ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1990-77 issue january

telefoonmuziek vult de gaatjes tussen de praatjes

;

•

konverter voor de 2-m-amateurband

soldeerboutrege, kleine lasjes met grote "pokei

8 e jaargang nr. 1 januari 1990 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Uitgeversmij. Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 0 4 4 9 0 - 8 9 4 4 4 Telex 56617, fax: 04490-70161 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: M. Landman Bourgognestraat 13, Beek (L) Elex verschijnt de eerste van elke maand. Het blad wordt ook uitgegeven in het Frans en in het Indonesisch. 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.: 04490-71850 Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Auteursrecht: Niets uit deze uitgave mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, mikrofilm of op welke wijze dan ook zonder 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 3 0 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. Nadrukrecht: © Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-199O Printed in the Netherlands Grafische prod.: G.B.S., Beek (L)

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: ing. K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L Kersemakers bc. Redaktie: J.F. van Rooij leindred.), E. de Ruiter b c , B.M.P. Romijn bc, ing. P.H.M. Baggen, ing. H.D. Lubben, ing. J.P.M. Steeman Ontwerpafd ./laboratorium: J. Barendrecht, ing. A.A.J.N. Giesberts, ing. A.M.J. Rietjens, ing. P.J. Ruiters, ing. M.J. Wijffels

lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers

1-2 - elex

Elex-printen zijn verkrijgbaar in drie formaten: •

la»»;;««

II!

Losse nummerprijs: Nederland f 5,75; België Bfrs. 119 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 Advertenties: R.F.G.G. Troquet (hfd. adv. expl.) M.H. Bertram-Meijering (verkoop) P.J.M. Kunkels (adm.) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

(1/2 x euroformaat), 80 mm x 100 mm f 12,50/Bfrs. 246

formaat 4:

(1/1 x euroformaat), 160 mm x 100 mm f 20,-/Bfrs. 394 (zie afbeelding)

Voor een aantal Elex-schakelingen zijn kant en klare printen verkrijgbaar. Hieronder volgt daarvan een overzicht:

Fotografie: J.M.A. Peters

Jaarabonnement Nederland België buitenland f 57,50 Bfrs. 1190,- f 8 3 , Studie-abonnement f 4 6 , - (Bfrs. 952) 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).

formaat 2:

IS!

Techn. illustraties: L.M. Martin

Abonnementen: Th.H. Dewitte

(1/4 x euroformaat), 40 mm x 100 mm f 7,50/Bfrs. 148

liilj

Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom

Vormgeving/cover: C.H. Gulikers

formaat 1:

•

Redaktiesekretariaat: M. Pardo G.W.P. van Linden

Druk: NDB, Zoeterwoude Distributie: Betapress B.V.

Voor het opbouwen van Elex-schakelingen hebben wij speciale standaardprinten ontworpen. Deze standaardprint is zodanig van koperbanen en gaatjes voorzien, dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een ontwerp uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn geboord volgens het genormaliseerde raster 2,54 mm (1/10 inch), zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen.

•

1986 86659 - Basisprint 86660 - 5 V netvoeding 86661 - experimenteerprint 86717 - + / - 15-volt-voeding 86681 - sinusgenerator 86688 - transistor als schakelaar 86723 - complementaire eindtrap 86687 - transistor en relais 86725 - astabiele multivibrator 86756 - mini-fm-ontvanger 86724 - bistabiele multivibrator 86765 - LCD-display (universeel) 1987 86766 - ingangsverzwakker 87640 - IR audiotransmissie 87022 - LED VU meter 87636 - éénknopstreinbesturing 87653 - fruitmachine 1988 85493 - wisselstraat-indikatie 886025 - auto-audio: regelversterker 886026 - auto-audio: inschakelautomaat 886027 - auto-audio: boosterprint 86799 - testprint opamptester 886034 - DC-ontvanger 886071 - dipmeter 886077 - tiptoets-orgel 886087 - transistor-kurve-tracer 80543 - meeluisterversterker (twee stuks) 886126 - auto-service-module 1989 886127 - VHF-ontvanger 896038 - dia-overvloeier 896140 - IC-monitor 1990 900006-1 - 2-meter-band-konverter

f f f f f f / / f f f f

34, -/Bfrs. 9,65/Bfrs. 15,20/Bfrs. 16,40/Bfrs. 12,40/Bfrs. 9,75/Bfrs. 10,40/Bfrs. 9,75/Bfrs. 10,90/Bfrs. 11,70/Bfrs. 10,60/Bfrs. 14,35/Bfrs.

670 190 300 323 244 192 205 192 218 234 212 287

f / f f f

11,20/Bfrs. 17,45/Bfrs. 6,95/Bfrs. 16,95/Bfrs. 23,75/Bfrs.

224 349 139 334 468

f f f f ƒ / ƒ f f f f

14,70/Bfrs. 27,75/Bfrs. 14,85/Bfrs. 18,50/Bfrs. 10,15/Bfrs. 27,70/Bfrs. 15,30/Bfrs. 40,28/Bfrs. 15,85/Bfrs. 16,30/Bfrs. 16,25/Bfrs.

290 547 293 365 200 545 301 792 312 322 321

f 29,75/Bfrs. 586 / 22,15/Bfrs. 436 f 31,60/Bfrs. 623 f 17,65/Bfrs. 348

software: oktober '87 XSS-100 - telex voor MSX f 25, - /Bfrs. 493 (geformatteerde diskette met MSX.DOS.COM en C0MMAND.COM opsturen) oktober '88 XSS-101 - digisimulator voor Atari 1040 ST ^25,-/Bfrs 493 (dubbelzijdig-geformatteerde 314 "-diskette opsturen) Verzend- en administratiekosten f 5,00/Bfrs. 99 per bestelling. Elexprinten zijn in de meeste elektronica-zaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur B.V. te bestellen d.m.v. de bestelkaart elders in dit blad, of tegen vooruitbetaling op giro 124.11.00 t.n.v. Elektuur B.V., Beek (L) (België: PCR 000-017-70.26.01) o.v.v. de desbetreffende print. Ook via de " d a t a b a n k " (zie kolofon) kan besteld worden.

MAAND

januari 1990

binnenkort We zitten midden in de winter en uitzicht op beter weer is er nog niet. Jammer natuurlijk, maar het strandleven en dat soort dingen moeten we voorlopig nog even uit ons hoofd zetten. Dus is er alle tijd om eens flink aan het solderen te slaan. Behalve dit nummer, biedt ook Elex februari daar weer voldoende aanleiding toe. We hebben dan o.a. een schemerschakelaar voor u die (eindelijk !) ook geschikt is voor PLen SL-lampen, een zeer universeel testertje, en een "geldautomaat" die qua originaliteit die van de Postbank verre overtreft! Nog een maandje geduld.

inhoud zelfbouwprojekten zekeringtester Tester in twee delen, waarbij nummer twee de zekeringen wel héél fors aanpakt... Q 1

bij het omslag Solderen is en blijft het belangrijkste handwerk van elke elektronica-hobbyist...

soldeerstation

magneetslot Schakelaar of slot? Dit vernuftige ontwerp vormt een ideale "verborgen" alarmknop voor thuis of in de auto

10

Vermogensregeling om met een vrij grote soldeerbout toch delikate klusjes te kunnen n n uitvoeren. uO

10 magneetslot — schakelen met een magneet 14 2-meter-band-konverter — praktische kennismaking met het zendamateurisme 21 zekeringtester — twee testers in een 24 elektronisch cijferslot — alleen binnen met de juiste (pin)kode 28 soldeerstation — vermogensregeling met thyristor 34 belverkorter — kapt onnodig lange belsignalen 36 telefoon-muziek — geeft een leuk muziekje tijdens het wachten 39 wekker voor LED-klok — een handig extraatje 42 "gatloze" auto-antenne — montage zonder boormachine

informatieve artikelen 4 5 20,44 33 45

telefoonmuziek Dit simpel "muziekdingetje" waarborgt uw privacy als u tijdens het telefoneren ruggespraak houdt met iemand OC anders. O O

46 47

2-meter-bandkonverter

elextra veiligheid kaleidoskoop marktinfo basisschakeling — spanningsstablisatie nadenkertje komponenten

Om met een gewone wereldontvanger radio-zend-amateurs te kunnen beluisteren in het gebied tussen 144 en -t *

146 MHz

1 ft

elex -

1-3

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

Databank Voor informatie en bestellingen is Elex 24 uur per dag bereikbaar via de Elex/Elektuurdatabank, op telefoonnummer 04490-71850 (behalve op maandag van 12.30 tot 16.00 uur). Voor een verbinding met onze databank hebt u drie dingen nodig, namelijk een computer, een viditel-ontvangprogramma en een telefoonmodem. De procedure is uitermate simpel: — Het databank-systeem is viditel-kompatibel (dus ook dezelfde kodes, adressen en opdrachten). — Sluit de computer aan op de modem en de modem op de telefoonlijn. — Start het viditelontvangprogramma. — Draai het bovengenoemde telefoonnummer. — Druk, zodra u een fluittoon hoort, het knopje 'data' in op de modem. Klaar!

Technische vragen Lezers die problemen hebben met Elex-schakelingen kunnen, behalve via de databank (zie boven), ook telefonisch vragen stellen, en wel op maandagmiddag tussen 12.30 en 16.00 uur, tel. 04490-71850. — Alleen vragen die betrekking hebben op in de laatste drie jaar in Elex gepubliceerde schakelingen komen voor beantwoording in aanmerking. — Helaas kunnen wij niet ingaan op vragen die niet rechtstreeks te maken hebben met de gepubliceerde schakeling zelf, maar met speciale individuele wensen (zoals bijv. aanpassing van onze ontwerpen op fabrieksapparaten). — Wanneer de verkrijgbaarheid van bepaalde onderdelen een probleem vormt, kijk dan eerst de advertenties in Elex en Elektuur na! — Houd uw vraag kort en zakelijk en zorg dat u de nodige meetgegevens bij de hand hebt van de schakeling in kwestie.

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico) = 10 = een miljoenste van een miljoenste 9 n = (nano) = 10~ = een miljardste H = (micro) = 10 ~ 6 = een miljoenste m = fmillij = 10~ 3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (giga) = 109 = miljard Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 kS = 3900 Q 6M8 = 6,8 MS = 6 800 000 Q 0Q33 = 0,33 O Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4//7 = 4,7 ii? = 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.

Meetwaarden Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kö/V.

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

1-4 — elex

Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn meestal vrij klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk na te bouwen. Voor een aantal schakelingen worden speciale printen ontworpen, waarvan een deel in kant-en-klare vorm bij ons verkrijgbaar is. Op pagina 2 vindt u daarvan een overzicht. De overige Elex-schakelingen kunnen worden gebouwd op onze standaard-printen, welke leverbaar zijn 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. Dezich 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 standaard-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen.

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

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 è 30 wattsoldeerbout 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 è 2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden.

7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op. 10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.

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

Netspanning Maak voor de voeding van uw schakelingen zoveel mogelijk gebruik van een losse stekernetvoeding (net-adapter). Is dat niet mogelijk, houd u dan aan de in het artikel "Veiligheid" beschreven voorschriften. Bij reparaties of metingen aan netgevoede apparaten gelden de volgende hoofdregels: * 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.

VEILIGHEID (bron: NEN3544 Elektronische en aanverwante toestellen met netvoeding voor huishoudelijk en soortgelijk algemeen gebruik — veiligheidseisen.) De wet schrijft (terecht!) voor dat alle elektrische apparaten veilig moeten zijn, met name wat betreft elektrische veiligheid en brandgevaar. Dat geldt natuurlijk ook voor zelfgebouwde apparaten. Er is een Europese norm die grotendeels ook door Nederland is overgenomen. Niet iedereen is in het bezit van deze norm en bovendien is het interpreteren hiervan geen eenvoudige zaak. Het lijkt ons daarom verstandig deze NEN3544 — die we verder "de norm" zullen noemen — kompakt samen te vatten, waardoor het ook voor de niet-ingewijde beter mogelijk is op verantwoorde wijze een toestel op te bouwen. De veiligheidseisen hebben voor een groot deel te maken met de netspanning, 220 volt, maar ook met de temperatuur van aanraakbare onderdelen en de brandveiligheid. Alle netvoedingsproblemen kunt u vermijden door gebruik te maken van veilige (goedgekeurde) net-adapters. U bouwt dan geen direkt uit het net gevoed toestel en u hoeft zich geen zorgen meer te maken over de inhoud van de norm aangaande dit punt. Wij raden u daarom aan zoveel mogelijk adapters met een geschikt vermogen toe te passen bij zelfgebouwde schakelingen. Als het om direkt uit het net gevoede toestellen gaat, zijn voor de bouwer twee soorten isolatie van belang: klasse I (enkele isolatie, en altijd voorzien van een steker met randaarde en drie-aderig snoer) en klasse II (dubbel geïsoleerd en voorzien van een netsteker zonder randaarde). U ziet dus dat er altijd een dubbele beveiliging wordt geëist, enkele isolatie met randaarde of dubbele isolatie. Waar het op aan komt, is dat bij een gesloten behuizing alle aanraakbare delen (dus kast, in- en uitgaande leidingen of stekerbussen, knoppen, schakelaarhefbomen enzovoort) geen gevaarlijke spanning kunnen voeren.

Klasse I

Figuur 1 geeft enkele voorbeelden van deze zogeheten euro-chassisdelen en een bijbehorende euroapparaatsteker. Denk eraan dat deze materialen op zich Il/r MA I ook veilig moeten K L n A I zijn, dus liefst voor11\ E U R | of VDE-keur (dat is het Duitse keurmerk). Wees hier kritisch, het kan zijn dat op bijvoorbeeld een tuimelschakelaar staat dat hij geschikt is voor 250 V, maar dat deze toch niet veilig is omdat de luchten kruipwegen op geen enkele wijze voldoen aan de norm van 3 mm voor enkele isolatie en al helemaal niet aan de norm van 6 mm voor dubbele isolatie. De fabrikant bedoelt iets heel anders, n.l. dat de schakelaar niet stuk gaat bij 250 volt! Gebruikt u geen speciale net-entree, maar sluit u het netsnoer direkt aan op het apparaat, dan moet dit zijn voorzien van een deugdelijke trekontlasting. Figuur 2 geeft twee voorbeelden van trekontlastingen die voldoende bescherming bieden tegen schuren, torsie en Jrek op de bevestigingspunten. Denk eraan dat u apparaten van klasse I altijd voorziet van een drie-aderig snoer met daaraan een steker mèt randaarde en hiervoor nooit een snoer met aangegoten euronetsteker zonder randaarde gebruikt! De laatste passen zowel in stopkontakten Iwandkontaktdozenl zónder als mèt randaarde en mogen daarom a/leen voor dubbel geïsoleerde (klasse-ll-)apparaten worden gebruikt. Voor de duidelijkheid: figuur 3 toont een steker met randaarde (links) en een euro-netsteker zonder randaarde (rechts).

Schakelaars Toestellen die niet voldoen aan de drie hierna te noemen voorwaarden moeten worden voorzien van een dubbelpolige netschakelaar. 1! Een enkelpolige netschakelaar is toegestaan voor toestellen die zijn voorzien van een voedingstransformator met gescheiden primaire en sekundaire wikkelingen.

Kort samengevat komt de norm op het volgende neer: Klasse-l-isolatie vereist dat alle geleidende aanraakbare delen deugdelijk worden geaard. Verder moet de isolatie tussen de netspanning en van minstens 2120 V (topwaarde) kunnen doorstaan. Om te voorkomen dat doorslag optreedt door de lucht of over het isolatiemateriaal, moet er tussen de netspanning voerende delen en de aanraakbare delen een lucht- of kruipweg worden aangehouden van tenminste 3 De lucht- of de kruipweg is de kortste afstand (door de lucht of over de isolatie) tussen het deel waar de netspanning op staat en het deel dat aangeraakt kan worden.

Klasse II Ook hier in het kort de eisen: een isolatie die 4240 Vt doorstaat, hetgeen een lucht- of kruipweg vereist van tenminste 6 mm ( 2 x 3 mm), Tevens moeten de draden die verbonden zijn met de netspanning voorzien zijn van een isolatielaag die voldoet aan de eisen voor dubbele isolatie.

Figuur 2. Een netsnoer moet voorzie zijn van een goede trekontlasting.

De praktijk Een van de belangrijkste vuistregels is het zoveel mogelijk gescheiden houden van het gedeelte van de schakeling dat de gevaarlijke spanning voert (meestal dus 220 V) en het overige gedeelte. Probeer het deel met gevaarlijke spanningen zo kompakt mogelijk te houden. Wij raden u aan om een net-entree te gebruiken waarin de zekering, en liefst ook de netschakelaar, geïntegreerd is.

Figuur 3. Een steker met randaarde (links) en een euro-netsteker (rechts).

2) Een funktieschakelaar (hiermee wordt een aan/uitschakelaar bedoeld die niet in het 220-V-circuit is aangebracht) is toegestaan als de voedingstransformator gescheiden wikkelingen heeft en het verbruik van het toestel in de " u i f stand niet meer dan 10 W bedraagt. Wel moet er voor zijn gezorgd dat duidelijk zichtbaar is (bijvoorbeeld d.m.v. een LED) wanneer de steker in het stopkontakt zit en er dus netspanning aanwezig is. 3) Er is geen netschakelaar vereist als het opgenomen vermogen bij normaal gebruik niet meer dan 10 W bedraagt of wanneer het toestel bedoeld is voor kontinu-bedrijf (klok, antenneversterker). Smeitveiligheden en spoelen, kondensatoren en weerstanden voor storingsonderdrukking hoeven echter niet te worden uitgeschakeld. Hoewel het niet voorgeschreven wordt, is het in dit verband wel aan te bevelen om een primaire zekering voor de schakelaar te monteren. Een defekte netschakelaar is dan ook beveiligd.

