator verder is opgeladen. De stroom kan worden aangetoond door een in de stroomkring geschakelde ampèremeter. In het diagram naast het schema zijn de spannings- en de stroomkurve getekend; ze zijn eikaars tegengestelde.

elex -

11-35

Nu we enigszins weten wat een kondensator doet, kunnen we onze aandacht rictiten o p figuur 4. Alle essentiële komponenten van de sctiokellng zijn daar getekend; de transistors zijn weergegeven als sctiakeiaars. In figuur 4a is de linker scfiakelaar gesloten, omdat er o p d e basis via R3 een spanning staat van 0,7 volt. Via R2 wordt C2 o p g e l a d e n , totdat er over die kondensator een spanning staat die gelijk is a a n de voedingsspanning min 0,7 volt. De polariteit van die spanning is in de figuur aangegeven. Tegelijkertijd wordt C1 via R4 o p g e l a d e n ; de minkant van C1 ligt immers via T1 a a n massa. De spanning over C l wordt dus groter in een tempo, dat afhangt van de kapaciteit van C l O p een gegeven moment wordt die spanning zo hoog, dat de drempelspanning van T2 wordt overschreden; T2 gaat dan geleiden. De pluskant van d e g e l a d e n kondensator C2 wordt daardoor met massa verbonden, zodat d e basis van Tl een negatieve spanning krijgt en Tl spert. Dan hebben we d e situatie van figuur 4b gekregen. En omdat d e schakeling volkomen symmetrisch is, herhaalt zich het zojuist beschreven proces, maar dan net andersom.

Power on! Om de (hopelijk zonder fouten opgebouwde) schakeling in de praktijk te testen, moeten er eerst drie d r a a d b r u g g e n worden gelegd. Of de schakeling met 5 of met 15 volt wordt gevoed, maakt niets uit. Allereerst moeten de punten B en C worden verbonden met de voedingsspanning. Omdat d e waarden van C l en C2 b e p a l e n d zijn voor de frekwentie en we de AMV (afkorting voor Astabiele iVlultiVibrator) eerst als knipperlicht willen inzetten, leggen we ook nog 11-36 -

elex

4a

één periode puls

1 pauze I

-•t 86725X-5

6 i

1

r—z^ 1X

1

f —

1X 1/

^i UA2i

'

?n

__-__^

1

TT 86725X-6

de d r a a d b r u g g e n Br1 en Br2. Grotere kondensatoren hebben een langere tijd nodig voordat ze zijn o p g e l a d e n , zodat door deze twee verbindingen de omschakeitijd een stuk langer wordt. Bij het parallel schakelen van kondensatoren is de totale kapaciteit gelijk a a n de som van de afzonderlijke kapaciteiten. C l en C2 hangen er dus min of meer voor spek en bonen bij. Als we nu de voedingsspanning inschakelen, moet de oscillator g a a n werken met een frekwentie van een paar Hertz. Aan de transistors is dat natuurlijk niet te zien; daarom zijn in d e kollektorleidingen de twee LED's ingebouwd, die nu in een snel tempo afwisselend

moeten g a a n branden. Na enige tijd met een gevoel van diepe voldoening dit fraaie resultaat te hebben bewonderd, kunnen we g a a n experimenteren met PI en P2. Die regelen de oplaadtijd van d e beide kondensatoren afzonderlijk. Als de waarden van P1 en P2 gelijk zijn, branden beide LED's even lang. Het knippertempo kan worden geregeld door d e twee potmeters gelijktijdig verder o p e n of dicht te draaien. Nog interessanter wordt hef als we de ene potmeter verder opendraaien dan de andere. Dan verandert de "puls-pauzeverhouding" van d e rechthoekspanning (figuur 5). Een puls is de tijd, dat het uitgangssignaal d e toe-

Figuur 4. Twee verschillende toestanden van de AMV wisselen elkaar af en zorgen voor het oscilleren van de schakeling. In de tekst wordt precies beschreven wat er gebeurt. Figuur 5. Een rechthoeksignaal, waarvan de pulsduur langer is dan de pauzeduur. Dit signaal kan worden verkregen door PI of P2 te verdraaien; een van de twee kondensatoreri wordt dan sneller opgeladen dan de andere. Figuur 6. De signalen aan de twee uitgangen van een AMV zijn ten opzichte van elkaar geïnverteerd: enen worden nullen en omgekeerd. Doordat het opladen van de kondensatoren tijd kost, zijn de linkerflanken van de pulsen gekromd. De kromming komt overeen met die van de spanningskurve in figuur 3.

i

F/guur 7 en 8. Met behulp van de afgebeelde layout kunnen kreatieve lezers zelf de print fabriceren. Wie meer geld dan vrije tijd heeft, kan de print ook kopen Izie pag, 2).

8

Onderdelenlijst R1,R2 R3,R4 P1,P2 C1,C2 C3,C4

= = = = =

470 Q 4,7 l
T1,T2 = BC 546 11

rft

CU-. T a

D1,D2 = LED (rood of groen) 1 print nr. 86725 22 soldeerpennen 4 banaanstekerstiften Geschatte bouwkosten inklusief print: ca. f 20,—

stand "logisch 1" aanneemt. De pauze is d a n natuurlijk de iogisctie nul. In het Engels wordt de puls-pouze-verhouding de "duty-cycle" genoemd en uitgedrukt in procenten. Een symmetrische blokgolf heett dan een duty-cycle van 50 procent: de pulsen de pauzeduur zijn daarbij even groot. Het veranderen van d e knipperduur en van de duty-cycle kan natuurlijk ook gebeuren door de

waarden van d e kondensatoren te wijzigen. De verhouding tussen de twee kapacitelten bepaalt de duty-cycle, de frekwentie wordt door de absolute waarden b e p a a l d . Om bij gelijkblijvende frekwentie de duty-cycle te veranderen, moet de ene kondensator groter en gelijktijdig d e andere kleiner worden gemaakt. Wie in het gelukkige bezit is van een tweekanaalsoscll loskoop kan heel g o e d zien dat