Bedrading Bij de bedrading van het 220-V-gedeelte moet men zeer zorgvuldig te werk gaan. Gebruik netsnoer of montagesnoer van tenminste 0,75 mm 2 , met een isolatie van tenminste 0,4 mm. Netsnoer met 2 lagen isolatie verdient de voorkeur. De draad moet ook mechanisch stevig zijn bevestigd; alleen solderen is niet voldoende! De draad dient u door een soldeeroogje te steken, om te buigen en dan te solderen. Ontbreken soldeeroogjes, dan kunt u na het solderen een extra versteviging aanbrengen met krimpkous. Geschikt zijn ook kabelschoentjes die met een speciale tang worden dichtgeknepen en dan niet meer hoeven te worden gesoldeerd. U mag de draden van het netsnoer nooit direkt op de print vastsolderen. Wie een klasse-l-apparaat bouwt, moet ook speciale aandacht besteden aan de randaarde. Gebruik een geel/groene geïsoleerde draad, die zo lang moet zijn dat, als er aan de bedrading wordt getrokken, de aarddraad als laatste wordt losgetrokken. De randaarde moet deugdelijk zijn verbonden met alle elektrisch geleidende delen die aanraakbaar zijn. "Deugdelijk" kan dus inhouden dat u bijvoorbeeld de frontplaat wel degelijk moet voorzien van een eigen aarddraad die met de binnenkomende randaarde is verbonden. Is de frontplaat echter d.m.v. metalen schroeven en metalen delen verbonden met een deel van de behuizing dat al geaard is, dan kunt u dit achterwege laten. Let vooral ook op metalen assen van potmeters of schakelaars. Ook die mogen geen gevaar voor aanraking opleveren! Ook als er een storing optreedt, mag er geen gevaar voor de gebruiker ontstaan. Kortgesloten uitgangen, defekte gelijkrichterbruggen en andere fouten die kunnen optreden in het apparaat, mogen geen gevaar opleveren. De temperatuur van aanraakbare delen mag niet te hoog worden en er worden ook eisen gesteld aan de brandveiligheid. Dit alles kan worden bereikt door een juiste keuze van zekeringen (smeitveiligheden), een voldoend stevige mechanische opbouw, de keuze van juiste isolatiematerialen en voldoende koeling (d.m.v. ventilatie, koellichamen). Laat dus geen zekeringen weg die wel in het schema staan. Voor het zelf dimensioneren van de primaire zekering kunt u als vuistregel aanhouden dat de waarde van de trage zekering niet meer mag zijn dan 1,25 x (nominaal. Bij meerdere sekundaire wikkelingen kan het nodig zijn om, met het oog op brandgevaar of een te hoge temperatuur, ook sekundair (snelle) zekeringen aan te brengen (Izekering = Inominaal). Zit er een eiko achter de sekundaire zekering, dan is het beter een trage zekering te gebruiken in verband met de optredende Om nog even terug te komen op ventilatie: Houd punten die de netspanning voeren ver van ventilatiegaten, want ook een naar binnen gestoken schroevedraaier of een naar binnen vallende metalen ketting mag niet in aanraking komen met spanningvoerende delen. Apparaten moeten stevig worden gebojwd. Een val op de tafel van 5 cm hoogte moet ook na meerdere keren geen enkele schade opleveren. Ook na flink rammelen moeten de trafo, de voedingselko en andere essentiële komponenten nog vast op hun plaats zitten. Gebruik geen twijfelachtige of brandbare materialen waaruit gassen kunnen vrijkomen (zoals limonaderietjes als isolatie voor blanke draad, of hout en papier). Schroeven die te lang zijn, moet u inkorten; soms komen die gevaarlijk dicht bij andere komponenten.

Transformatoren

Figuur 1. Enkele euro-chassisdelen en een euro-apparaatsteker. Hiermee is de netspai ning op een veilige manier aan te sluiten. Deze zijn overigens bedoeld voor klasse-lapparaten. Bij klasse-il-apparaten mag er geen aardpen in het chassis-deel zitten.

In de figuren 4 en 5 hebben we getekend hoe een transformator met inachtneming van de veiligheidseisen kan worden aangesloten. Met de aanduiding 1 en 2 geven we respektievelijk aan of er tussen de aangegeven punten een enkele of een dubbele isolatie moet worden toegepast. In principe mogen de in de figuren getekende netschaketaars enkelpolig zijn, omdat alle getekende trafo's

gescheiden wikkelingen hebben. Als we er van uitgaan dat deze trafo's kortsluitvast zijn, dan verklaart dat ook de afwezigheid van een primaire zekering. Als u een "gewone", niet kortsluitvaste trafo gebruikt, dan is een primaire zekering noodzakelijk.

Opschriften Bij alle professionele apparaten ziet u steeds diverse opschriften. Verplicht zijn de volgende: Bij iedere zekering (ook als die op een print zit) moet de stroomwaarde staan vermeld en of het een snelle (F) danwei een trage (T) zekering moet zijn. Verder dient men op de buitenzijde (maar niet op de bodem) te vermelden: de identiteit van het toestel (dit kan een naam of een nummer zijn), de netspanning (bijv. 220 V ~ ) en de frekwentie (bijv. 50 Hz). Mag het apparaat alleen op wisselspanning worden aangesloten, dan moet u het wisselspanningssymbool (~") vermelden.

Veilig werken

gebruik, maar zodra u de kast open schroeft ontstaat een heel andere situatie. Uiteraard raden we u aan de steker uit het stopkontakt te trekken voordat de kast wordt opengeschroefd. Maar aangezien er dan niets te meten valt, zal toch de steker weer aangesloten moeten worden. Voor uw persoonlijke veiligheid is het dan prettig als de lichtinstallatie is uitgerust met een aardlekschakelaar van hoogstens 30 mA. Het is ook mogelijk om een steker of tafelkontaktdoos te gebruiken met een ingebouwde aardlekschakelaar. Aardlekschakelaars die gevoeliger zijn dan 30 mA zijn alleen nodig indien te verwachten is dat de lekstroom kleiner blijft dan 30 mA. In de praktijk zal dit zelden

Dit uittreksel is door de redaktie met zorg samengesteld. Toch kunnen wij geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden ten aanzien van de juistheid van de informatie, noch de eventueel daaruit voortvloeiende gevolgen.

Figuur 4. Het gaat hier om een klasse-i-toestel dat via een dubbel geïsoleerde transformator wordt gevoed. Alle aanraakbare en geleidende delen moeten worden geaard. De uitgangen hoeven in dit geval niet te worden geaard.

Figuur 5. Voor een klasse-ll-toestel is het voor wat betreft de trafo erg simpel: u m teert een dubbel geïsoleerde trafo. U kunt hier ook zien dat de isolatie tussen pun die deel uitmaken van het 220-V-circuit, niet vergroot hoeft te worden.

Figuur 6. Het meest praktische is net bouwen van een klasse-ii-toestel. In deze figuur hebben we de knelpunten van kommentaar voorzien. 1) Gebruik een netsnoer met aangegoten euro-netsteker. 2) Het netsnoer wordt via een deugdelijke trekontlasting naar binnen geoerd. 3) De zekeringhouder. De omgeving van de zekering is ook een prima plaats om type, "soort" netspanning, en de waarde van de zekering te vermeiden luiteraard aan de buitenzijde van de kast). 4) De netschakelaar. De lucht- en kruipweg tussen de kontakten en het chassis moet minstens 6 mm zijn. Gebruik geen metalen knoppen, deze zijn in de meeste gevallen onvoldoende geïsoleerd. 5) De draden dóór de soldeerogen steken en solderen. 61 Breng een kous aan voor dubbele isolatie. 7) De afstand tussen de primaire kontakten tot de kern en de rest van de omgeving moet minstens 6 mm (lucht- of kruipweg/ zijn. 81 Gebruik snoer met tenminste 0,4 mm isolatie en een kerndoorsnede van 0,75 mm. 91 Aan de print en de schakeling worden geen bijzondere eisen gesteld. Uiteraard moet de print wel stevig worden bevestigd. 10) De massa van de schakeling mag worden aangeraakt, omdat de nettrafo voor voldoende veiligheid zorgt (als dit tenminste een veiligheidstrafo is). 11) De kast mag best van metaal zijn, immers het primaire circuit is met een dubbele isolatie van de omgeving gescheiden. Kunststof heeft echter de voorkeur.

elex — 1-5

magneetslot schakelen met een magneet

In eenvoudige alarminstallaties voor huis of auto wordt vaak van een verborgen aan-uit-schakelaar gebruik gemaakt. Met een beetje speurwerk kan zo'n "verborgen" schakelaar door een inbreker echter toch opgespoord worden. Het hier beschreven magneetslot heeft dit nadeel niet: het kan eenvoudig achter het dashboard bevestigd worden en wordt door een magneetje aan uw sleutelbos bediend. Uw alarmschakelaar is dan volkomen onzichtbaar, maar toch makkelijk te bedienen. In principe is er niets tegen het gebruiken van een verborgen schakelaar in een alarminstallatie. Deze moet dan wel zodanig zijn aangebracht dat hij niet gemakkelijk door onbevoegden gevonden kan worden of, wanneer hij wèl zichtbaar is, zodanig zijn uitgevoerd dat niemand op het idee komt dat het een schakelaar is. Uit de praktijk blijkt dat zo'n "verborgen" schakelaar het wat deze beide eisen betreft vaak laat afweten. Een geroutineerd inbre-

1-10 - elex

ker weet namelijk waar hij naar moet zoeken, zodat dan het motto geldt: "wie zoekt die vindt". Alleen indien het zoeken te lang duurt, dan wordt de inbraak in huis of auto oninteressant. Doordat het magneetslot uit dit artikel in de (buiten)muur van de woning of achter het dashboard van de auto verstopt kan worden, is het volkomen onzichtbaar. Alleen de eigenaar van de woning of auto is zodoende in staat om met behulp van het mag-

neetslot de alarminstallatie in of uit te schakelen. Het belangrijkste onderdeel van het magneetslot is een reed-schakelaartje. Dit wordt door een klein magneetje aan uw sleutelbos bediend.

De schakeling Geheel links in figuur 1 is het reed-schakelaartje (SI) te zien plus de bedieningsmagneet. Hoewel de rest van de schakeling natuurlijk met de reedschakelaar verbonden moet

zijn (Ml, M2), kan de reedschakelaar heel goed los gemonteerd worden en via lange aansluitdraden met het overige deel van de schakeling verbonden zijn. Op de maak- of verbreekkontakten van relais Rel (rechtsboven in figuur 1) moet uw alarminstallatie worden aangesloten. De schakeling bestaat in hoofdlijnen uit een monostabiele multivibrator (ICla), een flipflop (IC2a), een astabiele multivibrator (IClb) en een (uitscha-

Figuur 1. Met een magneet (geheel links) wordt een reedschakelaar gesloten. Vrijwel onmiddellijk set monoflop ICla flipflop IC2a, zodat via Tl het relais bekrachtigd wordt. ICIb en IC2b vormen een uitschakelbare knipperschakeling.

(+)5V

IC1

IC2

01

© ©

'A

I

M1

B

IC1a Q C

I 1N4148

CLB

CLK IC2a K

EXT

i

13

"Igl

BC337

M2

5V(+)

IC3 78L05

10...18V

16\

IC1b Q

CLK IC2b

CEXT

IC1 = 74HCT123 IC2 = 74HCT73

keibare) flipflop (IC2b). Schakeltransistor T l zorgt voor het bekrachtigen van het relais (Rel). Tenslotte bevat de schakeling nog een spanningsstabilisator (IC3). Zodra er een magneet in de buurt van reed-schakelaar SI wordt gebracht, sluit SI. Als gevolg hiervan ontlaadt C5 zich via R2. Normaliter (wanneer SI open is) wordt de spanning op de bovenste plaat van kondensator C5 via Rl en R2 op plus 5 volt gehouden. Door het ontladen van C5 krijgt pen 1 van ICla een negatief gaande flank (dus een hoog-laagovergang) te verwerken, zodat deze monoflop getriggerd wordt en zijn door R3 en C6 bepaalde monotijd van 1 sekonde gaat afwerken. Tijdens het doorlopen van de monotijd is pen 4 van ICla, die normaliter "hoog" is, "laag". De "lage" puls van 1 sekonde lengte wordt gebruikt als omschakelsignaal (kloksignaal) voor flipflop IC2a. De rond ICla opgebouwde monostabiele multivibrator (monoflop) wordt dus gebruikt om flipflop IC2a van een duidelijk

gedefinieerde klokpuls van 1 sekonde lengte te voorzien. Als SI rechtstreeks op de klokingang van IC2a zou zijn aangesloten, dan zouden er door denderverschijnselen bij het sluiten en openen van SI een hele hoop klokpulsen achter elkaar opgewekt worden. Flipflop IC2a zou dan heel moeilijk in de goede stand ("set" of "reset") gezet kunnen worden; vandaar de tussengeschakelde monoflop. Ook direkt bij SI is al een beveiliging aangebracht, en wel in de vorm van het RC-netwerkje bestaande uit Rl, R2 en C5. Dit buffernetwerkje zorgt ervoor dat ICla niets merkt als SI maar heel eventjes sluit, bijvoorbeeld door een mechanische stoot tegen de reedschakelaar. Ook worden door R2 en C5 elektrische stoorpulsen onderdrukt die door de (lange) bedrading tussen Ml en SI zouden kunnen worden opgepikt. Dergelijke stoorpulsen zouden de monoflop van ongewenste schakelpulsen kunnen voorzien en dus per abuis kunnen triggeren.

Elektronische wisse/schakelaar

de voedingsspanning nog ontladen is, en zich pas na korte tijd via R4 oplaadt. Flipflop IC2a kent per definitie twee mogelijke toestan- R4 en C7 vormen dus een zogeheten "power-up-reset" den: één waarbij de Quitgang "hoog" is en een an- niet alleen voor IC2a, maar ook voor ICla en ICIb. dere waarbij de Q-uitgang "laag" is. De Q-uitgang heeft Aangezien op de Q-uitgang van flipflop IC2a de basis altijd het tegengestelde nivo van T l is aangesloten (via als de Q-uitgang. stroombegrenzingsNa iedere klokpuls veranweerstand R5), bepaalt de dert het nivo op de uitgangen van de flipflop. Zon flip- toestand van deflipflopof de transistor geleidt of flop lijkt dus qua gedrag sterk op de drukschakelaars spert. Na het inschakelen van de voedingsspanning, die vroeger op burolampen dus in de toestand "reset", zaten: één keer drukken: is de Q-uitgang van de fliplamp aan; nog een keer flop "laag". In dat geval drukken: lamp weer uit. De krijgt T l geen basisstroom schakeling uit figuur 1 veren spert hij. Relais Rel is toont in zijn bediening precies hetzelfde gedrag. Indien dan niet aangetrokken, zodat de verbreekschakelaar men met een magneet (P en V) gesloten is (geteeventjes langs SI strijkt, kende toestand). Behalve dan komt de flipflop in de dat T l dan geen basistoestand "set"; houdt men daarna opnieuw de magneet stroom krijgt, loopt er ook bij SI, dan komt de flipflop geen stroom door indikatieLED D3 en zijn voorschain de toestand "reset". kelweerstand R9. Dit LED-je Bij het inschakelen van de is dus uit als deflipflopgevoedingsspanning wordt de reset is. flipflop altijd in de stand "reset" gezet door een "laag" op zijn reset-ingang (pen 2). Reset-LED Dit "laag" ontstaat doordat Omdat het hier om een beC7 bij het inschakelen van dieningsschakelaar voor een elex - 1-11

Onderdelentijst

R1,R4 = 10 kQ R2 = 47 kQ R3,R6,R7 = 220 kQ R5 = 3,9 kS R8,R9 = 330 Q C1 = 470 MF/25 V

C2.C3 = 100 nF C4,C5,C7 = 2,2 /uF/16 V C6 = 10 nF/16 V C8 = 47 nF C9 = 1 M F / 1 6 V D1 = D2 = D3 = T1 = IC1 = IC2 = IC3 -

1N4148 LED 5 mm rood LED 5 mm groen BC337 74HCT123 74HCT73 78L05

Re1 = relais: spoelspanning 12 V, spoei-weerstand 330 Q, met wisselkontakt, bijvoorbeeld Siemens V23127-B0002-A1O1 S1 = reed-kontakt plus magneetje

Geschatte bouwkosten: zonder print, behuizing en voeding circa f 20,-

Figuur 2. De onderdelenopstelling van het magneetslot voor een Elexprint formaat 1. Figuur 3. Het prototype tijdens de testfase in het het lab.

1-12 - elex

alarminstallatie gaat, is de schakeling uit figuur 1 nog van een tweede indikatieLED voorzien. LED D2 laat na het inschakelen van de voedingsspanning door een waarschuwend geknipper weten dat de flipflop in de toestand "reset" staaj. Doordat er dus altijd'één van beide LED's aktief is, weet u zeker dat de schakeling' voedingsspanning krijgt. Zodra u na het inschakelen van de voedingsspanning met behulp van de magneet flipflop IC2a set, gaat D3 kontinu branden en staakt D2 zijn waarschuwend geknipper. Het relais trekt op dat moment aan, doordat Tl nu wel basisstroom krijgt en de relaiskontakten M en P sluiten. Het knippersignaal dat D2 levert, wordt opgewekt door de schakeling rond IClb. Dit gedeelte zou zich, net als bij ICla het geval is, als een monoflop willen gedragen, ware het niet dat het signaal van de Q-uitgang wordt teruggevoerd naar de klok-ingang, pen 9 van IClb. Als gevolg hiervan ontvangt de klok-ingang (of trigger-ingang) van IClb iedere keer na het verstrijken van de monotijd weer een triggerpuls, zodat de monotijd opnieuw doorlopen wordt. We kunnen bij IClb dan ook niet meer van een monoflop spreken, maar hebben met een astabiele multivibrator te doen, een blokgolfgenerator dus. Nu is het wel noodzakelijk dat er een kleine vertraging bestaat tussen het "laag" worden van de Q-uitgang van IClb en het opnieuw starten van de "monotijd". Anders zou de Q-uitgang

maar nauwelijks de tijd hebben om "laag" te zijn. Het gevolg hiervan zou zijn dat IC2b veel te korte "lage" klokpulsen uit IClb zou krijgen en niet goed op deze klokpulsen zou kunnen reageren. Om het doorgeven van het "lage" nivo van de Q-uitgang naar de triggeringang van IClb wat te vertragen, is het RC-netwerkje R7/C8 aangebracht. Doordat het spanningsnivo op de bovenste plaat van C8 wat vertraagd reageert op de nivo-veranderingen op de Q-uitgang, wordt de spanning over de kondensator wat later "laag" dan de Quitgang. Als gevolg hiervan wordt IClb pas korte tijd na het beëindigen van zijn monotijd via pen 9 opnieuw getriggerd, zodat de Quitgang voldoende tijd gegund wordt om "laag" te zijn. Door de aanwezigheid van R7 en C8 krijgt IC2b dus voldoende lange klokpulsen.

Nog een flipflop Net als bij flipflop IC2a het geval is (en bij iedere andere flipflop) verandert bij IC2b het nivo van de Q-uitgang na iedere klokpuls die er op de klok-ingang binnenkomt. Ook IC2b gedraagt zich dus als een drukschakelaar met wisselkontakt. Na één klokpuls gaat D2 dus branden, na een tweede weer uit, na een volgende weer aan, enzovoort. Flipflop IC2b is ook nog van een uitschakellijntje voorzien, namelijk de_ verbinding die tussen de Qnuitgang van IC2a en de R-ingang (resetingang) van IC2b loopt. Omdat de reset-ingang "laag-aktief" is (zoals het

niet-streepje boven de "R" aanduidt), werkt de flipflop normaal, indien zijn resetingang "hoog" is. Dit is alleen het geval indien IC2a in de stand "reset" staat, bijvoorbeeld vlak na het inschakelen van de voedingsspanning. Indien u dan met een magneetje flipflop IC2a "set", dan wordt de Q-uitgang van IC2a "laag", zodat IC2b via zijn reset-ingang in de stand "reset" gehouden wordt. Doordat IC2b het signaal van IClb dan niet meer aan D2 kan doorgeven, stopt D2 met knipperen. Omdat de schakeling niet door ongewenste stoorpulsen getriggerd mag worden, is de voedingsspanning gestabiliseerd. IC3 zorgt ervoor dat de spanning keurig op 5 volt gelijkspanning blijft, terwijl eiko's Cl en C4 eventuele "klappen" op de ingangs spanning moeten opvangen. C2 en C3 sluiten zeer kortstondige piekspanningen kort die de twee elko's (door hun ongewenste spoelwerking en ander traag gedrag bij hoge frekwenties) niet kunnen kortsluiten. Diode Dl sluit spanningspieken kort die ten gevolge van induktie over de relaisspoel ontstaan op het moment dat de stroom door de spoel plotseling onderbroken wordt. Deze induktiepieken zouden Tl kunnen vernielen.

Opbouw De schakeling past uitstekend op een Elexprint formaat 1. De onderdelenopstelling hiervoor is in figuur 2 te zien. De foto in figuur 3 toont het prototype tijdens de labtest, terwijl fi-

Figuur 4. De schakeling wordt in de auto op een bestaande alarm-installatie aangesloten.

guur 4 het inbouwstadium laat zien. De schakeling kan permanent op een voedingsspanning van 10. . .18 volt blijven aangesloten. Hoe lager deze spanning is, hoe minder werk IC3 heeft om hier een gestabiliseerde 5-voltspanning van te maken. De schakeling kan het beste in een stevig kastje worden ondergebracht. Heel belangrijk is de montage van het reed-schakelaartje. Dit moet uiteraard goed bereikbaar zijn voor het bedieningsmagneetje, maar mag zich bijvoorbeeld niet te dicht in de buurt van het magneetveld van een autoluidspreker bevinden, want anders werkt het niet. Houd er bij het monteren en bedienen van het reed-schakelaartje

voorts rekening mee dat de reed-kontakten een zekere richtingsgevoeligheid vertonen voor het magneetveld; het magneetje dus in de goede stand houden. Indien het schakelaartje zich niet achter een kunststoffen, maar een metalen wand bevindt, kontroleer dan even of de desbetreffende metaalsoort het magneetveld wel doorlaat. Als bedieningsmagneetje hebben wij een exemplaar van een deursluiter gebruikt, zoals in de meeste keukenkastjes wordt toegepast. Omdat dit in een plastic houdertje gemonteerd is en van gaten voorzien is, kan zon magneet prima aan een sleutelbos bevestigd worden. Bij inbouw van de schakeling in een auto kan voor

de verbinding tussen SI en M2 heel goed het chassis van de auto gebruikt worden. Of u de maak- of de verbreekschakelaar van het relais gebruikt, is afhankelijk van het alarm waarop u het magneetslot wilt aansluiten. In elk geval is het de bedoeling dat het alarm op scherp staat wanneer de kontakten zich in de getekende toestand bevinden. Dit heeft als voordeel dat bij spanningsuitval of een defekte relaisspoel het alarm op scherp staat. Voorts geldt dan onder normale omstandigheden: alarm op scherp, D2 knippert; alarm op non-aktief, D3 brandt. (906007X)

astabiele multivibrator: Dit is evenals de monostabiele multivibrator, een multivibrator met twee toestanden, alleen zijn ze beide niet stabiel. Dit heeft tot gevolg dat de uitgang telkens tussen de beide uitgangswaarden heen en weer springt. Met andere woorden: de schakeling is een blokgolfoscillator. flipflop: Dit is een soort elektronische schakelaar die twee stabiele toestanden kent. Geeft men op de ingang een opgaande puls, dan wordt de uitgang "hoog"; na een negatieve puls op de ingang is de uitgang "laag". De schakeling onthoudt dus wat er voor een puls op de ingang is geweest, en kan daardoor als eenvoudig geheugen dienst doen. monostabielc multivibrator: Net als de flipflop kent de monostabiele (of ook "one shot"-) multivibrator twee toestanden. Daarvan is er maar één (- mono) stabiel. De andere toestand kan maar een zekere tijd duren en is dus niet blijvend. Monostabiele schakelingen worden vaak als tijdschakeling gebruikt, bijvoorbeeld als u een lamp na een druk op de knop na een minuut of zo weer wilt laten uitgaan. reed-schakelaar: Dit is een glazen buisje met daarin twee schakelkontakten die met behulp van een magneet bediend kunnen worden. elex -

1-13

beluister de wereld van de zendamateurs

2-meter-band-konverter een frekwentie-omzetter voor een wereldontvanger

Naast professionele radio-gebruikers is er een zeer grote groep die als vrijetijdbesteding met ontvangers en zenders hobbyen. De gebruikers van de 27-MHz-band zijn hiervan een voorbeeld. Over deze groep willen we het echter niet hebben, want er bestaat nog een kategorie, namelijk die van de officiële gelicenseerde radio-zend-amateurs. Deze mensen mogen in een groot aantal frekwentiegebieden vrijelijk met zenders experimenteren. Voor hen die geïnteresseerd in radio zijn, is het best aardig om hetgeen zich op die amateurbanden afspeelt te beluisteren. Daarvoor is dan wel wat apparatuur noodzakelijk, bijvoorbeeld een wereldontvanger en eventueel de konverter die we nu gaan beschrijven. Wie in het bezit is van een goede kommunikatieontvanger voor de kortegolfbanden, kan daarmee al een groot aantal van de amateur-frekwenties beluisteren. Voor hen die niet zo bedreven zijn in de diverse buitenlandse talen, is de 80-meter-band het interessantste ( 3 , 5 . . . 3,8 MHz) en wie het wat verderop wil 1-14 - elex

zoeken, moet maar eens luisteren tussen 7,0 en 7,1 MHz (de 40-meter-band), 14,00 en 14,35 MHz (de 20-meter-band), 21,00 en 21,45 MHz (de 15-meterband) of 28,0 en 29,7 MHz (de 10-meter-band). Op de genoemde frekwentiebanden kunt u zendamateurs uit de hele wereld tegenkomen. Gaat uw be-

langstelling echter meer uit naar hetgeen zich op lokaal nivo afspeelt (binnen een straal van 50 tot 100 km), dan is de 2-meter-band het geschiktste frekwentiegebied om naar te luisteren. Daarnaast wordt er op deze band voornamelijk gebruik gemaakt van frekwentiemodulatie in plaats van enkelzijbandmodulatie,

waardoor een veel simpelere ontvanger gebruikt kan worden.

De benodigde spullen Voordat we naar de schakeling gaan kijken, laten we u allereerst zien wat er allemaal nodig is om de 2meter-band te ontvangen.

1

2 Tl ontvanger 28..30MHZ

/

L3.L4

0— 144 146MHz

Konverter 144..146MHZ

28.. 30MHz

T2

A

L6

58 30MHZ

T3

-•Di116MHz

Figuur 1. Behalve de konverter hebt u ook een geschikte antenne voor de 2-m-band nodig en uiteraard een achterzet-ontvanger voor het bereik van 28. . .30 MHz.

r

Figuur 2. Door menging wordt er als het ware 116 MHz van het antennesignaal afgetrokken, zodat het bereik van 144. .. 146 MHz wordt verlegd naar 28. . .30 MHz. Figuur 3. Slecht drie halfgeleiders zijn noodzakelijk om het karwei te klaren. Zoals dat bij hoogfrekwentschakelingen gebruikelijk is, zijn er wel de nodige passieve komponenten vereist, om er voor te zorgen dat de aktieve komponenten hun taak kunnen volbrengen.

Met alleen de konverter bent u er namelijk nog niet, omdat dit apparaat alleen een omzetter is voor het frekwentiegebied van 144. . . 146 MHz en geen komplete ontvanger. Dit betekent dat u nog een zogenaamde "achterzetontvanger" moet hebben waarop het frekwentiegebied van 2 8 . . . 30 MHz te beluisteren is. Liefst één die zowel frekwentie- als enkelzijbandmodulatie (in het Engels afgekort als SSB) kan detekteren. Een 27-MHzontvanger zou ook nog kunnen, maar daarvoor dient u de konverter enigszins aan te passen, iets waar we nog op terugkomen. Naast de achterzet en de konverter hebt u ook een speciale antenne nodig, want een willekeurig stuk draad is helaas niet bruikbaar. Gelukkig zijn hiervoor verschillende typen in de

handel en wilt u zelf iets maken, dan kan dat ook. De discone-antenne die we in december '88 gepubliceerd hebben, is uitstekend bruikbaar en wie iets beters wil, zal moeten wachten tot volgende maand. Dan publiceren we een 9-elementsantenne. Samengevat hebt u dus de drie onderdelen nodig, die op de in figuur 1 getekende manier achter elkaar gezet dienen te worden.

Van 144 MHz naar 28 MHz en van 146 MHz naar 30 MHz Zoals uit figuur 1 af te leiden is, moet de konverter op de een of ander manier het binnenkomende antennesignaal omzetten naar een andere frekwentie, zonder daarbij de informatie (bijv. het audiosignaal waarmee de zender gemoduleerd is) aan te tasten. Op zich

lijkt dit een lastige bewerking, maar gelukkig is een en ander vrij gemakkelijk te verwezenlijken. Wanneer namelijk twee signalen met verschillende frekwenties in een niet-lineair (versterker)element samengevoegd worden (in de hoogfrekwenttechniek hebben we het dan over een mengtrap), dan ontstaan er een groot aantal nieuwe signalen, die qua amplitude overeenkomen met de ingangssignalen. Dit verschijnsel kent de musicus als zweving en wordt door hem gebruikt om muziekinstrumenten te stemmen. De nieuwe frekwenties die op deze manier opgewekt worden, staan in een zeer simpele relatie tot elkaar. Zo blijken er signalen te ontstaan waarvan de frekwenties overeenkomen met de som en het verschil van de twee ingangsfrekwenties. Bij een konverter die een hoge frekwentie omzet naar

een lagere waarde hebben we niets aan het somsignaal, zodat we ons alleen op het verschil hoeven koncentreren. Uit het gegeven dat we een frekwentie van 144 MHz willen omzetten naar 28 MHz valt af te leiden dat we als mengsignaal 116 MHz of 172 MHz nodig hebben (144 - 116 = 28 of 172 - 144 = 28). Om praktische redenen kiezen we voor 116 MHz, omdat deze frekwentie gemakkelijker op te wekken is, maar ook omdat dan het frekwentiegebied van 144. . .146MHzexakt overeenkomt met 2 8 . . . 30 MHz (146 min 116 is immers 30).

Vijf blokken Nu we weten dat we het antennesignaal moeten mengen met 116 MHz om zo de twee-meter-band om te zetten naar de tienelex — 1-1 5

meter-band, wordt het tijd om te gaan kijken wat er verder nog in de konverter moet zitten. Dit doen we aan de hand van het blokschema in figuur 2. Als eerste dient het signaal uit de antenne een stuk opgekrikt te worden in een versterkertrap (Tl), die speciaal bedoeld is voor het gewenste frekwentiegebied (dus 144. . .146 MHz), waarna een banddoorlaatfilter (L3 en L4) de koppeling tussen versterker en mengtrap tot stand brengt. De belangrijkste funktie van het banddoorlaatfilter is het wegwerken van de zogenaamde "spiegelfrekwentie". Mengen we namelijk 88 MHz met 116 MHz, dan levert dat ook 28 MHz op (116 - 88 = 28). Zonder het filter zouden we dus in principe naar twee frekwenties tegelijkertijd luisteren, iets dat natuurlijk ongewenst is. We willen immers naar zendamateurs luisteren en niet naar de FMomroepband. Na de mengtrap volgt, zoals te zien is, nog een banddoorlaatfilter. Dit is uiteraard zo afgestemd dat het gebied tussen 28 en 30 MHz doorgelaten wordt.

Hierdoor worden allerlei storende signalen die ook nog bij het mengen kunnen ontstaan uitgefilterd en houden we dus een schoon uitgangssignaal over.

Drie transistoren Van de vijf blokken in figuur 2 bevatten er maar drie een aktief element, namelijk de versterker, de mengtrap en de oscillator die het 116MHz-signaal opwekt. De andere twee blokken zijn geheel passief en bevatten een of twee L/C-filters. Dit wetende zijn de delen uit figuur 2 gemakkelijk terug te vinden in het schema van figuur 3. We vertellen er meteen maar bij dat de stippellijnen in figuur 2 afschermschotjes voorstellen, welke de verschillende segmenten van elkaar scheiden. Die schotjes zijn hier van wezenlijk belang. U moet bedenken dat er bij dit soort schakelingen diverse sluipwegen zijn waarlangs het HF-signaal op allerlei ongewenste plekken kan komen. Zonder de afscherming zouden de transistoren bijvoorbeeld gaan oscilleren in plaats van versterken.

Laten we de signaalloop eens volgen om te kijken hoe de konverter werkt. Via een tap op LI komt het signaal de schakeling binnen. Deze spoel vormt samen met Cl een banddoorlaatfilter, dat overigens in het blokschema niet als apart filter is aangegeven. De kring LI/Cl zorgt voor een zeer grove filtering om te verhinderen dat sterke stations op veraf gelegen frekwenties Tl zouden oversturen. Daarnaast vormt LI een impedantietransformator om een laagohmige antenne (50 Q) op de hoogohmige ingang van de FET aan te sluiten. Fet T l vormt met de omringende komponenten een standaard HF-versterker. Het enige opvallende aan deze trap is de manier waarop de versterker met L3 gekoppeld is. Via C4 wordt namelijk de FET op een zeer laagohmig punt van de kring L3/C5 aangesloten. Hierdoor is de kans op ongewenste oscillatieverschijnselen vrijwel nihil, hetgeen de schakeling zeer nabouwzeker maakt. L3, C5, L4 en C6 vormen vervolgens het banddoorlaatfilter dat de spiegelfre-

Ortderdefenlijst FM = 33 kQ R2 = 68 kQ

R3,R6 = 470 Q R4 = 56 ö R5 = 47 kQ R7 = 100 Q C1,C5,C6 = 7 pF instel C2 = 1 nF trapezium kondensator C3,C7,C9 = 10 nF keramisch C4 » 82 pF C8 = 12 pF C10 = 2 0 pF instel C11 = 8,2 pF C12 = 12 pF C13 = 220 nF keramisch L1 = luchtspoel 8 w 6 mm 0 CuAg-draad 1 mm 0 met tap op 2 w L2 = 4 w op ferrietkraal CuL-draad 0,2 mm 0 L3 = gelijk aan L1, maar met tap op 1 w t 4 = gelijk aan L1, zonder tap L5 = 220 nH L6 = 1 9 w CuL-draad 0,2 mm 0 (a) en 3 w CuLdraad 0,3 mm 0 (b) op Neosid 7K1S-spoelvofm T1,T2 - BF981 T3 = BF494 X1 = 5e-overtoon-kristal 116 MHz 10 pF parailelresonantie dun blik voor afscherming print EPS-900006-1 (zie pagina 2) geschatte bouwkosten f75,-

Figuur 4. De print-layout en onderdelenopstelling van de konverter. Wie zelf de print wil vervaardigen, moet er om denken dat op de plaatsen waar Tl en T2 komen, gaten geboord dienen te worden van 5 mm 0 en dat de print dubbelzijdig is.

1-16 - elex

Dit zwarte vlakje uitzagen.

Figuur 5. Voor C2 moet er in de print een sleuf gezaagd worden. De exakte plaats waar de sleuf moet komen, is op de layout aangegeven met een zwart vlakje. Op de EPSprint is de opdruk wit en is het vlakje dus ook wit. Figuur 6. De speciale komponenten voor de konverter. Op de bovenste rij trapeziumkondensator C2 (tweede van links) en de vier onderdelen voor spoel L6, op de tweede rij van links naar rechts de dual-gate-MOSFET's Tl, T2, een instelbare kondensator en het kristal, daaronder spoel L5, transistor T3 en een bewikkeld ferrietkraaltje (spoel L2). Figuur 7. Deze tekening laat zien hoe C2 en Tl gemonteerd dienen te worden.

kwentie weg moet werken. Zoals uit het schema al valt af te leiden, wordt hierbij het signaal induktief van L3 op L4 overgedragen. Er is immers geen andere geleidende weg (via een weerstand of een kondensator) om het signaal van de ene kring naar de andere te transporteren. Zelfs een eventuele kapacitieve koppeling tussen de beide spoelen wordt voorkomen, door L3 en L4 zo te plaatsen dat de "hete" kanten (de punten waar de spoel en de instelbare kondensator samenkomen) niet tegenover elkaar komen. FET T2 is de mengtrap waar het 116-MHz-signaal uit de kristaloscillator (T3, XI en omringende komponenten) gemengd wordt met het versterkte en gefilterde antennesignaal. Met de parallelkring L6/C8 wordt het gewenste mengprodukt uitgefilterd en via de koppelwinding (L6B) laagohmig uitgekoppeld. Hiermee verlaten we de schakeling en gaan snel verder naar. . .

De bouw Zoals u ondertussen misschien wel weet, is het vrij lastig om een HF-schakeling op een goede manier op te bouwen. Zeker als er geen printontwerp voorhanden is, wordt het een hele klus om de diverse eenheden zo samen te bouwen dat er geen ongewenste oscillatie optreedt. Met dit in het achterhoofd hebben we daarom een print voor de konverter ontworpen (figuur 4), die

bovendien in de Elex-printservice is opgenomen (zie pagina 2). Met behulp van deze print is het niet echt moeilijk meer om de schakeling op een ordentelijke manier aan het draaien te krijgen. Toch zal het nog wel de nodige zweetdruppels kosten om alles goed in elkaar te krijgen. Vandaar dat we stap voor stap de opbouw met u doornemen. Hierbij gaan we er van uit dat u een gekocht printje gebruikt, omdat we weten dat het vervaardigen van een dubbelzijdige print een moeilijk karwei is. Voordat er gesoldeerd kan worden, moet er allereerst een sleuf in de print gemaakt worden, waarin straks C2 gemonteerd wordt. Waar deze sleuf moet komen, toont figuur 5. Let op: in deze tekening is dit een zwart vlakje, maar op de print is dat wit, omdat de totale opdruk wit is. Nadat de sleuf gemaakt is, begint u met C2 vast te solderen. Zoals u uit de onderdelenlij st kunt opmaken, gaat het hier om een zogenaamde trapeziumkondensator of ook wel chip-C genaamd. Hoe die er uitziet, toont de foto in figuur 6. C2 is het trapezium-vormige plaatje op de bovenste rij (tweede onderdeel van links). Aangezien er geen draden aan deze kondensator zitten, is de montage wat anders dan u gewend bent. Het is namelijk de bedoeling dat het plaatje in de sleuf gestoken wordt, waarna de ene kant aan de on-

derzijde van de print gesoldeerd wordt (op het baantje waar straks G2 van Tl op komt) en de andere kant met het massavlak (de laag koper aan de bovenkant) verbonden wordt. Figuur 7, een detail van de onderkant van de print, toont wat we bedoelen (Tl voorlopig nog niet monteren). Zit C2 vast, dan zijn de afschermschotjes aan de beurt. Hiervoor gebruikt u plaatjes blik met een hoogte van ca. 1,5 cm. Deze soldeert u met zo min mogelijk tin op de stippellijnen vast. Het is wel de bedoeling dat de schotjes over de volle lengte gesoldeerd worden en niet op slechts enkele punten. De volgende stap is het monteren van de weerstanden. Hierbij dienen Rl en R2 rechtop gemonteerd te worden en moet u niet vergeten om de ene aansluiting van Rl zowel aan de onderals bovenkant van de print te solderen. Na de weerstanden zijn de kondensatoren aan de beurt. Behalve bij C4 en Cl 2 moet ook van de kondensatoren steeds één aansluiting aan twee zijden van de print gesoldeerd worden. Vervolgens de spoelen. Uitgezonderd L5 zult u die zelf moeten wikkelen. Dit is voor velen een afschrikwekkend idee, maar in de praktijk zal blijken dat dit karwei reuze meevalt. Om te beginnen LI, L3 en L4. Dit zijn luchtspoelen van 8 windingen verzilverd koperdraad van 1 mm doorsnede, die gewikkeld worden op een boor van 6 mm. Hoe u

elex - 1-17

dat moet doen en wat het resultaat dient te worden, kunt u zien in de figuren 8 en 9. In deze laatste figuur staat ook aangegeven hoe en waar de taps (aftakkingen) voor LI en L3 moeten komen. Spoel L2 is het gemakkelijkste te wikkelen. Deze bestaat namelijk uit vier windingen gelakt koperdraad op een ferrietkraaltje (zie figuur 10). Voor L6 moet u wat meer moeite doen, maar aan de hand van figuur 11 mag ook dit geen al te groot probleem zijn. In deze tekening hebben we overigens de a- en de b-wikkeling respektievelijk boven en onder het richeltje getekend, maar in de praktijk kan dit niet. Hiervoor is het spoelvormpje namelijk veel te kort. Om al het draad op het kokertje te krijgen, moet u met een scherp mesje het randje verwijderen en pas daarna gaan wikkelen. Let er wel op dat u de twee wikkelingen aan de juiste pootjes soldeert. Zijn de spoelen klaar, dan kunnen ze op de print gesoldeerd worden. Daarbij dient u van LI, L3 en L4 één kant aan de onder- en bovenzijde te solderen en van L6 de twee lipjes van het metalen omhulsel. Vergeet vooral dat laatste niet, omdat via deze verbinding de massa-aansluiting van L6b loopt. Bent u zover, dan kan het kristal gemonteerd worden. Dit is vrij lastig, omdat één aansluiting met het massavlak verbonden dient te worden. Wanneer u over een soldeerbout beschikt met een zeer dunne punt, 1-18 - elex

dan is het mogelijk om het kristal in de daarvoor bestemde gaatjes te steken en dan aan twee kanten te solderen, waarbij u er voor zorgt dat de afstand tussen print en kristal zo klein mogelijk wordt. Lukt dit niet omdat uw soldeerbout te grof is, vouw dan een aansluitdraadje voorzichtig om, zodat de massaverbinding niet meer recht onder het kristal komt te liggen. Nu is het met elke "pook" mogelijk om het kristal op de print te zetten. Als laatste zijn de halfgeleiders aan de beurt. Voor T3 is dat een standaardmontage, maar voor T l en T2 ligt dat wat anders. Op de plaatsen waar deze moeten komen, zijn in de print gaten geboord van 5 mm. Deze zijn noodzakelijk om de transistoren vlak tegen de printsporen te solderen. Figuur 7 toont hoe u Tl moet monteren. Te zien is dat we eerst de sourceaansluiting moeten ombuigen en door het gat dienen te steken, zodat hij vervolgens op het massavlak aan de komponentenzijde vastgesoldeerd kan worden. Bij T2 is dit niet nodig. Deze transistor wordt in zijn geheel aan de sporenzijde van de print gesoldeerd. Daarbij dient u de source en de twee gate-aansluitingen een stuk in te korten. Let echter wel op: T l komt zo op de print dat de opdruk op de transistor vanaf de soldeerzijde niét leesbaar is, terwijl dit bij T2 wèl het geval is (T2 komt dus andersom op de print). Figuur 12 toont nog eens de diverse stadia van de bouw en als u nauwkeurig

en netjes te werk gaat, zal het allemaal wel goed komen.