MINI Sa-iAKlSLING thyristor-schakelaar Er zijn zo van die gegevens waar je bijzonder gemakkelijk overheen leest. Een berucht voorbeeld daarvan is de belastbaarheid van relais- en schakelaarkontakten. De ene schakelaar is nu eenmaal niet gelijk a a n de andere, en ook twee 12-V-relais met 300-ohm-wlkkeling kunnen in d e kontaktbeiastbaarheid aanzienlijk verschillen. Met deze minischakeling kunnen we schakelaars en relais met te lichte kontakten een beetje "opkrikken". De twee antiparallel geschakelde thyristoren geleiden telkens bij één halve peri-

o d e van d e wisselspanning. Maar dat doen ze alleen als de schakelaar tussen de beide gate-aanslultingen gesloten is. De gate-stromen zijn vrij klein, zodat d e gebruikte schakelaar niet ai te zwaar belast zal worden. Deze moet overigens wel zo'n 1 A kunnen verwerken, want Q\% we (toevallig) net o p een spanningsmaximum inschakelen, loopt er een zeer korte maar wel forse stroomstoot. De schakelaar moet bovendien bruikbaar zijn voor spanningen tot 250 V (uiteraard, want we schakelen de netspanning!). De maximale stroom die met deze scha-

d e signalen a a n d e twee uitgangen van de schakeling kompiementair zijn aan elkaar: de pulsen van de ene uitgang zijn net zo lang als de pauzes van d e andere (figuur 6). Tevens is dan g o e d te zien, dat de signalen nogal wat afwijken van de ideale vorm. Dat komt omdat de kondensatoren niet In een klap worden o p g e l a d e n ; dat gebeurt geleidelijk. Wat we met deze schakeling, in kombinatie met d e

prints die we al hebben, nog meer kunnen doen, zullen we in de volgende aflevering zien. Bovendien g a a n we ons daar verdiepen in een bistabiele multivibrator. Misschien hebt u zelf al een idee, hoe u met behulp van een AMV een lampje of iets dergelijks kunt aansturen; d a n hebt u de eerste stap gezet op de weg die voert naar het zelf ontwerpen van uw eigen schakelingen.

keling kan worden geschakeld, hangt af van de gebruikte thyristoren (zie de d a t a b l a d e n of vraag de leverancier). Omdat o p de schakelaar of het re-

laiskontakt de volle netspanning %\aa.\, rr\oe\er\ we bij de inbouw de nodige voorzorgen treffen! (zie ook de netspanningsvoorschriften in Elextra).

o—( 220W

o

•k

S

SI = schakelaar of relaiskontakt

O

o

Th1,Th2: naar keuze, bijv. TIG 106D (400V,3A) 86772 • 1

elex -

11-37

veel licht met weinig stniii >m Energiebesparing in het huishouden lijkt tegenwoordig wat minder in de belangstelling te staan. Toch is de stroomprijs — in tegenstelling tot bijvoorbeeld de benzineprijs — de afgelopen tijd voortdurend gestegen en dragen met kolen en olie gestookte centrales een aanzienlijk steentje bij aan de luchtvervuiling. Reden genoeg dus om tenminste een klein beetje zuinig met stroom om te springen. . .

We zullen het deze keer eens over gloeilannpen hebben. Deze manier om licht te maken — tot voor kort het meest gebruikelijk — is niet b e p a a l d ekonomisch te noemen: een dun draadje wordt zo sterk verhit dat het licht uit g a a t stralen. Het licht is d a n eigenlijk alleen maar een bijprodukt: de meeste energie die we in een gloeilamp stoppen wordt omgezet in (nutteloze) warmte. Bij TL-lampen daarentegen wordt d e ultraviolette straling, die door de elektriciteit in het gas van d e buis wordt opgewekt, door d e fluorescentielaag op de wand van de buis voor het grootste deel omgezet in zichtbaar licht. Dat betekent dat eenzelfde stroom bij een TL-buis meer licht oplevert d a n bij een gloeilamp. Naast dit voordeel kent de TL-lamp ook nadelen: "koud" licht, het tijdrovende en irritante "starten" en bovenal d e in vergelijking met een gloeil a m p reusachtige afmetingen. Natuurlijk hebben een paar mensen in d e laboratoria van d e diverse lampenfabrikanten er over zitten nadenken, hoe deze nadelen van de TL-buis kunnen worden opgehe11-38 -

efex

ven. Zo ontstonden bijvoorbeel de SL- en PL-lampen. De E-27 fitting van een SLl a m p doet denken a a n die van een "klassieke" gloeilamp, en inderdaad kunnen ze zonder meer omgewisseld worden, als d e aanzienlijk grotere "peer" tenminste in d e armatuur past. Ondanks d e uiterlijke overeenkomst zit er in d e SL-lamp geen g i o e i d r a a d maar een TLbuisje, dat natuurlijk wel wat korter is d a n we gewend zijn. De smoorspoel en de starter, die anders in de TL-armatuur zitten, zijn ook in de l a m p Ingebouwd. Daarom ook is d e SL-lamp zo zwaar en vooral zo duur. Toch is de prijs (een dikke 25 gulden) zeker d e moeite waard, als we rekening houden met d e lange levensduur — c a . 5000 uur, dat is meer d a n een half jaar ononderbroken — en het zuinige stroomverbruik: een SL-lamp van 18 watt geeft evenveel licht als een gloeilamp Man 75 watt! Tijdens d e levensduur van een SL-lamp loopt d e totale besparing ten opzichte van een gewone gloeil a m p o p tot zo'n 30 a 35 gulden. En hoe zit het d a n met d e al eerder genoemd e nadelen van d e TLlamp? Door het verkorten

van de buis in het SLpeertje, is niet alleen d e afmeting daarvan kleiner geworden, maar kon ook d e brandspanning lager worden. Daardoor "start" de korte buis veel sneller. En d e kleur van tiet lictit is zonder meer aanvaardbaar, zij het niet zo "warm" als van een gloeilamp. Het feit dat we na 5000 branduren naast d e "versleten" buis ook nog een intakte spoel weggooien — een verstokt knutselaar vindt zoiets natuurlijk altijd jammer — is d e prijs die we voor d e vooruitgang moeten betalen. Toch is er een vorm van recycling mogelijk als we overgaan op ^Z-buizen. Die zijn ook erg klein , maar hebben