Afregeling Nu dienen de diverse filters nog op de juiste frekwentie ingesteld te worden; een karwei dat met zorg gedaan moet worden, omdat de prestaties van de konverter daar voor een groot deel van afhankelijk zijn. Het eerste wat we moeten afregelen, is de kristaloscillator. De kring L5/C10 moet namelijk zo ingesteld worden dat het kristal op de 5 e overtoon gaat oscilleren (voor XI wordt namelijk een speciaal soort 23,2MHz-kristal gebruikt dat ook op 116 MHz wil resoneren). Om dit zonder meetapparatuur te klaren, moet u als volgt te werk gaan: Neem een eenvoudige FM-radio en stem deze af op 94,6 MHz. De oscillator in de ontvanger staat dan op 94,6 MHz + 10,7 MHz = 105,3 MHz (kunt u kontroleren met een tweede FM-ontvanger), hetgeen een spiegelfrekwentie van 105,3 MHz + 10,7 MHz = 116 MHz oplevert. Dit wil dus zeggen dat u op een ontvanger met een slechte spiegelonderdrukking het signaal van de kristaloscillator uit de konverter kunt beluisteren. Om dit goed te kunnen horen, soldeert u een stuk montagedraad aan de drain van T2 en wikkelt dit om de antenne van de radio. Als u nu de spanning van de konverter inschakelt en aan C10 draait, zult u op een gegeven moment een signaal op de ontvanger kunnen waarnemen. Zet ver-

Figuur 8. Het wikkelen van LI, L3 en L4 in drie stadia. Figuur 9. De spoelen LI, L3 en L4 bestaan uit 8 windingen, waarbij op LI en L3 een tap op respektievelijk 2 en 1 winding komt. Figuur 10. Zo moet L2 er uit komen te zien. Figuur 11. Het wikkelen van L6 moet nauwkeurig gebeuren, waarbij u goed moet letten op de wikkelrichting. Van L6a hebben we overigens maar enkele windingen getekend. Dit moeten er 19 worden. Deze kunnen alleen op het spoelvormpje gelegd worden als het randje (op de tekening tussen L6a en L6b) verwijderd wordt.

Figuur 12. De opbouw van het printje in vogelvlucht.

volgens CIO in de stand waarbij de ruis uit de radio minimaal is. De oscillator staat voorlopig goed, zodat we het draadje kunnen verwijderen en verder kunnen gaan met de filters in de signaalweg. Hiervoor sluiten we een antenne aan (bijv. een stukje draad van 50 cm) en verbinden de konverter via een stuk coaxkabel met de achterzetontvanger. Vervolgens stemmen we af op 29,0 MHz en wanneer nu de voedingsspanning ingeschakeld wordt, moet u een toename van de ruis kunnen konstateren (eventueel achterzetontvanger op SSB zetten). Spoel L6 wordt nu zo ingesteld dat de ruis maximaal is, waarna we ditzelfde doen door C6 te verdraaien, daarna C5 en tenslotte Cl. Als het goed is, zult u tussen 28 MHz en 30 MHz 2-meter-zenders moeten kunnen ontvangen (een stukje draad is helaas een slechte antenne, dus ver-

wacht niet al te veel). Hebt u er een te pakken, verdraai dan alle instelpunten tot de signaalsterkte maximaal is, waarmee de afregeling voltooid is. Beschikt u over een meetzender, dan is de afregelprocedure een stuk eenvoudiger en het uiteindelijke resultaat wordt beter. U moet dan als volgt te werk gaan. Sluit de konverter op de achterzetontvanger aan, stem deze vervolgens af op 29,0 MHz en injekteer een klein signaal van 145,0 MHz. Regel C10 zo af dat u een signaal waarneemt, waarna L6 en Cl op maximale signaalsterkte afgeregeld worden. Stem vervolgens de ontvanger af op 30 MHz en de signaalgenerator op 146 MHz en regel daarna C5 af. Verander tenslotte de frekwentie van de ontvanger naar 28 MHz en die van de meetzender naar 144 MHz en regel nu C6 op maximum signaalsterkte. Hiermee bent u klaar en ten opzichte van de eerste metho-

de hebt u er voor gezorgd dat de gevoeligheid van de konverter over de hele band ongeveer konstant is.

Naar 27 MHz Als we een 2-m-signaal naar de tien-meter-band kunnen omzetten, kan het in principe ook niet moeilijk zijn om het uitgangsbereik te veranderen naar de 11-mband (26,965. . . 27,405 40 kanalen CB-band). Het enige dat daarvoor gedaan moet worden is een kristal met een andere frekwentie in de schakeling te solderen en L6 iets anders af te regelen. Toch zijn we daarmee nog niet klaar. De 2-meterband is 2 MHz breed, terwijl de 27-MHz-band maar 440 kHz omvat. Daarnaast wordt er op 2 meter in een 25-kHz-raster gewerkt, hetgeen betekent dat de kanalen 25 kHz uit elkaar liggen, terwijl die afstand op 27 MHz slechts 10 kHz bedraagt. Op een standaard 40-kanalen- zend/ontvanger elex -

1-19

1

mengen met -*

117.535

MHz 117.540

7 9 11 13 15 17 18 21 23 26 28 31 33 36

MHz 118.485 MHz 118.490 145.500

145.050

144.550

145.550

145.100

145.600

145.150

145.650

145.200 145.225

144.725 144.750

145.750

145.300 145 325

144.825

145.375

145.875

voor 27 MHz kunnen we dus slechts een beperkt deel van de 2-m-band beluisteren. Gelukkig valt dit op te lossen door verschillende kristallen in de schakeling te prikken. Welke waarde u moet nemen en wat voor frekwenties u kunt ontvangen, hebben we aangegeven in tabel 1. Bedenk echter wel dat de opgegeven kristalfrekwenties geen standaardwaarden zijn. U dient dus de kristallen te laten maken; een aangelegenheid die al snel 30 tot 40 gulden per kristal gaat kosten. Hebt u echter geen goede kortegolfontvanger, maar wel een 27-MHz-apparaat, dan bent u ondanks het grote aantal kristallen toch goedkoper uit. In de tabel hebben we voor

145.400

zes-kristalfrekwenties aangegeven welke belangrijke kanalen in de 2-m-band te ontvangen zijn. Hierbij zijn we er wel van uitgegaan dat uw CB-ontvanger alleen op vaste kanalen kan luisteren. Er zijn echter zend/ontvangers waarvan de (ontvangst)frekwentie ook tussen de kanalen ingesteld kan worden. Bij een dergelijk apparaat hebt u slechts drie kristallen nodig, namelijk 117,535 MHz, 118,035 MHz en 118,485 MHz (uiteraard verdient zo'n toestel de voorkeur). Tenslotte willen we u er opmerkzaam op maken dat de konverter alleen voor ontvangst bedoeld is! Het is zelfs zo dat u de schakeling onmiddellijk opblaast wan-

KALEDOSKOOP Co-produktie WereldomroepAfrika Alle kortegolf-luisteraars die zich ook wel eens zorgen maken over het milieu, zullen dit ongetwijfeld interessant nieuws vinden. Radio Nederland Wereldomroep werkt op het ogenblik namelijk samen met een vijftal Afrikaanse landen aan de produktie van een serie engelstalige dokumentaires, waarin de luisteraar wordt meegenomen door de geschiedenis van de op dit moment bedreigde olifant. 1-20 - elex

145.775 145.800

145.350

144.900

145.725

145.275

144.775

144.850

145.675 145.700

145.250

144.800

145.625

145.175

144.675 144.700

145.575

145.125

144.625 144.650

145.525

145.075

144.575 144.600

145.475

145.025

144.525

MHz

145.450

145.000

kanaal 1 144.500

3 5

M H z 118.035 MHz 118.040

Tabel 1. Door een ander kristal in de schakeling te zetten, kan de 2-m-band gekonverteerd worden naar 27 MHz. Welke kristalfrekwenties gebruikt kunnen worden en op welk kanaal de diverse twee-meter-frekwenties dan uitkomen, hebben we weergegeven in deze tabel.

De co-produktie met Kenia, Tanzania, Zimbabwe, Ghana en Malawi moet de Afrikaanse luisteraar informeren over het lot van de olifant en duidelijk maken waarom deze zwaargewicht onder de dieren niet van de aardbodem mag verdwijnen. In het oostelijk deel van Afrika wordt de olifantenpopulatie ieder jaar met ongeveer tien procent uitgedund. Als de jacht in de huidige omvang doorzet, zal rond het jaar 2000 de olifant slechts in de dierentuin bewonderd kunnen worden.

145.825 145.850

neer u per ongeluk de mikrofoon indrukt.

De onderdelen Onze HF-specialist heeft bij het ontwerp rekening gehouden met de verkrijgbaarheid van de diverse komponenten. In principe zou u dus alles bij uw onderdelenleverancier om de hoek moeten kunnen kopen. Het kristal, de spoelvorm voor L6 en de trapeziumkondensator (C2) kunnen echter problemen opleveren. Hiervoor zult u misschien bij de wat grotere winkels te rade moeten gaan (zie de advertenties in Elex of Elektuur) of naar een gespecialiseerde HF-winkel, waarvan er ook genoeg in Nederland en België zijn.

De dokumentaire, een serie klankbeelden in de ware zin van het woord, bestaat uit 13 delen van 20 a 25 minuten per aflevering. Het programmapakket wordt vanaf 1 maart 1990 ter beschikking gesteld aan 28 engelstalige radiostations op het Afrikaanse kontinent. De co-produktie wordt gerealiseerd door Peter van den Akker (programmamaker/producer) en Albert Stol (free-lance) in samenwerking met vijf producers afkomstig uit de deelnemende landen. De Afrikaanse inbreng draagt ertoe bij dat de dokumentaire aansluit op de informatiebehoefte ter plek-

enkelzijbandmodulatie: Dit is een modulatievorm die lijkt op AM-modulatie, maar waarbij slechts een deel van het AMsignaal uitgezonden wordt om energie te besparen. Om een EZBsignaal te kunnen detekteren, is een speciale detektor noodzakelijk die als het ware het niet uitgezonden deel weer aan het signaal toevoegt. frekwentiemodulatie: Bij deze modulatievorm wordt de frekwentie van de draaggolf in het ritme van het laagfrek wentsignaal gemoduleerd. banddoorlaatfilter: Dit is een schakeling die slechts één frekwentie of een beperkt gebied tussen twee frekwenties doorlaat.

ke en de problematiek zowel in geografisch als in kultureel opzicht dichterbij brengt.

Belangstellenden kunnen kontakt opnemen met:

V5K«r Radio Nederland Wereldomroep, In- en Externe Betrekkingen, tel.: 035 - 724218 (Ed Slinger)

zekeringtester FUSETEST

niet zomaar een tester Zekeringen zijn de assurantie-polis voor een veilige schakeling, vandaar dat elk netgevoed apparaat tenminste één smeltveiligheid dient te bevatten. Een bekend gegeven is echter dat helaas geen enkel onderdeel het eeuwige leven heeft, iets dat natuurlijk ook opgaat voor een zekering. Om u te helpen bij het opsporen van een defekt exemplaar, hebben we een schakeling ontworpen waarmee elke zekering onder de loep genomen kan worden. In veel gevallen is het niet zo moeilijk om te zien of een zekering al dan niet defekt is. Blijkt het draadje verdwenen of onderbroken te zijn, dan kunt u er gevoeglijk van uitgaan dat de zekering doorgesmolten is en dus vervangen dient te worden. Helaas blijkt de praktijk anders te zijn. Bij lang niet elke smeltveiligheid valt duidelijk te zien of er een onderbreking in de smeltdraad is; vooral als het gaat om de exemplaren met een lage waarde. Hierbij is het draadje namelijk zo dun dat menigeen naar een loep moet grijpen. Ook wil het wel eens gebeuren dat het draadje door mechanische belasting vlak bij de aansluitingen gebroken is en dat valt er op het oog ook niets te zien. Zekeringen die gevuld zijn met blus zand geven sowieso problemen,

omdat het zand immers de draad voor ons onzichtbaar maakt. Kijken alleen is dus niet de oplossing om een defekte zekering op te sporen. Wie daarom zeker van z'n zaak wil zijn, gebruikt een meetinstrument dat de geleiding van de zekering meet. Hiervoor zou een ohmmeter een prima apparaat zijn, maar lang niet altijd hebben we zon ding bij de hand. Haast niemand heeft bijvoorbeeld een universeelmeter in de auto liggen om bij problemen onderweg een zekering te kunnen kontroleren. Een speciale zekeringtester van enkele luttele kwartjes zou dus een prima uitbreiding van het standaard gereedschappakket voor de auto zijn. Uiteraard beperkt het gebruik van een simpele tester zich niet alleen tot de auto.

Iedereen die niet over een ohmmeter beschikt zou eigenlijk in het bezit moeten zijn van een dergelijk apparaatje.

Simpel Dat een zekeringtester geen ingewikkeld apparaat behoeft te zijn, toont figuur 1. Slechts twee LED's, een weerstand, twee dioden, plus een schakelaar en een batterij — dat is alles wat we nodig hebben. De werking van de schakeling is even simpel als het schema. Wanneer de FUT (de Fuse Under Test) defekt is en we drukken op schakelaars S, dan zal alleen de rode LED gaan branden. Door de groene kan immers geen stroom lopen, omdat het draadje doorgesmolten is. Hebben we echter een goede zekering in de schakeling

opgenomen, dan kan er wel stroom door D4 gaan lopen, met als gevolg dat deze LED oplicht. Hoewel Dl aangesloten blijft en er in principe stroom zou kunnen lopen, licht deze LED nu niet meer op. Wat is er namelijk aan de hand: Als D4 brandt, staat er over de serieschakeling Dl. . . D3 een spanning van ca. 2 V. Dit is echter te weinig om het drietal dioden in geleiding te brengen, want daarvoor is minimaal 3 V noodzakelijk. D l . . . D3 blijven derhalve gesperd zolang D4 oplicht. Bij deze simpele schakeling kunnen we dus onmiddellijk zien of de zekering nog goed is of hoognodig vervangen dient te worden. Bij een defekte zekering brandt namelijk de rode LED en anders licht de groene LED op. elex -

1-21

Te klein voor een print

Figuur 1. Voor een simpele goed/fout-indikatie zijn niet veel onderdelen vereist. Figuur 2. Door het geringe aantal onderdelen is het niet noodzakelijk om de simpele tester op een printje te monteren. Figuur 3. De goed/1'outindikator kan vrij gemakkelijk uitgebreid worden met een "doorsmelt-tester".

Voor deze schakeling is een printontwerp wat overdreven, omdat van de acht onderdelen er al drie niet op dit printje komen (de batterij, de schakelaar en de houder waar de te testen zekering in gedaan kan worden). Blijven er dus vijf over waarvan de twee LED's ook al niet om een print vragen. Vandaar dat we dus maar geen print ontworpen hebben en u aanraden om de totale schakeling als het ware op te hangen aan het kastje. Figuur 2 geeft een indruk hoe u de onderdelen kunt aansluiten, alleen moet u zelf het kastje om de schakeling denken.

Destruktieve test De ontwerper die de schakeling uit figuur 1 bedacht heeft, had nog een ander soort test in gedachte, vandaar dat hij een tweede schakeling gemaakt heeft. Hiermee is het niet alleen mogelijk om te testen of de zekering nog wel goed is, maar ook of het draadje wel wil doorsmelten. Dit laatste zal bij menigeen de nodige vragen oproepen. Bij deze test wordt de zekering namelijk moedwillig naar de "eeuwige jachtvelden geholpen", met als gevolg dat we

hem naderhand kunnen weggooien. Wat u aan deze test hebt, is echter snel verklaard. Stel dat van een apparaat de trafo door een onduidelijke oorzaak uitgebrand is, terwijl de zekering het overleefd heeft. Met de destruktieve test kunt u nu gaan kijken of de zekering wel doorsmelt bij een te grote stroom. U weet dan tenminste of de smeltveiligheid goed gedimensioneerd was. Helaas zegt deze test niet wat de oorzaak van het probleem met de trafo was en ook hebt u daarmee het apparaat nog niet gerepareerd, maar wel weet u voor de volgende keer dat u een andere zekering moet toepassen.