een aparte smoorspoel (het "voorschakelapparaat") nodig. Daarom heeft men hiervoor een nieuwe fitting ontworpen. Houders voor deze fitting kunnen we bij de vakhandel krijgen, terwijl een geschikte spoel uit een opgebrande SL-lamp kan worden gesloopt. De PLbuis moet van hetzelfde vermogen (in watt) zijn als d e SL-lamp waaruit we de spoel hebben gesloopt. Een starter is niet nodig, want die zit al in het voetje van de buis. Overigens zijn er ook kant-en-klare E-27 fittingen te koop met ingebouwde spoel voor PL-lampen. Bij het uitproberen van PLlampen hebben we een

kleine ontdekking ged a a n : met één spoel kunnen we ook twéé, in serie geschakelde, PL-buizen a a n d e praat krijgen. De spoel moet d a n wel geschikt zijn voor het vermogen van beide buizen samen, dus bijvoorbeeld een 13W-spoel voor twee 7W-buisjes. Deze "truc" is mogelijk omdat d e brandspanning van d e korte buisjes zo laag is, dat ook d e dubbele waarde daarvan (vanwege d e serieschakeling) nog onder d e 220 V blijft. Het slopen van een SLlamp is niet moeilijk: met een soldeerbout en wat zuiglitze verwijderen we de tinklodder a a n de zijkant van de fitting, waar-

na het draadje dat daaracher zit, naar binnen wordt geduwd. Daarna boren we d e gaten onder a a n d e rand van de fitting op, en wordt deze eraf gedraaid. Eventueel kunnen we nog van tevoren het tin a a n d e onderzijde van de fitting weghalen. Als d e fitting is verwijderd, kan de l a m p simpel uit elkaar worden g e h a a l d . We krijgen d a n d e buis te zien samen met d e starter, de spoel en een ding dat er als een weerstand uitziet. Dat is een thermische zekering (om oververhitting te voorkomen) die ook als zekering in d e PL-buis gebruikt kan worden als we dat willen.

Foto 1. SL-lampen: TL-buisje, starter en spoel kompakt samengebouwd. Foto 2. Bij een klein PL-buis je is nog een voorschakelspoel nodig. Foto 3. Voor PL-buizen zijn er fittingen met en zonder spoel verkrijgbaar. Figuur 1. Dit merkt ook prima: één spoel voor twee simpelweg in serie geschakelde PL-buizen.

elex -

11-39

de kwartS'OScillator een frekwentie-stabiele oscillator voor vele toepassingen

Kwarts — bij dit woord denkt men direkt aan bergkristal, het bekende mineraal dat op de foto hierboven is afgebeeld. En wat een kwartshorloge is, hoeven we ook niet nader toe te lichten. Maar 'kwarts-oscillator"? Dat klinkt als een typische vakterm, een woord dat uitsluitend wordt gebruikt door elektronica-specialisten en -hobbyisten. Toch hebben bergkristal, kwarts-oscillators en -horloges alles met elkaar te maken: in een kwartsoscillator bevindt zich ind e r d a a d een minuscuul stukje bergkristal, en elk kwartshorloge bevat een kwarts-oscillator. In dit artikel vertellen we iets meer over de eigenschappen en de praktische toepassingen van het kwartskristal. En natuurlijk geven we ook deze keer een schakeling waarmee u zelf de nodige experimenten kunt uitvoeren.

Mechanische trillingen en resonatoren Elk voorwerp, bijvoorbeeld een staaf, een metalen 11-40 — elex

plaat, en zelfs d e lucht in een ruimte, vertoont mechanische trillingen als we het aanstoten. Alle nietelektronische muziekinstrumenten berusten o p deze eigenschap. De houten staafjes van de xylofoon, bijvoorbeeld worden aangeslagen met een hamertje, en brengen tonen van verschillende hoogte voort, al naar g e l a n g hun lengte. Of men hard op de staafjes slaat, of zacht, heeft geen invloed o p d e toonhoogte: elk staafje trilt uitsluitend op zijn eigen frekwentie. Ook buiten het hoorbare g e b i e d vinden we deze voorkeur voor bep a a l d e trillingsfrekwenties. Een gewicht dat a a n een d r a a d hangt, en heen en weer slingert, kunnen we niet sneller laten slingeren

door het met grote snelheid a a n te stoten: d e slinger bezit een eigen ritme, dat b e p a a l d wordt door de lengte van d e d r a a d , en streeft er naar dat vast te houden. Bij hoge frekwenties kunnen we hetzelfde verschijnsel waarnemen, mits het trillende lichaam klein genoeg is, en uit een geschikt materiaal bestaat. Hout en metaal zijn niet geschikt als resonatoren voor het hoogfrekwente g e b i e d , maar kwarts des te meer: deze stof is namelijk in staat, zich met een mikroskopisch kleine amplitude uit te zetten en weer samen te trekken, miljoenen malen per sekonde. De resonantiefrekwentie van een kwartskristal hangt af van zijn

dikte. Minuscule verschillen, ter grootte van een duizendste millimeter, leveren reeds een andere frekwentie op. Door uiterst nauwkeurig te slijpen, kan men daarom kristallen maken met d e meest uiteenlopende resonantiefrekwenties. De stap van het resonerende kristal naar de kwarts-oscillator, is niet bijzonder groot. In principe werkt een oscillator als volgt: het uitgangssignaal van een versterkertrap wordt teruggevoerd naar de ingang (terugkoppeling). Het teruggekoppelde signaal moet in fase zijn met het ingangssignavQl (fasedraaiing nul of 360 graden). Als men in d e terugkoppellus een resonator opneemt

(die in d e l
Figuur 1. Deze kwarts-oscillator oscilleert op een frekwentie die door het kristal wordt bepaald. NI en N2 zorgen dat de schakeling voldoet aan de terugkoppeling-voorwaarde: fasedraaiing 360 graden en versterking (groter dan 1). Het kristal is opgenomen in de terugkoppellus en gedraagt zich bij benadering als een LC-kring. Figuur 2. Bij deze variant van de schakeling wordt de grondfrekwentie onderdrukt, als de parallel-kring (die bestaat uit de spoel LI en de trimmer C2) nauwkeurig wordt afgestemd op de kristalfrekwentie. De schakeling oscilleert dan op de derde harmonische, wat overeen komt met het drie-voudige van de grondfrekwentie.