Ontladen van een eiko Figuur 3 toont de totale schakeling van de zekeringtester. Zoals te zien, is het gedeelte dat voor de destruktieve test zorgt in feite een uitbreiding van de schakeling uit figuur 1. Dit betekent dat de schakeling ook een goed/fout-indikatie geeft. De werking van de tester is vrij eenvoudig. Wanneer de batterij aangesloten wordt, gaat er via R2 en D5 een stroom lopen waarmee Cl

en C2 geladen worden. Tot zover gebeurt er nog niets. Pas als S3 omgeschakeld wordt, komt het destruktieve-test-gedeelte in werking. Voorlopig is dit alleen nog maar te zien aan het oplichten van D6, ten teken dat de eiko's geladen zijn (via de spanningsdeler R4/R5 wordt T l gestuurd en gaat er een stroom door D6 lopen). Drukken we nu op de testknop (S2), dan wordt de thyristor opengestuurd en ontladen de eiko's zich in no time via de zekering. De stroom die daarbij gaat lopen, is voor zekeringen kleiner dan 1 A zo groot dat de smeltdraad het onmiddellijk begeeft. Bij smeltveiligheden waarvan de nominale waarde groter is dan 1 A, is het niet altijd zeker dat het draadje smelt, omdat daarvoor de energie-inhoud van de eiko's te klein is. In die gevallen blijft er een kleine stroom door de thyristor en de zekering lopen. Pas als we op de reset-knop drukken, wordt de stroom door de thyristor onderbroken, omdat dan alle stroom door SI loopt en de thyristorstroom beneden de houdstroom komt. Nadat we SI loslaten, loopt er geen stroom meer door de zekering en vloeit er

'HfD4'

2x 1N4148

FUT

II [] versie met destruktie-uitbreiding

eenvoudige versie <

FUT = Fuse Under Test

1-22 - elex

FUSETESTER TEST

DESTRUCTIVE TESTING ON

e READY

weer lading in de eiko's. Na enkele sekonden resulteert dit in het oplichten van D6, ten teken dat Cl en C2 wederom vol zijn. De schakeling staat daarmee weer klaar voor een volgende testronde.

Het geheel op een printje Figuur 4. De print van de uitgebreide tester. Met een beetje moeite kunt u de schakeling zelfs op een half printje onderbrengen. Figuur 5. Met behulp van deze tekening kunt u de tester een professioneel uiterlijk geven.

Onderdelenlijst FM = 330 Q R2 = 100 Q R3 = 220 Q R4 . 4,7 kQ R5 • 2,7 kQ C1,C2 = 4700 yF T1 - BCS47B Th1 = T1C116 of TIC126 D1 = LED rood D2,D3 = 1N4148 D4 = LED groen D5 = 1N4148 D6 = LED geel S1 ,S2 = drukschakelaar met maakkontakt S3 = dubbelpoiïge wisseSsehakeiaar 9-V-batterij met batterij-dip zskeringhouder voor printmontage ESex-printje formaat 1 geschatte bouwkosten exkl. kastje en batterij / 20,-

Gezien het aantal onderdelen dat in de schakeling uit figuur 3 gebruikt wordt, hebben we voor de uitgebreide tester wel een onderdelenopstelling op een standaard Elex-print ontworpen. Figuur 4 toont hiervan het resultaat en zoals te zien, wordt in feite maar één helft van het printje effektief benut. Wie nog een half printje heeft liggen, zou dit dus prima kunnen gebruiken. Alleen zult u dan C2 op de een of andere manier naast Cl moeten zien te krijgen. Voor de zekeringhouder hoeft u niet zoveel moeite te doen, omdat u deze gerust aan de buitenkant van het kastje kunt monteren. De opbouw van het printje is door het aantal draad-

brugjes een lastig karwei, maar als u goed oplet en nauwkeurig te werk gaat, zal na enkele uren solderen alles op de juiste plaats gemonteerd zijn. Hierna kan het printje in een geschikt kastje bevestigd worden, waarna de LED's, de schakelaars en de zekeringhouder gemonteerd en aangesloten kunnen worden. Om tenslotte het uiterlijk van het kastje te verfraaien, plakt u een kopie van figuur 5 op het kastje en werkt u het geheel af met doorzichtig plakfolie. Als u alles goed aangesloten hebt, is de tester nu klaar voor gebruik en kunt u alle soorten zekeringen met de goed/fout-tester kontroleren en zekeringen tot 1 A met de destruktieve test laten doorsmelten. Het bereik van de destruktieve test kunt u overigens verleggen door de waarde van de elko's te vergroten of te verkleinen. Halveert u de waarde, door bijvoorbeeld C2 weg te laten, dan zullen zekeringen van 500 mA met een redelijke waarschijnlijkheid nog heel blijven.

RESET

elex-abc thyristor: Speciale diode die normaliter altijd spert. Een thyristor kan echter door middel van een stuurstroom (de gatestroom) in doorlaatrichting in geleiding worden gebracht. Van nu af aan blijft de thyristor geleiden (ook zonder gatestroom!), totdat de stroom door de thyristor onder een bepaalde minimumwaarde komt (de houdstroom).

elektronisch cijferslot alleen binnen met de juiste kode

Het elektronisch cijferslot dat we hieronder zullen beschrijven, funktioneert ongeveer zo als het pinkode-apparaat op het postkantoor. Alleen degene die de juiste kode intoetst, krijgt wat hij wil. Het cijferslot kan voor alles en nog wat gebruikt worden, van het automatisch openen van uw huisdeur of het beveiligen van het medicijnkastje tot het "selektief" maken van uw voordeurbel! Een cijferslot is slechts één van de vele alternatieven die te bedenken zijn voor het blokkeren van objekten of toegangen tegen onbevoegde personen. Elders in dit nummer vindt u een andere mogelijkheid hiervoor, namelijk een magnetisch bediend slot. Beide sloten kunnen natuurlijk ook met elkaar gekombineerd worden. Het hier beschreven kodeslot kan vanzelfsprekend op de meest uiteenlopende zaken worden aangesloten. Te denken valt bijvoorbeeld 1-24 - elex

aan een alarm-installatie, aan een elektrisch bediende deuropener, aan het beveiligen van uw werkruimte en kasten met giftige stoffen tegen kinderen, het blokkeren van uw zendapparatuur tegen ongelicenseerde gebruikers en het blokkeren van de deurbel tegen ongewenst bezoek (zie ook de "belverkorter" elders in deze Elex). Het cijferslot is zodanig opgezet dat het alleen "open" gaat als de vier juiste cijfers in de juiste volgorde binnen een tijd van drie sekonden

worden ingetoetst. Als u zich in de volgorde vergist, dan moet u opnieuw met intoetsen beginnen. Dit geldt ook indien u de tijd van drie sekonden overschrijdt. Wanneer er een verkeerd cijfer wordt ingetoetst, dan wordt het toetsenbord gedurende dertien sekonden geheel geblokkeerd. Indien een of andere slimmerd het slot probeert te openen door alle cijfers tegelijk in te drukken, dan wordt het toetsenbord eveneens dertien sekonden lang geblokkeerd. Slechts

indien iemand erin slaagt om alleen de juiste toetsen tegelijk in te houden, zonder één verkeerde toets in te drukken, dan gaat het slot eveneens "open"; deze kans is echter verwaarloosbaar klein.

De werking De aktieve onderdelen van de schakeling worden gevormd door een reeks NAND-Schmitt-triggers

(N1...N4, N9. . .Nll)en wat NOR-poorten

Figuur 1. S1. . . S4 dienen binnen drie sekonden in de juiste volgorde te worden ingedrukt. Bij het overschrijden van deze tijd, bij een andere volgorde of bij het indrukken van één van de toetsen SS. . .S1O wordt het toetsenbord circa dertien sekonden lang geblokkeerd.

N1...N4=IC1 = 4093 N5...N8 = IC2 = 4001 N9...N12 = IC3 = 4093

ol* 1 o P

*iS * o P ot^

1

12V©

D4

12V

of^1 o

(N5. . . N7), alsmede een transistor (Tl). Het gedeelte rechts beneden in figuur 1 zal waarschijnlijk het snelst herkend worden. Het gaat hier namelijk om een eenvoudige RS-flipflop (N10, Nll). Op de Quitgang daarvan zijn een schakeltransistor (Tl) plus een relais (Rel) aangesloten. De flipflop zorgt ervoor, afhankelijk van of hij geset of gereset is, dat het relais in aangetrokken of afgevallen toestand staat. Indien de flipflop geset is, dan is zijn Q-uitgang (pen 10 van N l l ) "hoog", zodat T l via stroombegrenzingsweerstand R i l van basisstroom wordt voorzien. T l komt dan in geleiding en relais Rel trekt aan. Zodra de flipflop in de stand "reset" komt, wordt zijn Q-uitgang "laag" en krijgt T l geen basisstroom meer, zodat het relais afvalt. Diode D3 is een zogeheten vrijloopdiode, welke ervoor zorgt dat T l niet beschadigd kan raken door de induktiepieken die bij het uitschakelen van de stroom

door de relaisspoel ontstaan. De flipflop wordt geset en gereset door middel van een "laag" nivo op zijn set- en reset-ingangen. Daarbij vormt pen 9 van N l l de set-ingang en is pen 5 van N10 de reset-ingang. Schakelaar S l l is een set-knop; door het indrukken van deze schakelaar wordt een "laag" nivo op de set-ingang gezet. Als S l l wordt ingedrukt, dan trekt relais Rel aan. De schakeling staat dan op "scherp". Of er in deze stand iets gebeurt of net niet, hangt natuurlijk af van welk relaiskontakt (maak- of verbreek-) u gebruikt hebt. Terwijl het setten van de flipflop met een simpel drukknopje plaats vindt, ligt dat b'ij het resetten iets ingewikkelder. In figuur 1 zien we dat dit resetten vanuit N9 gebeurt. Voor een goed begrip van de rest van de schakeling is enige kennis noodzakelijk over het gedrag van de gebruikte logische poortschakelingen. Daarom zijn in tabel 1 de

uitgangsnivds weergegeven die er bij de gebruikte typen poorten bij alle mogelijke ingangskombinaties voorkomen. De gebruikte NANDSchmitt-triggers hebben hetzelfde logische gedrag als gewone NAND-poorten, alleen zijn ze nog van een ingebouwde Schmitt-trigger voorzien. Door de ingebouwde Schmitt-trigger is zo'n poort wat ongevoeliger voor stoorpulsen. Bij tabel 1 worden met de aanduidingen "A" en "B" de ingangen van de poorten bedoeld. "F" is de uitgang van een AND- of OR-poort; "F' is de uitgang van een NAND- of NOR-poort (zoals hier gebruikt). Zoals uit tabel 1 blijkt, kan NAND-poort N9 alleen maar een "lage" reset-puls aan flipflop N10/N11 leveren, indien zijn beide ingangen "hoog", oftewel "1" zijn. Als de uitgang van N4 dus "laag" is, dan blijft de uitgang van N9 altijd "hoog", onafhankelijk van het nivo dat er door N7 aan N9

wordt aangeboden. Met andere woorden: N4 is in staat om de reset-pulsen die uit N7 komen te blokkeren.

Goede of foute toetsen Zoals in de inleiding al is gezegd, dient er op het toetsenbord de juiste kode te worden ingetoetst. De toetsen links van N7 zijn de "goede" toetsen, terwijl de toetsen aan de linkerkant van N4 de "foute" toetsen vormen. Indien de "goede" toetsen S I . . . S4 in de juiste volgorde en binnen drie sekonden worden ingedrukt, dan kan N7 via N9 een reset-puls aan flipflop N10/N11 leveren. Wordt één van de "foute" toetsen S5. . . S10 ingedrukt, dan wordt N9 dertien sekonden lang door N4 geblokkeerd en kan er gedurende die tijd geen reset-puls aan de flipflop gegeven worden. Het blokkeren van N9 gaat als volgt: indien één van de schakelaars S5. . .S10 wordt ingedrukt, dan wordt elex - 1-25

Tabel 1 (N)AND-poort B F F 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 A

1

1

1

0

(N)OR-poor t B F F 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 A

NIET-poort A F 1 0 1 0

C5 heel snel via R8 uit de plus van de voeding opgeladen. Nadat de desbetreffende schakelaar(s) weer losgelaten zijn, behoudt C5 enige tijd zijn lading. Doordat parallelweerstand R9 een hoge waarde heeft, duurt het ontladen van C5 relatief lang. In een tijd van ongeveer dertien sekonden is de spanning op de bovenste plaat van C5 tot zo'n vijftig procent van de maximale waarde gedaald, dus tot circa 6 volt. Rond deze waarde ligt ook het punt waarbij N4 omklapt. Aangezien N4 als inverter geschakeld is, levert zijn uitgang een "laag" nivo als één van de schakelaars S 5 . . . S10 wordt ingedrukt. Pas als C5 zich voor de helft ontladen heeft, wordt de uitgang van N4 weer "hoog". Dit gebeurt na dertien sekonden. N4 gedraagt zich dus samen met C5 en R9 en schakelaars S5. . . S10 als een (hertriggerbare) monostabiele multivibrator ofwel monoflop. Gedurende het doorlopen van de monotijd blijft N4 een "laag" nivo aan N9 leveren en blokkeert deze laatste. Omdat we met een hertriggerbare monoflop (monostabiele multivibrator) te doen hebben, blijft de blokkade van N9 gehandhaafd, zolang iemand in een poging om het slot te openen S5. . . S10 blijft inhouden. We zullen er nu van uitgaan 1-26 - elex

Onderdelenlijst R1.R8 = 1 kQ R2,R4,R6 = 470 kQ R3,R5,R7,R10 = 1,2 MQ R9 = 2,2 MQ R11 = 10 kQ Cl • 10 frf=/t8 V C2. . .C4 = 2,2^F/16 V C5 * 4,7 fiF/16 V D1,D2 = 1N4148 D3,D4 = 1N4001 T1 m BC547 IC1.IC3 = 4093 IC2 - 4001 Re1 = relais: spoelspanning 12 V, spoelstrootn maximaal 100 mA, dubbelpolig wisselkontakt S1 . . . S11 = drukschakelaar met maakkontakt O

A

o n o

Geschatte bouwkosten: circa f 12,50: zonder (zelfgemaakte) print, toetsenbord en behuizing

5 4 031

o El o Q B

o-W-o ICS

OOOOOOO OOOOOOO

1

o-W-o 1 Dl

Figuur 2. De layout en onderdelenopstelling van het elektronisch cijferslot. Op de print moeten vier "goede", zes "verkeerde" en één resettoets worden aangesloten.

1CT OOOQOOO

IC3 IQ OOOOOOO 1

L, en na hef Tnfoefoeo f&o
dat er niet op de "foute" toetsen gedrukt is, en N9 dus niet geblokkeerd is. Pen 2 van N9 is dan "hoog". Dit betekent dat de uit N7 afkomstige trigger-pulsen via N9 aan de flipflop kunnen worden doorgegeven. Omdat de flipflop met "lage" set- en reset-pulsen werkt, houdt het geven van een reset-puls in dat de uitgang van N9 "laag" wordt. In tabel 1 kunnen we zien dat N7 dan een "hoog" aan N9 moet leveren. Immers: alleen bij de kombinatie "hoog-hoog" op zijn beide ingangen is de uitgang van N9 "laag". Om een "hoog" op zijn uitgang te kunnen produceren, moet N7 de juiste ingangsnivds op zijn beide ingangen hebben. In tabel 1 kunnen we bij het (N)OR-poortgedeelte zien dat N7 voor een "hoog" op zijn uitgang een "laag" op zijn beide ingangen moet hebben. Deze situatie kan zich alleen maar voordoen, indien schakelaars S I . . . S4 in de juiste volgorde en binnen drie sekonden zijn ingedrukt. Als eerste dient SI te worden ingedrukt. C2 wordt dan via Rl opgeladen, en ontlaadt zich vervolgens via R2. Door het indrukken van SI wordt de uitgang van NI korte tijd "laag", net zoals bij N4 het geval was. Doordat R2 een kleinere waarde dan R9 heeft en C2 een kleinere waarde heeft dan C5, gaat het ontladen van C2 wat sneller dan dat bij C5. De monotijd van NI is ongeveer 1 sekonde. Indien binnen de tijd dat de uitgang van NI "laag" is op de volgende "goede" schakelaar wordt gedrukt, namelijk S2, dan krijgt N5 op beide ingangen een "laag". Uit het (N)OR-gedeelte van tabel 1 is af te lezen dat de uitgang van N5 dan "hoog" wordt. Vanuit N5 wordt dan via Dl kondensator C3 opgeladen. Deze kondensator blijft 1 sekonde lang een "hoog" aan de ingang van N2 leveren, en kan zich alleen maar via R4 ontladen. Ontlading via een andere weg, ook als de uitgang van 5 weer "laag" zou zijn geworden, is niet mogelijk; Dl voorkomt dit.

'juiste kade-, sprfogt het

slot

elex-abc

Het "hoog" op C3 wordt door N2 in een "laag" omgezet. Indien er dan binnen 1 sekonde op S3 wordt gedrukt, de volgende "goede" schakelaar, krijgt N6 een "laag" op zijn twee ingangen. Hierdoor wordt zijn uitgang "hoog" en wordt C4 opgeladen. Deze gebeurtenis wordt door N3 weer in een "laag" omgezet, zodat N7 bij het indrukken van de laatste "goede" toets (S4) zijn reset-puls kan afgeven. Al met al moet er dus na het indrukken van een schakelaar binnen 1 sekonde op de volgende schakelaar gedrukt worden. Omdat er drie RC-kombinaties zijn, mag dit in totaal drie sekonden in beslag nemen. Indien de volgorde waarin de toetsen worden ingedrukt niet klopt, dan is de poort rechts van de toets die wordt ingedrukt geblokkeerd, zodat het slot niet open gaat. Dit gebeurt ook als men te lang wacht en de elko links van de ingedrukte toets zich al zover ontladen heeft dat de erop aangesloten poort omgeklapt is.

Opbouw De layout van de schakeling is in figuur 2 afgebeeld. Voor de toetsen hebben wij zogeheten "digitasf'-toetsen gekozen. Die voldoen prima, maar u mag natuurlijk ook

andere (goedkopere) drukschakelaars gebruiken. Indien u de schakeling voor tamelijk serieuze toepassingen wilt inzetten, dan mag deze niet voor onbevoegden bereikbaar zijn, om sabotage te voorkomen. De draden die naar het toetsenbord lopen, mogen geen duidelijk te achterhalen "logische" volgorde hebben (zoals bijvoorbeeld bij gebruik van bandkabel zou kunnen gebeuren) en de print mag niet zichtbaar zijn, in verband met "elektronische" inbrekers. De aansluit-volgorde van de schakelaars op het toetsenbordje zelf dient uiteraard eveneens volkomen willekeurig te zijn. Ook moet u voor een degelijke en betrouwbare voeding zorgen. De flipflop mag immers niet door stoorpulsen op de voedingsspanning kunnen omklappen. In geval van hardnekkige storingsproblemen, valt het te overwegen om R i l aan pen 4 van N10, in plaats van aan pen 10 van N l l te leggen. Dit, omdat bij het wegvallen van de voedingsspanning het relais afvalt. Dit mag natuurlijk niet tot gevolg hebben dat uw deurslot dan ineens opengaat! Of u de maak- of verbreekkontakten van het relais gebruikt, is uiteraard afhankelijk van de erop aangesloten schakeling.

flipflop: Dit is een soort elektronische schakelaar die twee stabiele toestanden kent. Geeft men op de ingang een opgaande puls, dan wordt de uitgang "hoog"; na een negatieve puls op de ingang is de uitgang "laag". De schakeling onthoudt dus wat er voor een puls op de ingang is geweest, en kan daardoor als eenvoudig geheugen dienst doen. monostabiele multivibrator: Meestal in de vorm van een (digitaal) IC, maar kan ook met "losse" onderdelen opgebouwd zijn. Net als de flipflop kent de monostabiele (of ook "one shot"-) multivibrator twee toestanden. Daarvan is er maar één (= mono) stabiel. De andere toestand kan maar een zekere tijd duren en is dus niet blijvend. De monostabiele multivibrator reageert op een (bijna) willekeurig korte of lange puls op de ingang met een puls van vaste lengte aan de uitgang. Monostabiele schakelingen worden vaak als tijdschakeling gebruikt, bijvoorbeeld als u een lamp na een druk op de knop na een minuut of zo weer wilt laten uitgaan. Schmitt-trigger: Digitale bouwsteen waarvan de uitgang pas van nivo verandert, wanneer aan de ingangen een bepaalde bovenste schakeldrempel wordt overschreden, of wanneer het nivo onder een bepaalde onderste schakeldrempel daalt.