N1...N3 = 1/2 IC1 = 74HCU04,74LS04 X1 = 0,1...30MHz

• 5V0—^:^-.•

N1...N3=1/2IC1=74HCU04,74LS04 X1 = 10...50 MHz

voor schommelingen van de omgevingstemperatuur of van de batterijspanning, en ook niet reageert o p de nabijheid van metalen voorwerpen.

De praktijk Na deze theoretische verkenning is de werking van de schakeling die in dit hoofdstuk aan de orde komt, eenvoudig te begrijpen. Ons laboratorium heeft twee varianten van de schakeling ontwikkeld, waarvan u de eerste vindt in figuur 1. De bouwelementen die met N I , N2 en N3 worden a a n g e d u i d , zijn inverterende buffers. Deze bevinden zich, samen met drie soortgenoten, die we in dit geval niet gebruiken, in hetzelfde IC (type 74HCU04). De buffers zijn digitale bouwstenen, zodat ze in principe alleen d e taal van nul

LI = —

( H MHz)

en een verstaan, fvlaar als we de ingang en d e uitg a n g doorverbinden via een weerstand (R1, R2), zullen de buffers zich gedragen als a n a l o g e spanningsversterkers. Omdat d e buffers inverterende elementen zijn, veroorzaken de versterkers elk een fasedraaiing van 180 graden. De totale fasedraaiing (van NI en N2 te zomen) bedraagt dus 360 graden, en d a a r m e e voldoet deze schakeling a a n de terugkoppeling-voorwaarde. Het uitgangssignaal van N2 wordt, via C2 en het kwartskristal, teruggevoerd naar de ingang. Bijgevolg oscilleert de schakeling op de resonantiefrekwentie van het kristal. Al naar g e l a n g de uitvoering van het kristal (er zijn talloze types) kunnen frekwenties tot ongeveer 30 MHz bereikt worden. N3 ontkoppelt d e oscillator, zodat het opge-

wekte signaal niet belast wordt door de schakeling die met het signaal gestuurd wordt. Omdat bij N3 de terugkoppelingsweerstand (820 Q) ontbreekt, werkt deze buffer weer volgens het digitale principe: a a n de uitgang verschijnt een rechthoeksignaal dat allerlei digitale schakelingen kan sturen. Met behulp van C2 kan de frekwentie van de oscillator binnen een zeer klein reg e l g e b i e d worden veranderd.

De boventoonoscillator Met de hier beschreven oscillator kunnen nog hogere frekwenties worden opgewekt, als men gebruik maakt van de harmonischen. Beletten we het oscillatorkristal in de grondfrekwentie te trillen, d a n ontstaat automatisch elex -

11-41

d e zelfinduktie dus: 844 : 400 = 2,11 ^iH (Dat getal 844 geldt voor een kringkapaciteit van 30 pF, bij andere kapaciteitswaarden gelden andere getallen!)

Praktische toepassingen

een derde-boventoon-trilling, d.w.z. d e oscillatorfrekwentie is dan driemaal de grondfrekwentie van het kristal. Figuur 2 laat zien tioe de grondfrekwentie onderdrukt wordt: tussen NI en N2 wordt een parallel-kring geplaatst. De waarde van C2 en het aantal windingen van d e spoel bepalen o p welke frekwentie de kring is afgestemd, en voor deze frekwentie vormt de kring een zeer hoge weerstand. Als we de kring afstemmen o p de grondfrekwentie van de oscillator, wordt deze geblokkeerd, zodat de schakeling op deze frekwentie niet kan oscilleren. Het gevolg is, dat de oscillator gaat oscilleren o p de eerstvolgende hogere frekwentie. In praktisch opzicht houdt dit in: de resonantiefrekwentie van de kring moet hetzelfde zijn als d e frekwentie die o p het kristal is gestempeld. De osciilatorfrekwentie wordt d a n drie maal zo hoog. Het berekenen van zelfindukties en het wikkelen van spoelen is niet altijd eenvoudig, maar in de vakhandel zijn spoelen van bijna elke waarde kant en klaar verkrijgbaar. Welke waarde men nodig heeft, kan met behulp van een eenvoudige formule berekend worden. Voorbeeld: u wilt een oscillator bouwen die een frekwentie van 60 MHz produceert. In dat geval moeten d e kring en het kristal beide een resonan11-42 -

elex

tiefrekwentie van 20 MHz hebben. Als u het getal 844 deelt door het kwadraat van de frekwentie (in MHz), is d e uitkomst de zelfinduktie in i^H\ LI =

844 f2

Voor de gevraagde frekwentie (20 MHz) bedraagt

In d e computertechniek wordt de kwarts-oscillator veelvuldig toegepast, bijvoorbeeld als klok-oscillator voor microprocessors. Een andere toepassing van kwarts-oscillatoren is, zoals reeds gezegd, d e bouw van klokken, tellers en timers. Wie van experimenteren houdt, zal o p dit g e b i e d talloze mogelijkheden kunnen vinden. Ook d e HF-llefhebbers maken gebruik van kwarts-oscillatoren. Wij denken d a n niet alleen a a n het ijken van afstemschalen met behulp van een kristalkalibrator, maar ook a a n het opwekken van d e mid-

denfrekwentie in ontvangers die vast zijn ingesteld o p b e p a a l d e kanalen (CB-ontvangers e.d.). De oscillator kan worden getest met behulp van een oscilloskoop of een korte-golf-ontvanger. Omdat onze kwarts-oscillator rechthoeksignalen opwekt, produceert hij tamelijk sterke harmonischen die men o p d e korte golf kan ontvangen (principe van d e kristal-kalibrator). Als u dus een draaggolf ontvangt die door de oscillator wordt opgewekt, is dat niet vanzelfsprekend d e grondfrekwentie: waarschijnlijk is het een harmonische. Om de grondfrekwentie te vinden, moet u zoeken naar de draaggolf met de laagste frekwentie. De voedingsspanning m a g bij toepassing van de HC-versie niet hoger zijn d a n 6 volt. Bij het alternatieve type (74LS04) is het toelaatbare maximum slechts 5 volt.

Onderdelenlijst oscillator 1 R1,R2 Cl = C2 = C3 =

= 820 n 10 nF keramisch 60 pF trimmer 100 nF

IC1 = 74HCU04* of 74LS04 X I = 8 MHz-l
Onderdelenlijst oscillator 2 R1,R2 = 470 Q Cl = 1 nF l<eramlsch C2,C3 = 60 pF trimmer C4 = 100 nF LI = zie tel<st X I = l
•cjOt?^c(§n

I^^ylj,

o ( ^

luxe voltmeter van de schrooth §1$» nieuw leven voor oude toerentellers Op het eerste gezicht lijkt het autokerkhof wel de laatste plaats waar je een (hobby-)elektronicus zou verwachten: het zijn eerder automobielfanaten die je daar over de wrakken ziet klauteren. Toch halen we het hoofdbestanddeel voor deze schakeling daar vandaan. . .

Sloopauto's vormen, ook voor d e hobby-elektronicus een bijna onuitputtelijk reservoir van onderdelen, waarvan het gewoon zonde is om ze te laten verroesten. Dat zal ook de komende jaren nog wel zo blijven — misschien zelfs nog meer d a n tegenwoordig — omdat de elektronica naar men zegt steeds meer in d e automobielindustrie toegepast wordt. Dan hebben we het trouwens (nog) niet over microprocessoren, die als boordcomputer d e bestuurder moeten helpen zijn bestemming te vinden! Zaken als autoradio's zullen we jammer g e n o e g ook zelden of nooit o p het autokerkhof vinden. Daarentegen zijn in veel wrakken d e dashboardinstrumenten meestal nog onbeschadigd aan te treffen. Een toerentellér kan bijvoorbeeld met een voorzetapparaatje, zoals we hier zullen beschrijven, heel gemakkelijk tot een voltmeter worden omgebouwd. Het o p die manier

verkregen inbouw-meetinstrument verschilt van d e gewone draaispoelmeters vooral door zijn professioneel uiterlijk, mede dank zij d e cirkelvormige (270°) wijzerplaat.

Waarom een voorzetapparaat? Een toerentellér heeft a a n z'n ingang een signaal nodig, dat recht evenred i g is met het toerental van de motor. De ontsteking bijvoorbeeld levert zo'n signaal: hoe sneller d e motor loopt, des te sneller komen de pulsen na elkaar, geheel onafhankelijk van d e versnelling die is ingeschakeld. Het doorgeven van die ontsteekpulsen levert g e e n probleem op: een simpel kabeltje dat met d e bobine is verbonden, is al genoeg (in tegenstelling tot een tachometer, waarbij een ingewikkelde flexibele askonstruktie nodig is). Een toerentellér is dus niets meer d a n een "geval" dat elex -

11-43

U(V)

12...16V

IC1,tC2=RCA3130

Figuur 1. Principeschema van de integrator: een Ifonstante ingangsspanning Uin is aan de uitgang omgezet in een Ifonstant toenemende spanning Uuit, waarbij' de stijging afliankelijlf is van C, R en de grootte van de ingangsspanning. Omwille van de eenvoud hebben we een toenemende uitgangsspanning getekend. In werkelijkheid hebben de stijgende uitgangsspanning en de ingangsspanning een tegengesteld teken. De tekening verklaart de werking van ome schakeling echter prima. Figuur 2. Een verdubbeling van de ingangsspanning heeft een twee maal zo snelle stijging van de uitgangsspanning tot gevolg. Dat betekent dat de tijd die nodig is om een bepaalde uitgangsspanning te bereiken (bijvoorbeeld 1 V) gehalveerd wordt. Figuur 3, Als we de integratiekondensator telkens juist dan ontladen als er op de uitgang één bepaalde spanning staat, krijgen we een periodieke wisselspanning: in dit geval een zaagtand. 11-44

elex

een b e p a a l d e "knetterfrekwentie" (de ontsteking levert nu eenmaal geen mooie sinus of blokgolf) omzet In een bijbehorend e wijzeruitslag. De g e d a c h t e n g a n g actiter onze voorzetschakeling is daarom de volgende: als we een toerenteller als voltmeter willen gebruiken, dus als een a p p a r a a t dat een b e p a a l d e spanning In een wijzeruitslag omzet, d a n moet de te meten spanning eerst in een b e p a a l d e frekwentie (of toonhoogte) worden omgezet, die vervolgens a a n de toerenteller wordt aangeboden. In elektronisch opzicht Is dat "ouwe koek". We hebben daar zo af en toe al eens over geschreven, zij het d a n o p het g e b i e d van d e muziek-elektronica. Het parool Is daar d e VCO: Voltage-ControlledOscillator, of in het nederlands: spanningsgestuurde

osclllator. Bij synthesizers worden VCO's voor d e toonopwekking gebruikt. Hun bijzondere eigenschap is, dat ze een spanning die van het toetsenbord afkomstig Is, omzetten In d e bijbehorende toon van d e toonladder. Tegenover andere methoden om tonen op te wekken, heeft deze methode b e p a a l d e voordelen die we in eerdere nummers van Elex al eens behand e l d hebben. Het belangrijkste is dat er verschillende manieren zijn om spanningen in frekwentles om te zetten, en dat het aankomt o p een zo lineair mogelijk verband tussen stuurspanning en frekwentie. Want dat is nog helemaal niet zo vanzelfsprekend. Bij onze schakeling g a a t het om een Integrator met achtergeschakelde trigger. De beschikbare golfvormen zijn driehoek en

blok. We hebben alleen d e blokgolf nodig om d e toerenteller a a n te sturen.