(896164X) elex -

1-27

soldeerstation temperatuur op maat Bij het solderen van kwetsbare elektronische onderdelen, zoals halfgeleiders, IC's en SMD's, is het altijd raadzaam om de soldeertemperatuur niet hoger te kiezen dan strikt noodzakelijk is. De hier beschreven schakeling maakt een regeling tussen 0 en 100 procent van het soldeerboutvermogen mogelijk, in stappen van 10 procent. De schakeling kan bouten aansturen van het kleinste type tot exemplaren van zo'n 400 W, en veroorzaakt daarbij, dankzij de bijzondere aansturing, helemaal geen elektromagnetische storingen. Dat er voor het solderen van een enkele draadverbinding op een printje minder warmte-energie nodig is dan voor het in elkaar solderen van de blikken afscherming van een hoogfrekwent schakeling, zal iedere elektronicahobbyist wel uit eigen ervaring bekend zijn. Hoewel velen voor deze twee zeer verschillende soorten soldeerwerkzaamheden dan ook twee aparte soldeerbouten gebruiken, namelijk een licht en een zwaar type, kan het toch wel een handig zijn als de temperatuur van de bout wat nauwkeuriger kan worden gekozen. Zeker als men maar over één soldeerbout beschikt, kan een instelbare temperatuur zeer wenselijk zijn. Met name halfgeleiders, IC's en SMDonderdelen kunnen door een te hete bout immers al snel de geest geven. Hoewel voor het instellen van de temperatuur heel goed een regeltrafo (variac) gebruikt kan worden, hebben we in de huidige schakeling voor een wat minder ruimte-inbeslag-nemende oplossing gekozen, namelijk een vermogensregeling met behulp van een thyristor. De schakeling maakt het mogelijk om het bout-vermogen met een draaischakelaar in tien stappen tussen 0'en 100 procent in te stellen. Enige nadeel van de schakeling: er is geen temperatuur-sensor 1-28 — elex

lijk een wat "dikkere" bout hebt, en deze voor het solderen van het "kleine grut" met de regelaar uit dit artikel op een veilig laag pitje zet, dan duikt de temperatuur tijdens het solderen nauwelijks omlaag. Dit komt doordat het grote bout-lichaam als een warmte-buffer werkt. Doordat er in de schakeling geen fase-aansnijding plaats heeft, maar tijdens de nuldoorgangen van de netwisselspanning wordt geschakeld, en er dus met hele sinushelften gewerkt wordt, produceert de schakeling geen hinderlijke storingen op radio, TV of audio-installatie. Ook dit is een belangrijk voordeel ten opzichte van de bekende dimmer-schakelingen, waarin thyristors of triacs zitten die wèl met fase-aansnijding werken.

Hoofdstroom-circuit op de soldeerbout aanwezig, zodat bij lang achter elkaar verhitten van een warmte-opslorpende lasplaats de bout-temperatuur wat aan de lage kant kan worden. Dit laatste treedt vooral op bij boutjes die voor het verrichte soldeerwerk (het solderen van blik e.d.) een wat te geringe

warmte-kapaciteit hebben. Voor een professioneel soldeerstation mèt een in de bout ingebouwde temperatuur-sensor, die dit nadeel niet heeft, bent u wèl enkele honderden guldens kwijt. Toch hoeft het ontbreken van een temperatuur-sensor geen nadeel te zijn. Indien u name-

We kunnen de schakeling, waarvan het schema in figuur 1 getekend is, in drie delen onderverdelen. Deze drie delen zijn: het hoofdstroom-circuit (dus de serieschakeling van de soldeerbout en de thyristor), de stuurschakeling (voor het laten geleiden en sperren van de thyristor), en tenslotte het voedingsgedeelte voor de stuurschakeling.

400W

220V 50Hz

Ten eerste het hoofdstroomcircuit. D l . . . D4 vormen samen een zogeheten Graetz-gelijkricht-brug. Deze brug richt de binnenkomende net-wisselspanning dubbelfasig gelijk, waardoor beide sinushelften van de netspanning benut worden. Aangezien er met gelijkgerichte spanning gewerkt wordt, hoeft er geen triac gebruikt te worden, maar is een thyristor voldoende. De dubbelfasig gelijkgerichte wisselspanning (nu dus een pulserende gelijkspanning) komt via D6 op de soldeerbout terecht (aansluiting K2). Doordat de andere zijde van de soldeerbout niet rechtstreeks, maar via thyristor Thl met de onderzijde van de gelijkrichtbrug verbonden is, kan de thyristor de stroom regelen die er door het hoofdstroomcircuit loopt. D6 lijkt op het eerste gezicht geen nut te hebben, maar kan beslist niet worden weggelaten. De reden van zijn aanwezigheid zullen we verderop uitleggen.

Stuurcircuit Het stuurgedeelte, dat de thyristor moet laten geleiden en sperren, is wat uitgebreider dan het hoofdstroomcircuit, maar toch niet zo ingewikkeld als het lijkt.

Om een thyristor in geleiding te brengen, hoeft men niets anders te doen dan de gate van een positieve stroompuls te voorzien op het moment dat er op de anode een positieve spanning staat. Daarna blijft de thyristor in geleiding, ook al loopt er geen gatestroom meer, mits er maar voortdurend anodespanning is. De manier waarop men een thyristor laat sperren, hangt van het thyristor-type af. Bij een speciaal soort thyristor, namelijk het zogeheten "gate turn-off'-type, is het mogelijk om de thyristor met de gate-stroom te laten geleiden en sperren. Dit lijkt sterk op de manier waarop we een schakeltransistor via zijn basisstroom "open" en "dicht" kunnen zetten. Bij een gewone thyristor, zoals hier gebruikt, is dat niet mogelijk. Zo'n thyristor gaat pas uit geleiding zodra de stroom die er tussen de anode en de kathode loopt, praktisch nul wordt. Doordat de gelijkspanning die op de thyristor-anode staat uit gelijkgerichte sinushelften bestaat die periodiek nul worden, vindt er telkens een kleine onderbreking van de thyristorspanning plaats. Hierdoor heeft de thyristor telkens de mogelijkheid om te gaan sperren. Omdat de tijd gedurende welke de thyristor-anodespanning telkens nul wordt, zeer klein

is, vergeleken met de tijd dat de spanning wel aanwezig is, kunnen we steüen dat de thyristor praktisch gesproken 100 % van de tijd kan geleiden (mits we de gate maar van stuurstroom voorzien). Het in geleiding brengen van de thyristor geschiedt met behulp van een stuurschakeling, maar het laten sperren gaat geheel automatisch en gebeurt precies bij de nuldoorgangen van de nerspanning. Zoals gezegd, wordt de thyristor in geleiding gebracht door middel van een stuurstroom op zijn gateaansluiting. Om de gatestroom te kunnen in- en uitschakelen, is de thyristorgate, zoals in figuur 1 te zien is, verbonden met een tweetal transistoren die als elektronische schakelaars fungeren. Om Thl van gatestroom te voorzien, moet Tl in geleiding gebracht worden, terwijl tegelijkertijd T2 moet sperren. Weerstand R6 begrenst de gatestroom tot een veilige waarde. Rl zorgt ervoor dat T2 niet teveel basisstroom krijgt. Indien we Tl met een draadje zouden overbruggen, en T2 zouden onderbreken, dan zou de thyristor voortdurend van gategelijkstroom worden voorzien. Als gevolg hiervan zou de thyristor voortdurend in geleiding komen op het mo-

Figuur 7. Het belangrijkste onderdeel van de schakeling wordt gevormd door thyristor TM. Deze wordt met behulp van instelbare pulstreinen op zijn gate in geleiding gestuurd.

exakt synchroon lopen met de spanningspulsen die op de anode van de thyristor gezet worden. Tegelijk met het begin van een positieve sinushelft op de anode van de thyristor wordt er dus een korte positieve stroompuls op de basis .van Tl, en dus ook op de gate van de Laagspanningsthyristor, gezet. Het gedeelte rond NI en N2 zorgt ervoeding voor dat uit de positieve siDe gatestroom voor Thl is nushelften die door de afkomstig uit de Graetzbrug geleverd worden, laagspanningskorte naaldpulsen worden gelijkstroomvoeding gegevormd, die als stroompulvormd door R2, D7, Cl en sen voor de basis van T l D5. Zenerdiode D5 begrenst kunnen worden gebruikt. en stabiliseert de laagspanHet ingangssignaal van de ning op 8,2 volt, terwijl R2 naaldpulsenvormer wordt als voorschakelweerstand werkt en ervoor zorgt dat er aan de onderzijde van R2 afgetapt. Deze weerstand niet teveel stroom door de werkt dus niet alleen als zenerdiode kan gaan lopen. voorschakelweerstand voor Cl funktioneert als afvlakde zenerdiode, maar zorgt kondensator en werkt teer ook (samen met D5 en vens als ladingsbuffer. Dit D7) voor dat NI geen laatste is nodig omdat de hoogspannings-sinushelften laagspanningsvoeding door de hoge waarde van R2 niet te verwerken krijgt. De funktie van D7 zal wel in staat is om Thl via Tl duidelijk zijn: als we deze voortdurend van gatestroom te voorzien. Als we diode zouden weglaten, dan zou de ingang van de Tl, zoals in de uitleg hiernaaldpulsenvormer aan de voor gesuggereerd werd, bovenkant van Cl komen met een stuk montagedraad te zitten. Aangezien er op zouden overbruggen, dan Cl alleen maar een afgezou de 8,2 volts voedingsvlakte gelijkspanning staat, spanning al snel in elkaar zou er van bruikbare inzakken. Gelukkig hoeft er gangspulsen voor de naaldgeen voortdurende gelijkpulsenvormer dan geen spanning (-stroom) op de sprake meer zijn. Nu wordt gate gezet te worden, maar zijn korte pulsen al voldoen- ook duidelijk wat de funktie van D6 is. Aangezien C3 de om de thyristor in gelei(die als ontstoorkondensading te brengen. Dit wordt tor fungeert) tot een hoog in de schakeling dan ook gelijkspanningsnivo wordt gedaan, en wel door het leopgeladen, zou, bij het ontveren van korte positieve stroomstootjes aan de basis breken van D6, deze gelijkspanning (tijdens het spervan Tl. Deze stroompulsjes ren van de thyristor) via R2 brengen T l telkens even in op de ingang van de naaldgeleiding, zodat Thl van pulsenvormer terecht kungate-stroompulsen wordt nen komen. Als gevolg hiervoorzien. Deze gate-stroomvan zou de spanning op pulsjes kunnen, doordat ze deze ingang niet meer periomaar kort zijn, gelukkig wèl diek helemaal tot nul kundoor Cl geleverd worden, nen dalen, zodat NI niet zonder dat de gelijkspanmeer zou schakelen. De ning over deze kondensator naaldpulsenvormer zou dan te laag wordt. geen naaldpulsen meer kunnen produceren. De beide NOR-poorten NI en N2 werken, doordat één Naaldpulsenvormer van hun beide ingangen aan Zoals gezegd, wordt de thymassa ligt, als inverters. ristor in geleiding gebracht Doordat het ingangssignaal door middel van positieve op de ingang van de naaldstroompulsen op de basis pulsenvormer (pen 1 van van Tl. Deze stroompulsen NI) uit positieve sinushelfworden afgeleid uit de netten bestaat, is dit signaal wisselspanning, zodat ze ment dat de spanning op zijn anode voldoende boven nul-nivo zou uitkomen. Alleen tijdens de zeer korte nuldoorgangen van de netspanning zou de thyristor telkens even gaan sperren.

1-30 — elex

het merendeel van de tijd positief, en alleen bij de nuldoorgangen gelijk aan massanivo (zie de foto van figuur 2). Doordat NI dit signaal inverteert, verschijnt er aan de uitgang van NI (pen 3) een signaal dat meestal "laag" is en alleen uit korte "hoge" naaldpulsen (de oorspronkelijke nuldoorgangen) bestaat. Dit signaal wordt via de RC-schakeling bestaande uit C2 en R4 aan N2 doorgegeven. Op het moment dat het signaal aan de linkerkant van C2 (pen 3 van NI) van hoog naar laag gaat, verandert het spanningsnivo aan de rechterkant van C2 snel mee omlaag. Via R4 wordt de rechterkant van C2 echter voortdurend weer langzaam opgeladen naar een positief nivo. Met andere woorden: er ontstaat door de naaldpulsen die uit NI komen een snelle hoog-laagovergang, gevolgd door een langzame laag-hoog-overgang op de rechterkant van C2, dus op de ingang van N2. Het signaal op de ingang van N2 lijkt dus op een zaagtandspanning, waarvan de scherpste punten naar beneden gericht zijn (zie de foto van figuur 3). De toppen van deze neerwaartse punten worden door N2 opnieuw tot naaldpulsen verwerkt, en deze laatste naaldpulsen zijn het, die voor de uiteindelijke gatesturing van de thyristor gebruikt worden. Doordat de uitgang van N2 via meekoppelweerstand R8 met de ingang van NI verbonden is, wordt de flanksteilheid van de naalden die uit N2 komen, nog eens extra verbeterd. In tegenstelling tot de naalden die uit NI komen (als N2 wordt weggelaten), hebben de naalden op de uitgang van N2 een perfekte vorm en vertonen geen hinderlijke "denderverschijnselen" (zie de foto van figuur 4). Hierdoor zou de teller, IC1, "de tel kwijt kunnen raken".

Figuur 2. Het signaal op pen 1 van N1 is afgeleid van de dubbelfasig gelijkgerichte netspanning. Figuur 3. Kondensator C2 veroorzaakt samen met weerstand R4 een laad- en ontlaadkurve. Figuur 4. De uit N2 komende naaldpulsen zijn kort en hebben zeer steile flanken.

Instelbare pulstrein De naaldpulsen op de uitgang van N2 worden, behalve als gate-pulsen voor de

Figuur 5. In deze situatie staat de soldeerbout op een laag pitje. Figuur 6. Hier merkt de bout bijna op zijn maximum.

-TTL

JT~L JT\CARRV OUT

Timing diagram for

Figuur 7. Als er aan de teller klokpulsen worden toegevoerd, dan worden de uitgangen een voor een "hoog".

4017

thyristor, ook nog als kloksignaal gebruikt voor de deelschakeling bestaande uit IC1, N3, N4, en T2. Dit gedeelte van de schakeling neemt de eigenlijke vermogensregeling voor zijn rekening. Zonder dit gedeelte zou de thyristor de soldeerbout altijd op zijn maximale vermogen laten werken. In dat geval zou de thyristor een stroom van 100 positieve sinushelften per sekonde door zijn anodekathodecircuit heen krijgen, en in geleiding worden gebracht door de 100 naaldpulsen per sekonde in zijn gatecircuit. Zoals gezegd, ontvangt de thyristor een voortdurende trein van naaldpulsen op zijn gate, die hem telkens na het korte sperren weer in geleiding brengen. Doordat met behulp van T2 een instelbaar deel van de naaldpulsentrein kan worden kortgesloten, kan op deze wijze de gemiddelde tijd dat de thyristor geleidt, worden verminderd. Indien T2 voortdurend zou geleiden, dan zou de thyristor helemaal geen naaldpulsen meer op zijn gate krijgen, en dus ook niet meer in geleiding kunnen komen. Deze situatie doet zich voor indien schakelaar 1 in één van zijn uit-standen (stand 1 of 12) gezet wordt. De uitgang van flipflop N3/N4 blijft dan voortdurend "hoog", zodat T2 blijft geleiden, en dus

alle gatepulsen die voor de thyristor bestemd zijn, blijft kortsluiten. Het andere uiterste doet zich voor met de schakelaar in stand 11. De flipflop-uitgang wordt bij deze schakelaar-stand "laag", zodat T2 geen basisstroom meer ontvangt. Hierdoor gaat T2 sperren, en sluit geen thyristorgatepulsen meer kort; de bout werkt dan op maximaal vermogen. In geresette toestand is de uitgang van de flipflop (pen 11 van N4) "laag", terwijl deze in gesette toestand "hoog" is. Pen 8 van N3 vormt de set-ingang van de flipflop en pen 13 van N4 is de reset-ingang. De toestand "reset" wil zeggen dat de thyristor in geleiding gebracht wordt. Het resetten vindt vanuit Q l . . .Q9 van IC1 plaats (of uit de voedingsspanning, via kontaktpen 11 van SI). Het setten van de flipflop, dus het uit geleiding brengen van de thyristor, vindt altijd via Q0 van IC1 plaats. Het tijdsverschil tussen het resetten en weer setten van de flipflop bepaalt hoe groot het deel van de gatepulstrein is dat naar de thyristor-gate wordt doorgelaten, en dus hoe heet de soldeerbout wordt. Dit tijdsverschil, en dus de pulstreinlengte, wordt door de stand van SI bepaald (zie de foto's in figuren 5 en 6). Afhankelijk van de stand

van SI zijn er dus verschillende mogelijkheden: ofwel de flipflop wordt voortdurend in de stand "reset" gehouden (pen 13 van N4 via SI aan voedingsspanning) en kan niet meer door QÓ geset worden, ofwel de flipflop wordt voortdurend in de stand "set" gehouden (stand 1 en 12 van SI, reset-ingang ligt via R5 aan massa), ofwel de flipflop wordt eerst, bijvoorbeeld door Q7, gereset en dan na een zekere tijd door Q0 weer geset. Deze drie toestanden komen respektievelijk overeen met: maximaal vermogen, geen vermogen en een tussen 10 en 100 procent (in dit geval 30 procent) liggend vermogen. Bij de standen 1 en 12 ("uit") en 11 (maximum) hebben we met duidelijk bepaalde toestanden te maken. Bij de overige standen van de schakelaar ligt de zaak iets ingewikkelder, en speelt IC1 een belangrijke rol. IC1 is een teller, welke voorzien is van een klokingang (CLK) en een tiental uitgangen (Q0. . .Q9). Indien er op de klok-ingang klokpulsen worden gezet, dan worden gelijktijdig met de opgaande flanken van deze klokpulsen de uitgangen van het IC één voor één positief (dus "hoog"). De klok- en uitgangssignalen zijn in figuur 7 te zien. Als schakelaar SI in zijn minimale stand staat, zonelex -

1-31

8

Figuur 8. De print-layout en onderdelenopstelling.

m Onderdelenltjst

R1 = 47 kQ R2 = 100 kQ/1 W R3,R4,R5 = 100 kQ. R6 = 1 kQ R7 = 100 Q R8 = 220 kQ

Figuur 9. Het prototype voor de inbouw. Figuur 10. In verband met de veiligheid moet een kunststoffen behuizing gebruikt worden.