De integrator — een belangrijke basissclial<eling Figuur 1 geeft het principeschema van een integrator die met een o p a m p Is o p g e b o u w d . Kenmerkend zijn d e Integratlekondensator C en de weerstand R. Een konstante spanning a a n d e ingang levert een konstant toenemende spanning aan de uitgang. Hoe groter d e spanning a a n de ingang, des te sneller stijgt d e uitgangsspanning. Let o p — nu moeten we even een beetje g a a n rekenen! De ingangsspanning en d e stijging van d e uitgangsspanning zijn recht evenredig. Dat wil zeggen: een verdubbeling van d e in-

gangsspanning leidt tot een twee maal zo snel stijgende uitgangsspanning. En een twee m a a l zo snelle stijging betekent: er is d e tielft minder tijd nodig om een b e p a a l d spanningsversctiil te overbruggen (bijvoorbeeld O tot 1 volt, zie figuur 2). Zodra de integrator zijn maximale uitgangsspanning levert, blijft die normaliter daar "stel<en", en reageert niet verder o p d e gelijkblijvende ingangsspanning. Dat ligt ook voor de hand: d e uit-gangsspanning kan niet groter worden d a n d e voedingsspanning! Door de integratie-C echter kort te sluiten kunnen we een soort reset verkrijgen: d e uitgangsspanning zakt naar nul en gaat d a n weer stijgen. Laten we eens aannemen dat we d e kondensator precies o p het moment ontladen dat de integrator zijn maximale uitgangsspanning heeft bereikt. Dan ontstaat, zoals in figuur 3 aangegeven, een zaagtandspanning waarvan d e frekwentie afhankelijk is van de ingangsspanning. Bij een verdubbelde ingangsspanning heeft, als bekend, d e integrator maar de helft van d e tijd nodig om zijn maximale uitgangsspanning te bereiken: d e frekwentie van d e zaagtand wordt dus ook verdubbeld. Bij een halvering van d e ingangsspanning g a a t het precies omgekeerd: nu

heeft d e integrator twee keer zoveel tijd nodig om zijn maximum te bereiken — de frekwentie wordt dus ook de helft. Tot zover het principe — maar hoe ziet dit er nu in de praktijk uit?

Het

schema

In het schema van figuur 4 Is de integratiekondensator (C2) duidelijk te herkennen bij de linker opamp. R2 is de serieweerstand van figuur 1 De frekwentie van d e VCO is — behalve van de ingangsspanning — van d e waarde van deze weerstand en van C afhankelijk. De tweede o p a m p vormt een trigger met hysterese. Wanneer d e uitgangsspanning van d e integrator de waarde bereikt die met R6 en R7 is vastgelegd (de halve voedingsspanning), d a n wordt de uitgang van de trigger hoog en gaat T1 geleiden. Daardoor wordt de integratie-C C2 ontladen. Deze ontlading vindt plaats ondanks het feit dat de kondensator door d e stuurspanning meteen weer wordt bijgeladen: R5 is immers veel kleiner d a n R2. Het gevolg is wel dat d e spanning niet plotseling wegvalt, zoals in figuur 3, maar vrij langzaam terugloopt: we krijgen een driehoek in plaats van een zaagtand. De clou van d e hele zaak is de hysterese van d e trigger. In gewoon nederlands betekent dat, dat

d e trigger niet meteen weer omklapt, als d e uitgangsspanning van d e integrator daalt als gevolg van de ontlading van C2. Hierdoor zou d e integrator namelijk "vastlopen". Pas als de spanning van d e integrator beduidend lager is d a n de waarde waarbij IC2 inschakelde, keert het proces om. De boven- en ondergrens van het signaal van d e integrator vallen samen met d e boven- en onderdrempel van de hysterese van d e trigger (figuur 5). Als gevolg van de relatief langzame ontlading van d e kondensator krijgen we a a n d e uitgang van IC1 een driehoeksspanning en a a n de uitgang van IC2 een blokgolf. Deze laatste kan direkt naar d e toerenteller worden gevoerd. Omdat het laadproces van C2 (via R2) niet wordt onderbroken tijdens het ontladen, wordt d e tijd die het ontladen in beslag neemt, ook door d e ingangsspanning beïnvloed. Het laagdoorlaatfilter R1/C1 onderdrukt storingen a a n d e ingang van de schakeling. De VCO zet spanningen van 0. . .1 V lineair om in frekwenties van O. . . . 250 Hz. Dat komt overeen met 0 . . .15000 impulsen per minuut. De toerenteller van een viercylinder viertaktmotor "verwacht" 2 ontsteekpulsen per motoromwenteling. De 0 . . . 1 V komen dus overeen met een "trajekt" van O. .

Onderdelenlijst bovenste - hysteresedrempet uitgang IC1 onderste - Iiysteresedrempel t ^

— uitgang IC2

R1 = 1 k ö R2,R8,R9 = 100 k S R 3 . . . R 5 = 47 kQ R6,R7,R10,R11 = 10 kS Cl = 2,2|iF/16V C2 = 3,9 nF C3,C4 = 270 pF T l = BC547 IC1,IC2 = 3130 1 standaardprint formaat 1 geschatte bouwkosten zonder toerenteller, kastje voeding en montagemateriaal ongeveer i 15, — .

. .7500 rpm o p d e wijzerplaat. De schaalverdeling kan overeenkomstig worden aangepast. Als we hogere spanningen willen meten, moet C2 vergroot worden.

Testen Als d e wijzer van d e toerenteller niet wenst uit te slaan, kan d e g o e d e werking van het voorzetapparaatje akoestisch heel g o e d worden gekontroleerd. Hiertoe hoeft d e uitg a n g van d e VCO slechts met een LF-versterker te worden verbonden. Sluit d a n op d e ingang van d e VCO een variabele spanningsbron van 0. . .1 V a a n . Bij veranderen van d e ingangsspanning moet d a n een veranderende toon van 0 . . .250 Hz uit d e luidspreker te horen zijn (een lage bromtoon).

Figuur 4. De schakeling verschilt niet wezenlijk van het principeschema van figuur 1. n zorgt voor het ontladen van de integratiekondensator: deze transistor wordt door de met IC2 opgebouwde trigger op het juiste moment in geleiding gestuurd. Figuur 5. Deze twee grafieken laten zien wat er aan de uitgangen van IC1 en IC2 gebeurt: de toppen van het driehoekssignaal liggen tussen de bovenste en onderste hysteresedrempet van de trigger. De frekwentie hangt af van de stuurspanning.

kursus wisselstroom (5) Periodeduur Als het over wisselspanningen en -stromen gaat, spreekt men vaak over "trillingen" of over "golven" en dat is eigenlijk best een duidelijke voorstelling van zaken. Een komplete trilling, die bestaat uit een positieve en een negatieve golf, wordt een "periode" genoemd. De "periodeduur" is de tijd, die nodig is voor een periode; het symbool ervoor is T. De periodeduur van de rechthoekspanning in figuur 3-4 bedraagt 2 sekonden. Daarna begint er een nieuw blok.

tegolfzender de hele wereld worden bereikt. In dit gebied spreken we van HF-frekwenties. , Wisselspanningen van 80 MHz tot 860 MHz worden door FM-radiozenders en door VHF- en UHF-televisiezenders gebruikt. En tenslotte is zelfs het (zichtbare) licht in feite een elektromagnetische trilling met de onvoorstelbaar hoge frekwentie van 400.000 tot 750.000 GHz.

De AMV als

toongenerator

Luidsprekers of hoofdtelefoons veranderen LF-frekwenties in hoorbare geluidsgolven. Het membraan van de luidspreker of hoofdtelefoon beweegt in het rimte van de wisselspanning naar voren en terug en veroorzaakt op die manier in de lucht snelle drukveranderingen.

3-4 ui

0 is

2S

3S

tijd

Van trillingen met een korte periodeduur wordt meestal de frekwentie aangegeven, uitgedrukt in Hz (Hertz): f = De frekwentie geeft dus het aantal perioden per sekonde aan. Bij een periodeduur van een halve sekonde bedraagt d e frekwentie 2 Hz. Om grote getallen te vermijden, kunnen er (net als bij weerstanden) voorvoegsels worden gebruikt: 1 kHz = 1000 Hz 1 MHz = 1000 kHz = 1.000.000 Hz 1GHz = 1000 MHz = 1.000.000.000 Hz Het begrip frekwentie wordt niet alleen bij elektrische wisselspanningen gebruikt. Ook luchttrillingen kunnen in Hz worden gemeten. Duizend luchtdrukvariaties per sekonde bijvoorbeeld, 1 kHz dus, worden door het menselijk oor als een middelhoge toon waargenomen. Hoe hoger een toon klinkt, des te hoger is de frekwentie. Het doel waarvoor elektrische wisselspanningen worden gebruikt, hangt nauw samen met de frekwentie. Gloeilampen en TL-buizen krijgen hun voeding via de netspanning; dat is een wisselspanning van 50 Hz. Omdat ze per halve golf (dus tweemaal per periode) eenmaal oplichten en dan weer (vrijwel) doven, flikkert het licht met een frekwentie van 100 Hz. Dat is voor ons niet waar te nemen omdat het "frekwentiebereik" van het menselijk oog niet verder gaat dan zo'n 20 Hz. Ook het televisiebeeld bijvoorbeeld maakt een kontinue indruk, terwijl het toch 50 maal per sekonde vernieuwd wordt. Bij smalfilmprojektoren, die het met 18 beeldjes per sekonde moeten doen, wordt een truuk toegepast: ieder beeldje wordt tweemaal achterelkaar geprojekteerd. Wisselspanningen van ca. 20 Hz tot ca. 20 kHz kunnen via een luidspreker of een hoofdtelefoon hoorbaar worden gemaakt. Precieze grenzen zijn hier niet aan te geven, omdat die voor Iedereen anders zijn. Bovendien neemt bij het ouder worden de gevoeligheid van het oor voor hogere frekwenties snel af. Hoorbare frekwenties noemen we LF- of audio-frekwenties. Lange-, midden- en kortegolfzenders werken met wisselspanningen van 100 kHz.. .30 MHz, die door zendantennes worden uitgestraald. Het bereik van zo'n zender hangt onder andere a1 van d e gebruikte frekwentie. Onder gunstige atmosferische omstandigheden kan via een kor11-46 -

elex

Bij het volgende experiment wordt de wisselspanning voor een hoofdtelefoon opgewekt met de reeds bekende multivibratorschakeling. Alleen moet nu d e AMV veel sneller oscilleren dan bij de sturing van het knipperlicht. Inplaats van 0,5.. .5 Hz hebben we nu een frekwentie nodig van 500 Hz... 10 kHz, afhankelijk van de stand van de potmeter. Daarom zijn de gebruikte kondensatoren nu aanmerkelijk kleiner.

3-6

•^

hooldtaivfoon (>lDOn>

De tioofdtelefoon kan direkt aan de uitgang van de multivibrator worden aangesloten, als tenminste de impedantie minstens 100 Q bedraagt. De impedantie geeft de verhouding aan tussen de wisselspanning die over een luidspreker staat en de daaruit resulterende wisselstroom. Veel hoofdtelefoons en bijna alle luidsprekers hebben een impedantie van 4 tot 8 Q, dat is voor onze schakeling te weinig. De koliektor wordt dan namelijk zo zwaar belast, dat de AMV niet meer oscilleert. Om de impedantie te verhogen, moet In dat geval een weerstand van 100 Q tussen de uitgang en de luidspreker worden geschakeld.

• < ' - ' .