C1 = 22 /uF/16 V radiaal C2 = 10 nF C3 = 22 nF/630 V radiaal T1,T2 = BC547 D1 . . .D4,D6 • 1N4007 D5 = zenerdiode 8,2 V/400 mW D7 = 1N4148 Th1 • TIC106D IC1 = 4017 IC2 = 4001 S1 = draaischakelaar 12 standen/1 moederkontakt/piastic as!!! K1,K2 = 3-voudige printkroonsteen kastje: Bopla SE432DE of OKW9022465 of OKW9022487

der dat de bout "uit" is, dus in stand 2, dan is de flipflop met zijn reset-ingang op Q9 van IC1 aangesloten. De set-ingang van de flipflop blijft natuurlijk altijd met QO verbonden. In het tijddiagram van figuur 7 is te zien dat nadat Q9 een puls geleverd heeft, QO weer volgt. Als gevolg hiervan wordt de flipflop korte tijd (10 ms) nadat hij gereset is, weer geset. Het resultaat hiervan is dat T2 maar heel even gaat sperren, en dus de meeste thyristorgatepulsen kortsluit. In dit geval is er maar één gatepuls op de gate terechtgekomen en is de thyristor maar gedurende één énkele sinushelft in geleiding gekomen. De overige 9 sinushelften 1-32 - elex

zijn dus niet benut, en de bout heeft maar 10 procent van zijn maximale vermogen in warmte omgezet. Als we het moederkontakt van SI naar Q8 van IC1 verdraaien, dan verstrijkt er iets meer tijd tussen het resetten en weer setten van de flipflop. In dat geval worden er twee van de tien gatepulsen naar de thyristor doorgelaten, gaan er twee sinushelften door het hoofdstroomcicuit, en staat de bout dus op 20 procent van zijn vermogen te werken. Als we de schakelaar naar Ql verdraaien, dan verstrijken er negen klokpulsen voordat de flipflop weer door QO wordt geset, en werkt de bout op 90 procent van het maximum.

Opbouw en test Omdat het hier een schakeling betreft die direkt op het lichtnet wordt aangesloten, dient bij de opbouw een grote zorgvuldigheid in acht te worden genomen. Raadpleeg ook het artikel "veiligheid" op pagina 5. De printlayout en de onderdelenopstelling van de schakeling zijn in figuur 8 en de foto van figuur 9 te zien. Monteer eerst de kontaktbussen KI en K2, vervolgens de weerstanden en kondensatoren. Daarna komen de IC's en de overige halfgeleiders aan de beurt. Kontroleer zorgvuldig of u de onderdelen niet verkeerd-om gemonteerd hebt. Kontroleer de schakeling ook op mogelijke kortsluitingen door

klodders soldeertin. Als behuizing voor de schakeling kan, in verband met de hoge spanning die op de schakeling staat, het beste een kunststoffen kastje gekozen worden dat van een aangegoten netsteker plus ingebouwde kontaktdoos voorzien is (zie de onderdelenlijst en de foto van figuur 10). Let er ook op dat u voor SI een schakelaar met een plastic as gebruikt, en dat er geen metalen delen, van welke onderdeel dan ook, van buiten de behuizing aan te raken zijn (ook niet de bevestigingsboutjes van de print!). Voor het testen van de schakeling (na inbouw!) kan even een gloeilamp op K2 worden aangesloten. Daarna

kan door aan SI te draaien, worden nagegaan of de lamp tussen 0 en maximum geregeld kan worden, in stappen van 10 procent. Het knipperen van de gloeilamp bij deze test is normaal; op de lamp komt namelijk een blokspanning met een frekwentie van 10 Hz te staan. De soldeerbout vlakt overigens deze blokvormige aansturing door de warmtekapaciteit van zijn metalen lichaam af tot een stabiele temperatuur. U mag op de schakeling beslist geen transformatoren of elektromotoren aansluiten, omdat de schakeling een (blokvormig pulserende) gelijkspanning op zijn uitgang heeft staan. Indien de schakeling bij de gloeilamp-test niet blijkt te werken, en u deze in bedrijf en met open behuizing wilt kunnen testen, dan moet dat, omwille van de veiligheid, niet met hoog- maar met laagspanning gebeuren! Weerstand R2 wordt hiertoe door een exemplaar van 220 Q overbrugd. Op K2

sluit u een fietsachterlichtje aan (6 V, 0,05 A). Op KI zet u een wisselspanning van 9 a 12 volt (uit een beltrafo o.i.d.). Indien u nu aan SI draait, dan moet het lampje tussen nul en maximum te regelen zijn. Het is wel mogelijk dat er bij het draaien aan SI wat plotselinge overgangen zijn, doordat de klokpulsen nu minder fraai zijn en de teller niet zo mooi werkt. Als de lamp niet brandt, meet dan de spanning over Cl; deze moet 8,2 volt bedragen.

(906008X)

Elex 220V-V

50Hz

ö

No. 906008X max. 400 VA

MARKT-h Nieuwe

SMD-elko's

De opmars van de oppervlaktemontagetechniek (surface mounting) is niet te stuiten en het assortiment speciale komponenten hiervoor wordt gestaag uitgebreid. Philips loopt, als belangrijke onderdelenproducent, uiteraard vooraan mee in deze ontwikkeling. Nieuw van hen is een serie eiko's in SMDtechniek, waarbij zij erin geslaagd zijn om met behoud van de bestaande (minuskule) afmetingen, het CV-produkt te verdubbelen. Geen geringe prestatie. De nieuwe reeks, die het kodenummer 2222 139 draagt, biedt de keuze tussen 17 kapaciteitswaarden en 8 werkspanningen: van 0,22 juF/100 V tot 220 ^F/6,3 V. Ze zijn ondergebracht in twee verschillende behuizingen met afmetingen van resp. 14,5 x 7,05 x 6,3 mm en 14,5 x 8,35 x 7,7 mm. De rechthoekige

thyristor: Speciale diode die normaliter altijd spert. Een thyristor kan echter door middel van een stuurstroom (de gatestroom) in geleiding worden gebracht. De thyristor blijft in deze toestand, totdat de stroom onder een bepaalde minimumwaarde komt (de houdstroomj of wanneer de stroomrichting verandert.

vorm maakt een exakte automatische plaatsing mogelijk. De buitenkant van de behuizing is niet geleidend, zodat er op de print gerust koperspoortjes vlak onder de behuizing door mogen lopen. De kondensatoren hebben een temperatuurbereik van —55 tot +105 °C en zijn bestand tegen alle gangbare soldeertechnieken. Qua opbouw wijken deze miniatuur-komponentjes in feite niet eens zo veel af van hun grote broers. De SMD-elko's bezitten geëtste elektroden van geoxideerde folie. Tussen de opgerolde elektroden bevindt zich een papieren strip, welke is gedrenkt in een speciaal elektroliet met een hoog kookpunt. Het geheel is gemonteerd in een gesloten aluminium behuizing, die is ingegoten in vuurvaste kunststof. De kunststoffen omhulling beschermt de kondensator tegen hoge temperaturen (zelfs tegen vloeibaar tin) en gaat bo-

triac: Een triac kan het beste als een elektronische schakelaar worden gezien, die door middel van een kleine

vendien het ontleden van het elektroliet tegen, waardoor de levensduur sterk wordt verlengd. De aansluitingen bestaan uit vertinde koperen stripjes, die voldoende elastisch zijn om kleine bewegingen op te vangen; temperatuurschommelingen of mechanische belastingen van de print vormen dus geen probleem.

stuurstroom (gatestroom) een grote laststroom kan schakelen. Deze laststroom blijft lopen (ook zonder gate-stroom) totdat de waarde ervan beneden een bepaalde drempel is gedaald (deze drempel wordt de houdstroom van een triac genoemd). Met een triac kunnen zowel gelijk-als wisselstromen geschakeld worden. Bij een konstante gelijkstroom kan de triac echter niet door de laststroom worden uitgeschakeld. Loopt er een wisselstroom, dan zal de triac bij de eerst volgende nuldoorgang uitgeschakeld worden. De stroom wordt dan immers kleiner dan de houdstroom. In dit geval is een nieuwe ga te-puls nodig om de triac weer te laten ontsteken.

De kondensatortjes worden geleverd in 24 mm blister tape. De gemiddelde levensduur varieert van 2000 uur bij een temperatuur van 105 °C(!) tot minimaal 15 jaar bij 40 °C. Voor nadere informatie: Philips Components, Postbus 218, 5600 MD Eindhoven

elex — 1-33

belverkorter remt ongeremde voordeur-bellers Voor die Elexlezers die hun rust zo weinig mogelijk willen laten verstoren door hinderlijk lang bellende personen aan hun voordeur, hebben wij hier een schakeling die alle gebel tot een beschaafde kortheid reduceert. Misschien hebt u er ook wel eens last van: lieden die uw voordeurbel veel langer ingedrukt houden dan strikt noodzakelijk is. Met name voor mensen die nachtdiensten moeten draaien kan het best hinderlijk zijn, indien ze door allerlei venters overdag uit hun slaap gerinkeld worden. Het beste kan men dan ofwel de deurbel helemaal uitschakelen, ofwel het gerinkel tot het absolute minimum beperken, zodat wel de huisgenoten kunnen horen dat er gebeld wordt, maar men zelf niet uit zijn slaap gewekt wordt.

Elektronische tijdbegrenzer Het bovenvermeld probleem kan op eenvoudige wijze met behulp van wat elektronica verholpen worden. Daartoe kan de bestaande bei-installatie worden uitgebreid met de schakeling die in figuur 1 getekend is. Geheel links in figuur 1 is de beltrafo getekend (Tri). Daarboven is bei-drukknop te zien (SI), terwijl helemaal rechts in figuur 1 de bel getekend is (Bzl). Genoemde onderdelen vormen samen de bestaande bei-installatie. Zoals uit figuur 1 blijkt, kan het bestaande belcircuit worden onderbroken door de verbreekschakelaar van relais Rel. Als we deze schakelaar met een draadje overbruggen, dan werkt het bestaande belcircuit normaal, dus op de oude wijze. De relaisschakelaar zorgt ervoor dat het belcircuit wordt onderbroken indien iemand te lang op de belknop drukt. Het relais zelf wordt geschakeld via het elektroni1-34 — elex

sche gedeelte midden in figuur 1. Dit elektronische gedeelte krijgt pas voedingsspanning, zodra er op de belknop gedrukt wordt. Op dat moment wordt afvlak-elko C l via gelijkrichtbrug BI opgeladen, zodat er een voedings-gelijkspanning voor de elektronische tijdbegrenzer beschikbaar is. De hoogte van deze voedingsgelijkspanning bedraagt ongeveer 1,4 x de waarde van de wisselspanning die de beltrafo levert. Bij een

beltrafo van 8 volt wisselspanning krijgen we dus een gelijkspanning van zo'n 11 volt. Met deze gelijkspanning worden zowel de RCkombinatie (Rl, PI, C2) als de serieschakeling bestaande uit T l en Rel van spanning voorzien. Door de relaisspoel loopt uitsluitend stroom, indien T l in geleiding is. Dit laatste is echter alleen maar het geval, als T l basisstroom krijgt, dus als de spanning op de basis van T l niet lager dan zon

0,6 volt is. Aangezien T l zijn basisspanning uit de RCkombinatie betrekt, en dan ook nog eens via zenerdiode D6, zal het duidelijk zijn, dat het wel of niet lopen van basisstroom in T l bepaald wordt door de spanning die over C2 staat. Als we er ter wille van de eenvoud van uitgaan dat T l pas in geleiding komt, zodra zijn basisspanning een waarde van 0,6 volt heeft bereikt (dan gaat er basisstroom lopen), dan betekent dit dat de spanning aan de linkerkant van D6 (dus over C2) op dat moment een waarde van 0,6 volt plus 6,2 volt, dus van 6,8 volt heeft. Op het moment dat SI wordt ingedrukt, is C2 nog geheel ontladen. Er loopt dan nog geen basisstroom door Tl, zodat de relaisspoel niet bekrachtigd wordt. Het op het relais aanwezige verbreekkontakt is dan nog gesloten, zodat er belgerinkel klinkt. C2 wordt nu via Rl en PI opgeladen uit de plus van de voedingsspanning. Zodra de spanning over C2 tot een waarde van ongeveer 6,8 volt gestegen is, begint er basisstroom door T l te lopen, zodat deze transistor in geleiding komt. Op dat moment trekt het relais aan en wordt het belcircuit door middel van het relaisverbreekkontakt onderbroken. Het belgerinkel wordt dus na een bepaalde tijd onderbroken. De lengte van deze tijd wordt door de waarde van de RC-kombinatie bepaald, maar is ook nog afhankelijk van de gelijkspanning aan de bovenzijde van

f' ,,:«- , -":

• - • " • „ . ' " . . .

-

'

.

••

-

..

Figuur 1. De belverkorter is niets meer dan een uitbreiding op de bestaande belschakeling. Tr1, SI en Bzi vormen de bestaande belschakeling, terwijl het elektronische gedeelte in het midden van figuur 1 het belgerinkel van een tijdbegrenzing voorziet. Figuur 2. De onderdelenopstelling van de schakeling voor opbouw op een Elexprint formaat 1. Het geheel kan het beste vlakbij de bel gemonteerd worden, teneinde onnodige draden door de woning te voorkomen.

Rl. Bovendien speelt de waarde van de zenerspanning van D6 ook een belangrijke rol. Het is overigens zo dat de spanning over C2 niet hoger kan worden dan ongeveer 6,8 volt. Op dat moment gaat D6 namelijk zeneren en loopt er geen stroom meer via Rl en PI naar C2, maar vloeit alle stroom via D6 en de basisemitter-overgang van Tl naar massa. Diode Dl is als een zogeheten vrijloop-diode geschakeld. Dit onderdeel zorgt ervoor dat er over de relaisspoel geen hoge induktiespanningspieken ontstaan op het moment dat de spanning over deze spoel onderbroken wordt. Dl sluit de optredende hoge induktiespanningen kort en voorkomt dat T l door deze spanningen vernield wordt. R2, tenslotte, dient als ontlaadweerstand voor de voedings-gelijkspanning. Via deze weerstand worden zowel Cl als C2 ontladen, zodra men de belknop loslaat, zodat C2 bij een volgende druk op de belknop zijn laad-cyclus weer kan doorlopen. Opbouw In figuur 2 is de onderdelenopstelling van de schakeling voor opbouw op een Elexprint formaat 1 te zien. De print bevat alleen het elektronische gedeelte. De rest van de schakeling, namelijk de beltrafo, de drukknop en de bel, is al aanwezig, en kan dus gewoon blijven zitten. Uit figuur 1 blijkt dat de schakeling het beste direkt bij de bel gemonteerd

kan worden. In dat geval hoeven er'namelijk geen extra draden door de woning getrokken te worden. Met behulp van PI kan del tijd worden ingesteld waar- j na het belgeluid onderbroken wordt. Houd er rekening mee dat de spanning over C2 een waarde van ongeveer 6,8 volt moet kunnen bereiken. Dit kan alleen maar indien de voedings-gelijkspanning minimaal deze waarde heeft. Indien uw beltrafo zon lage uitgangswisselspanning heeft dat deze waarde niet gehaald wordt, dan kunt u voor D6 een exemplaar nemen met een wat lagere zenerspanning. Ook het relais moet dan misschien een type met een wat lagere werkspanning zijn.

dS tekenden. Goedgezaag pater Se\Zen

(896151X)

Onderdelenlijst R1 = 2,7 kQ R2 = 1 kQ PI = 5 kS C1 = 100^F/25 V C2 = 220^F/25 V 01 = 1N4148 BI = B8OC15OO D6 = zener 6,2 V/0,4 W Re1 = relais: spoelspannirsg 12 V, spoel-geüjkstroomweerstand 320 Q, met wisselkontakt: Siemens V23101 - A 0 0 0 6 - B 1 0 1

Geschatte bouwkosten: zonder print en behuizing, circa f 10,-

elex — 1-35

telefoon-muziek even geduld a.u.b. aïiïïll . .

'

':

V

.

.

.

.

.

:

\

•

'

.

z

:

1

.

.

.

,

.

•

.

.

•

.

•

•

•

•

.

•

.

•

•

•

.

•

•

•

.

Tijdens het telefoneren kan het wel eens voorkomen dat men de gesprekspartner even moet laten wachten. Om het wachten wat te veraangenamen zet het hieronder beschreven muziek-dingetje een of meerdere deuntjes op de lijn. Het apparaatje waarborgt tevens uw privacy indien u geen "ruggespraaktoets" op uw telefoontoestel hebt. Indien men tijdens een telefoongesprek met iemand die in hetzelfde vertrek aanwezig is, vertrouwelijk overleg moet plegen, dan moet de telefoonlijn eigenlijk even geblokkeerd kunnen worden. Op sommige telefoontoestellen treft men daartoe een zogeheten "ruggespraaktoets" aan, waarmee de mikrofoon tijdelijk uitgeschakeld wordt. Bij het ontbreken van zon toets houdt men wel eens de hand voor de mikrofoon, maar dat vindt de persoon aan de andere kant van de lijn meestal minder leuk. Deze kan immers uit het gedempte gemompel aan jde andere kant van de lijn afleiden, dat er van alles en nog wat besproken wordt, maar 1-36 - elex

krijgt daarbij tegelijk het idee dat men hem niet vertrouwt. Wil men dat liever vermijden, dan kan men op de hier beschreven schakeling terugvallen. Deze overstemt ieder geluid, zodat de privacy gewaarborgd blijft, en overbrugt de wachttijd met een leuk muziekje.

De schakeling Zoals in figuur 1 te zien is, gaat het om een zeer eenvoudige schakeling. Dat komt doordat het merendeel van de onderdelen in IC1 geïntegreerd is. Dit IC, van het type UM3482A, behoort met een aantal soortgelijke IC's tot de UM3481A-serie van UMC. Het gaat hier om een melodie-generator-chipje dat

intern onder andere van een toongenerator, een modulator en een geheugen voorzien is. In het geheugen zijn door de fabrikant de gegevens voor een aantal bekende melodietjes opgeslagen. Welke melodietjes men krijgt, hangt af van het ICtype dat men koopt. In de schakeling uit figuur 1 hebben we, zoals reeds gezegd, de UM3482A gebruikt. Dit IC verblijdt de luisteraar met de volgende melodieën: "American Patrol", "Rabbits", "Oh My Darling, Clementine", "Butterfly", "London Bridge is Falling Down", "Row, Row, Row Your Boat" "Are You Sleeping", "Happy Birthday", "Joy Symphony", "Home Sweet Home", "Wiegenlied" en

"Melody on Purple Bamboo". Aangezien het IC al een ingebouwde geluidsversterker bevat, hoeft hieraan alleen nog maar een emittervolger (Tl, PI) gekoppeld te worden om de luidspreker (LSI) van voldoende uitsturing te voorzien. Met PI kan het geluidsvolume worden ingesteld. Voor de mensen die van experimenteren houden, zijn in figuur 2 de diverse golfvormen getekend die ontstaan als men de klankkleur van het geluid wijzigt. Men moet daartoe met de waarde van C3 experimenteren. Hiermee beïnvloedt men de verhouding tussen de sterkte van de grondgolf en zijn harmonischen (boventonen).