3-8 De waarden van de potnneters werden groter gekozen om een breder frekwentiegebied te kunnen realiseren. Ook dat moest weer gekompenseerd worden door nog kleinere kondensatoren. Inplaats van de twee potmeters kan ook een stereopotmeter van 2 x 25 kQ (lineair) worden gebruikt; dat werkt wat komtortabeler. C2 en C l zijn gewone foliekondensatoren.

Ub = 4,5V

t

(>HK M H ^ » fl

Deze weerstand reduceert de stroom, maar helaas ook de geluidssterkte. In ieder geval oscilleert nu de AMV en we kunnen duidelijk vaststellen dat de toonhoogte, dus de frekwentie van de toongenerator, verandert bij het draaien aan de potmeter(s).

3-7

L

-J elex - 11-47

I^—Êk

i'

'il

Ê

KOMPONENTEN Komponenten

koptelefoon

Hier een lijst van de in Elex gebruikte onderdelen. Zoals in de rubriek " E l e x t r a " al gezegd, wijken de symbolen soms af van de standaard-versies.

zenerdiode

aarde

De schema's in Elex bevatten o.a. de volgende symbolen:

- ^

gloeilampje

^

neonlampje

thyristor

4

luidspreker

spoel

draad (geleider)

dtac verbindingen

weerstand

spoel met kern

potentiometer (potmeter)

transformator

kruising zonder verbinding

LED (lichtgevende diode)

afgeschermde kabel

£

instelpotmeter

schakelaar (open)

-A

i

^ - / fotodk>de (lichtgevoelige drade)

relais (konlakt in ruststand)

NPN-transistor

drukknop (open)

operationele versterker (opamp) stereopotmeter

O

aansluiting (vast)

PNP-transistor

AND-poort (EN-poort)

aansluiting (losneembaar)

:n>

^^

LDR (lichtgevoelige weerstand) rtyy

meetpunt !

kondensator

variabele kondensator

(ï>-|-^

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluitinj)

batterij-cel

NAND-poort (NEN-poort)

OR-poort lOF-poort)

trimmer N-kanaal J-FET

1^ I-j I-e

elektrolytische kondensator

batterij (3 cellen)

^3-

&- h--- he) batterij (meer dan 3 cellen) 11-48 -

elex

NOR-poort (NOF-poort)

k

zekering

< ^

diode

- & -

P-kanaal J-FET

draaispoelinstru ment

EXOR-poort (EX-OF-poort)

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

'*

i'

KOMPONENTbN ^

^ ^

Kondensatoren Weerstanden worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrul
1

\

1

/ kleur zwart bruin

isie Cijfer

c

Me ifer

vermenigvul- tolerantie digingsfaktor in %

-

0

1

-

1

1

10

I 1%

rood

2

2

100

± 2%

oranje

3

3

1000

geel

4

4

10.000

-

groen

6

6

^00.000

± 0,5%

blauw

6

6

1,000.000

violet

7

7

-

grijs

e

S

wit

9

9

goud

-

-

zilver geen

X 0,1

± 5%

xO.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 %-wattweerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

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 ix?. dus tussen I.QOO.OOO.OOO.OOO ^ ^ " 1.000.000 ''• De waarde isop de kondensator vaak in de Elexschrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; fi03 = 0,03\xf = 30 nF; 100 p (of nlOO of n1) = 100 pF De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 20% hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de kapaciteit en van het materiaal waaruit de kondensator is opgebouwd: / 0,40 tot / 1,50.

HV

Elektrolytische kondensatoren (eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen IpF en lO.OOO^F). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een min-aansluiting, die niet verwisseld mogen worden. Bij tantaal-elko's (een heel klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10(.(F/35 V kost zo rond f 0,40.

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

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 om, dan sperren ze. In doorlaatrichting valt er over de aansluitingen van een

© • 1 0 doorlaatrichting

®

\<

Q

sperrichting

elex - 11-49

KOMmNENTEN siliciumdiode een spanning van ca. 0,6 V (drennpelspanning). De aansluitingen heten l
koliektor

•-C)

+-f

J PNP

( + / I emitter

>K ^ batterij

^0-

lampje

k.

Een kleine stroom die van basis naar emitter loopt, veroorzaakt een (veel) grotere stroom tussen koliektor en emitter. Daarom zeggen we dat de transistor de basisstroom "versterkt" (stroomversterking). Transistors zijn vandaag dé dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen. In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NPN) en BC 557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aansluitingen.

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. 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 mA), prijs ca. f 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A), prijs ca. / 0,25. KOLLEKTOR

EMITTER

• BASIS

In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC 547 en BC 557 ook andere typen gebruiken met ongeveer dezelfde eigenschappen: NPN: BC548, BC549, BC 107 (108, 109), BC237 (238, 239) PNP: BC 558, BC 559, BC 177 (178, 179), BC251 (252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.

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 mA. De kathode (streepje in symbool) herkent men aan het korte pootje. De goedkoopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje.

-

^

H m

pen 1

Geïntegreerde schakelingen

Transistors zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en koliektor. Er zijn NPN- en PNP-transistors. Bij NPN-transistors ligt de emitter altijd aan een negatievere spanning dan de koliektor, bij PNPtypen is dat precies andersom. 11-50 -

elex

meestal afgekort tot "IC's", bestaan tegenwoordig in zoveel varianten, dat er nauwelijks iets in het algemeen over te zeggen valt. De meeste IC's zijn ondergebracht in een DIL-behuizing (dual-in-line): de bekende zwarte "kevertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) wat worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. Om vergissingen te voorkomen is pen 1 op het IC altijd gemerkt met een punt of een inkeping o.i.d.

1 JAAR-ABONNEMENT OP ELEX IS

600 pagina's 600 illustraties 60 zelfbouwprojekten 60 informatieve artikelen . . . en dat voor maar f Al301

Bfrs. 9 8 0 per jaar.

Dat maakt uw beslissing wei erg gemakkelijk! Elex abonnees ontvangen bovendien het tweewekelijkse vakblad Elektronica Aktueel.

Gebruik de beste/kaart elders in het blad en stuur hem op. elex -

11-51