2

„™

t

^-, Il r-|

r

-

1-1

(3RGEL

PIANO 1,5V

flflil li 11 1

BC327

ÓJP1

MANDOLINE

Een muziekinstrument produceert namelijk, behalve zijn grondfrekwentie (een sinusvormig signaal), ook nog hele veelvouden daarvan (harmonischen, eveneens sinusvormig). Doordat de sterkte van de harmonischen ten opzichte van de grondfrekwentie en ten opzichte van elkaar bij ieder type muziekinstrument weer anders is, klinkt bijvoorbeeld een piano niet hetzelfde als een gitaar. Ook kan men de waarde van C2 veranderen. Hierdoor verandert de frekwentie van de in het IC aanwezige toongenerator. Als gevolg hiervan klinken de deuntjes op een andere toonhoogte, en worden ze met een andere snelheid afgespeeld. Er kan nog meer bij het IC worden ingesteld (zie figuur 3), namelijk welk

1

16

2

15

3

14

4

13

programmaatje het IC afwerkt. Dit kan worden ingesteld door middel van het logische nivo op de ingangen CE, SL, LP en AS. In de tabel in figuur 3 betekent een "0" "niet aktief'. Een "1" betekent een "aktief', d.w.z. "aan + 5 V " (CE.SLJP) resp. "aan massa" (AS). Een "X" betekent "don't care", dus "doet er niet toe" (aansluitpen aan plus van voeding of aan massa leggen). Sommige aansluitpennen hoeven bij bepaalde ingangskombinaties geen vast logisch nivo te hebben, maar hebben voldoende aan een puls in de vorm van een laag-hoog-overgang. De in figuur 3 gegeven mogelijkheden zijn in de schakeling uit figuur 1 niet allemaal benut. Wel gebruikt is de mogelijkheid om de schakeling aan het einde

van de reeks deuntjes te laten stoppen, of weer opnieuw te laten beginnen. Het kiezen tussen deze twee mogelijkheden gebeurt via jumper JP1. In de in figuur 1 getekende jumperstand (pen 5 van IC1 is "laag") blijven de deuntjes zich herhalen. Legt men pen 5 van IC1 via de jumper aan de plus van de voeding, dan stopt de schakeling na de laatste melodie.

906003X-12

Figuur 1. Het hart van de schakeling bestaat uit een melodie-IC, waaraan nog enkele onderdelen moeten worden bevestigd. Figuur 2. De diverse soorten klanken die uit het IC kunnen komen, worden met C3 ingesteld. Figuur 3. Afhankelijk van het spanningsnivo (0 of plus 1,5 volt) op de pennen 2. . .5 van het IC vertoont de schakeling een ander gedrag.

Opbouw Het muziekdingetje past, met uitzondering van de 1,5-volts-batterij voor de voeding en de luidspreker, keurig op een Elexprint formaat 1. De layout en onderdelenopstelling van de print zijn in figuur 4 te zien. De foto in figuur 5 toont dat

Items

CE

SL

LP

AS

1

0

X

X

X

Stand -by

2

1

0

0

0

Start from first melody -+ last melody - * stop

3

_r

0

0

1

4

_r

0

1

0

Start from the present melody -*• stop

5

i

0

1

1

Repeat the present melody

6

1

0

0

7

1

_TL

0

1

8

1

_TL

1

0

9

1

_n_

1

1

I]V D D

Program

Start from first melody - *

last melody "+

repeat from first melody

UM3482A 5

12

6

11

7

10

8

Change to the next melody -*• last melody -*• stop

9

906008X-13

Change to the next melody " *

last melody -*"

repeat from first melody

Change to the next melody " • stop

Change to the next melody ~* repeat the same melody

elex -

1-37

we bij het prototype één helft van de Elexprint hebben afgezaagd. Dit, omdat de print in de behuizing moest kunnen passen die op de foto in figuur 6 afgebeeld is. Men kan een dergelijke behuizing heel goed dubbel uitvoeren en de twee kokertjes samen op een grondplaat lijmen. Op de foto in figuur 6 is trouwens een van de belangrijkste onderdelen zichtbaar, namelijk schakelaar SI. Dit is een zogeheten microswitch. Deze is zodanig op de behuizing aangebracht dat de schakelaar door de telefoonhoorn wordt omgeschakeld, op het moment dat men de telefoonhoorn op de behuizing neerlegt. Om dit mogelijk te maken, is de behuizing aan de bovenzijde van een kleine en een grote uitsparing voorzien. De luidspreker is op kleine, aan de binnenzijde van de behuizing vastgelijmde blokjes bevestigd, op een zodanige hoogte dat de neergelegde telefoonhoorn de luidsprekerkonus niet kan beschadigen. Voor de voeding van de schakeling kan een penlightbatterij gebruikt worden. In rusttoestand is het stroomverbruik van de schakeling slechts enkele fxA; een echte aan-uit-schakelaar in serie met de voeding is dus niet nodig. Let erop dat u het volume van de schakeling niet te luid instelt; dit is voor de opbeller namelijk heel onplezierig. Kontroleer de geluidssterkte dus door een praktijktest. ( 9 0 6003X)

nm»««iii,«

«WW*

3BOO3 j

Figuur 4. De schakeling past uitstekend op een half Elexprintje, formaat 1. Figuur 5. Ons prototype, voordat het in het lab getest werd. Figuur 6. De schakeling is samen met de luidspreker en het batterijtje in een plexiglazen behuizing gemonteerd. Op de behuizing is een microswitch aangebracht, alsmede twee uitsparingen voor de telefoonhoorn en het snoer.

Onderdelenlijst R1,R4 = 100 kQ R2 = 75 kQ/1 % R3 = 180 kQ P1 = 100 Q C1

= 2,2)JF-16 V

C2 = 47 p C3 = 22 (/F/16 V T1 = BC327 IC1 = UM3482A LS1 = luidspreker 8 Q/0,5 W S1 = microswitch

Geschatte bouwkosten, zonder print en behuizing, circa f 15,-

1-38 - elex

'7'o,en nouoog~e-ffe en p3ü2£ p/as/f Voor 'i ge\/é£ o/na

wekker

91$

LED-klok

een simpele uitbreiding De LED-klok uit het novembernummer van vorig jaar is niet alleen mooi, maar ook funktioneel. Wie het ding gebouwd heeft, weet dat na een gewenningsperiode van een paar dagen de juiste tijd probleemloos afgelezen kan worden — zelfs als men slaapdronken wakker wordt. Jammer is alleen dat er voor gebruik in de slaapkamer een belangrijk onderdeel ontbreekt: namelijk een wekker. Daarin brengen we nu echter verandering. Klokken met verlichte wijzerplaten of oplichtende display's zijn natuurlijk perfekt voor in een slaapkamer. Er hoeft immers geen verlichting aangedaan te worden om te zien hoe laat het is. Toch moet een slaapkamerklok aan een tweede kriterium voldoen. Veel mensen worden namelijk uit zichzelf niet wakker en hebben dus een wekker nodig om op tijd uit de veren te komen. Dit gemis is bij de LEDklok vrij snel op te lossen, zonder dat daarvoor hoge kosten gemaakt hoeven te worden. Werp maar eens een blik op figuur 1, dan kunt u zien dat er echt niet veel voor nodig is. De logische bouwstenen IC5. . . IC7 zijn al in de klok verwerkt, zodat er vier dioden, twee weerstanden, een transistor, een buzzer en vier schakelaars overblijven, voor een wekkerschakeling die per tien minuten instelbaar is.

Een AND en drie schakelaars Wie nog weet hoe de LEDklok ongeveer werkt, zal zich herinneren dat IC7 samen met het nivo uit de tweedeler (IC6) bepaalt welk uur het van de dag is en dat IC5 gebruikt wordt om de 10-minuten van het uur aan te geven. Van de genoemde IC's is, zoals we in

november al schreven, slechts één uitgang hoog en voor de wekker gebruiken we deze eigenschap. Via SI, S2 en S3 voegen we drie van de 14 lijnen die verantwoordelijk zijn voor de uren en de 10-minuten, samen in een AND-poort, zodat op het tijdstip dat de

gekozen lijnen "hoog" zijn, transistor Tl aangestuurd wordt en buzzer Bzl lawaai gaat produceren. Dit overigens alleen als Bzl een zogenaamde aktieve buzzer is (waar alleen spanning opgezet hoeft te worden om geluid te krijgen) en schakelaar S4 gesloten is. Gedu-

rende 10 minuten zal nu het weksignaal klinken, omdat na deze tijd het nivo uit IC5 doorschuift. Uiteraard geldt dit alleen zolang S4 gesloten blijft. Dat u de AND-poort niet onmiddellijk herkent, kunnen we begrijpen. We hebben namelijk geen IC gebruikt, omdat dit in feite overdreven en te duur is. In plaats daarvan hebben we met D l . . . D3 en Rl een AND gemaakt die als volgt werkt: Als de met S I . . . S3 geselekteerde lijnen allemaal laag zijn, gaat er via Rl en de dioden stroom lopen en wordt het knooppunt van de dioden op ca. 0,6 V gehouden (in de praktijk iets meer, omdat de uitgangen van de IC's niet exakt 0 V worden en de doorlaatspanning over een 1N4148 niet precies 0,6 V bedraagt). Wordt er één van de uitgangen "hoog", dan gaat de bijbehorende diode sperren, maar verder gebeurt er nog niets. Pas als alle geselekteerde uitgangen "hoog" zijn en dus alle dioden sperren, stijgt het spanningsnivo op het knooppunt van D l . . . D3 door de aanwezigheid van Rl. Via D4 gaat er nu een basisstroom lopen, waarmee de transistor opengestuurd wordt. Als vervolgens S4 gesloten is, kan er een kollektorstroom gaan lopen, zodat de buzelex -

1-39

Onderdelenlijst IC5 4017

IC7 4017 1N4148

R1 = 4,7 kQ R2 = 1,5 kQ D 1 . . . D 3 = 1N4148 D4 = 4,7 V zener 400 mW T1 = BCS47b S1,S2 = 6-standen draaischakelaar 53 = enkelpoiige omschakelaar 54 = enkelpoiige schakelaar Bz1 = aktieve buzzer voor 12 V geschatte bouwkosten exkl. print f 15,-

1N4148

Figuur 1. De schakeling van de wekker is zo opgezet dat alleen op het tijdstip dat er een met de schakelaars in te stellen LED-kombinatie brandt, de buzzer lawaai gaat produceren. Met schakelaar SI kiezen we de 10-minuten en met S2 de uren, waarbij de stand van S3 bepaalt of we de even of oneven uren selekteren. Figuur 2. De schakeling van de wekker past probleemloos op een half Elex-printje.

zer in aktie komt. [n dit verhaal heeft D4 nog een onduidelijke funktie. Toch mag deze zenerdiode niet komen te vervallen. We vertelden al dat het spanningsnivo op het knooppunt van de dioden nooit lager wordt dan 0,6 V en in de praktijk altijd een fraktie hoger zal uitvallen. Wordt nu de basis zonder D4 met de dioden verbonden, dan zal er altijd een bepaalde basis1-40 - elex

stroom gaan lopen. Hierdoor wordt Tl dus ook aangestuurd als dit niet zou moeten. Met D4 gebeurt dit gelukkig niet. Via de zener kan er namelijk alleen voldoende basis stroom gaan lopen als de spanning op het gemeenschappelijke punt van de dioden boven 5,3 V gestegen is (5,3 V = 4,7 V zenerspanning + 0,6 V basis/emitterspanning).

. •

"-

•

"-

-:.

-

•

-"

•

.

''-..

"•..

\

---

""""

.

.... .

------

---

•...••

•••.,-. v......

... _ ., - . . —..

..•

...

..

•

...

...

IX.Uil

Figuur 3. De schakelaars voor het instellen van de wektijd (S1. . . S3) worden op de achterzijde van de klok gemonteerd, waarna de aansluitingen met de in deze tekening aangegeven punten verbonden worden.

4 UREN 11

2

<

il r

V

i

4

e 1O-MINUTEN 20 30 1

o/

e

AAN •I

UIT

ALARM

Figuur 4. Een voorbeeld van het bedieningspaneel van de wekker. Deze tekening laat tevens zien hoe de drie schakelaars ingesteld kunnen worden om diverse wektijden te krijgen.

Koppeling Het printje voor de wekker (figuur 2) is net zo eenvoudig als het schema en het zal hoogstwaarschijnlijk niemand moeite kosten om de onderdelen op de juiste plaats te solderen. Is het printje klaar, dan kunt u de AND-poort alvast testen. Sluit daarvoor de schakeling op een spanningsbron aan en zet S4 in de stand "wekken" (schakelaar gesloten). Wanneer nu de ingangen gemerkt met S I . . . S3 aan massa gelegd worden, mag de buzzer niet gaan piepen. Alleen als alle ingangen open liggen of met de plus van de voeding verbonden zijn, dient de buzzer geaktiveerd te worden. Is deze test geslaagd, dan kan het printje van de wekker samen met schakelaars S I . . . S3 bij de klok ingebouwd worden. Hoe u dat moet doen, toont figuur 3. Wanneer u bij het plaatsen van de schakelaars rekening houdt met het frontplaatje uit figuur 4, dan kunt u een kopie van deze tekening gebruiken om het kastje te verfraaien. elex — 1-41

gatloze

auto-antenne

kapacitief..gekoppelde antenne Door de opkomst van de autotelefoon rijden er tegenwoordig een groot aantal wagens rond waar twee of zelfs meer antennes op gemonteerd zijn. Dit betekent dat daar een dito aantal gaten voor in de karrosserie geboord moet zijn, iets dat de inruilwaarde van de auto behoorlijk beïnvloedt. Vandaar dat er verscheidene antenne-systemen bestaan die zonder gaten in het koetswerk gemonteerd kunnen worden. Eén daarvan is gemakkelijk zelf te maken, hetgeen de nodige besparing oplevert. Aangezien bijna alle auto's voor een groot deel uit metaal bestaan, is het niet mogelijk om binnenin een antenne op te stellen. Het omringende blik vormt immers een kooi van Faraday zo dat de elektromagnetische straling niet op de antenne terecht kan komen. Hierdoor zijn we verplicht om de antenne buiten op de wagen te monteren, waarna het opgepikte signaal op de een of andere manier naar binnen gevoerd dient te worden. De beste manier daarvoor is en blijft het gebruik van een koaxkabel, die via een gat in koetswerk naar de radio gevoerd wordt. Wie dit niet wil, omdat een gat de waarde van de auto behoorlijk aantast, kan bijvoorbeeld een magneetvoetantenne gebruiken (de spriet is bij zo'n ding op een sterke magneet bevestigd). Daarbij blijft het echter een probleem om de kabel naar binnen te voeren. Meestal zie je dat men dan simpelweg de koax langs het portier legt, hetgeen de levensduur van de kabel aanmerkelijk verkort. De magneetvoetantenne is dus ook geen goede oplossing, maar er is gelukkig een andere weg die minder nadelen oplevert. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het feit dat het antennesignaal een wisselspanning is met een zeer hoge frekwentie en het daardoor mogelijk is om via een kondensator die dusdanig is opgebouwd 1-42 - elex

dat één plaat aan de buitenkant van de auto zit en één er binnenin, het signaal naar binnen te voeren.

Signaal door de voor- of achterruit Om het antennesignaal via een kondensator naar binnen te leiden, kunnen we

niet naar de winkel lopen om de eerste de beste C te kopen. Hiermee is het immers ook onmogelijk om zonder gaten te boren door de karrosserie te komen. We zijn dus verplicht om zelf een geschikte kondensator te maken en om u daarbij te helpen, gaan we allereerst eens kijken naar

de standaard opbouw van zo'n onderdeel. In het algemeen bestaat een kondensator uit twee vlakke metalen platen, waar een isolerende stof tussen geplaatst is. Zetten we dit theoretisch model om naar onze autoantenne, dan zult u zien dat het eerst punt gemakkelijk te verwezenlijken is. Twee geleidende plaatjes zijn immers snel vervaardigd. Blijft dus de isolerende stof over. Aangezien het grootste deel van een auto uit blik bestaat, kunnen we de geleidende plaatjes niet op elke willekeurige plaats bevestigen. Gelukkig zijn er ook voldoende stoffen aan de buitenkant van de auto verwerkt die ais isolerende stof dienst kunnen doen. Neem bijvoorbeeld het glas van de voor- of achterruit of de sunroof. Dit is perfekt materiaal om als isolerende tussenstof (we spreken dan over het diëlektrikum) te gebruiken.

De schematische opbouw Figuur 1 toont de komponenten die voor de totale antenne-konstruktie noodzakelijk zijn. Hiervan zijn de antennesteker, de koax en de spriet dezelfde als bij een normale antenne en alleen de kondensator die tussen spriet en koax komt is specifiek voor dit ontwerp. Dat de spriet exakt dezelfde is als bij een rechtstreeks aangesloten anten-

Onderdelentijst 2 stukjes printplaat 7 bij 7 cm dunne koperen plaat ruim 7 bij 14 cm dikker koperen piaatje ca. 5 bij 5 cm koperen buisje, binnendiameter gelijk aan spriet teleskoop-antenne van 95 cm M3-bout met vieugelmoer drukveertje kunststoffen buisje, binnendiameter gelijk aan koax zuurvrije silikonenkit

ne, is ook niet helemaal waar. Door de introduktie van de kondensator wordt de kapaciteit van het totale systeem iets kleiner (Cl staat in serie), hetgeen tot gevolg heeft dat de lengte van de antenne groter moet worden, wil hij in resonantie zijn op de ontvangstfrekwentie. Een antenne mogen we namelijk opvatten als een serieschakeling van een spoel en een kondensator, die samen een resonantiekring vormen op de gewenste frekwentie. Maken we nu de kapaciteit van de kondensator kleiner door een kondensator in serie te zetten, dan moet de zelfinduktie van de spoel groter

Figuur 1. De schematische opbouw van de antenne. Door de seriekondensator dient de totale lengte van de spriet groter te zijn dan bij normale montage. Figuur 2. Zo zou u de antenne kunnen maken. Wie echter een beter idee heeft, kan gerust z'n gang gaan, alleen dient u er op te letten dat de lengte van de antenne en het oppervlak van de plaatje gelijk blijft aan hetgeen we voorschrijven.

worden om op dezelfde frekwentie uit te komen. Dat kan bijvoorbeeld door de lengte van de spriet te vergroten.

Realisatie In feite zijn er maar twee dingen die bij onze antenne belangrijk zijn: namelijk de lengte van de spriet en het oppervlak van de kondensatorplaatjes. Bij de samenbouw bent u echter vrij om naar eigen inzicht te werken, maar daarbij dient u wel te letten op de mechanische sterkte van het geheel. Het moet natuurlijk niet zo zijn dat de konstruktie al bij een gangetje

van 10 km/h van de auto waait. Om u toch niet in een mechanisch vakuüm te laten staan, hebben we een methode bedacht om de totale antenne te konstrueren. Hiervan geeft figuur 2 een indruk. Als basis gebruiken we twee plaatje printplaat van 7 bij 7 cm. Op een hiervan wordt de spriet gemonteerd en wel op de volgende manier: Allereerst vouwt u om het stukje print een plaatje dun koper van ruim 7 bij 14 cm. Dit wordt vervolgens aan alle zijden dichtgesoldeerd, waarna de lassen vlakgevijld worden. In een tweede plaatje koper, dat iets dikker is dan het

eerste, boort u een gat waarin straks een dun koperen buisje gesoldeerd wordt. Voordat u dit vastzet, dient u eerst in de zijkant van het buisje een gat te boren voor een M3boutje waarmee de spriet vastgezet kan worden. Bij het vastzetten van het buisje moet u rekening houden met de hoek waaronder de antenne op de auto moet komen te staan. Plakt u namelijk de antenne op de voorruit en soldeert u het buisje haaks op het plaatje, dan komt de spriet scheef naar voren te staan. Dit is niet alleen heel lelijk, maar ook nog eens verboden. Op een auto mogen elex -

1-43

immers geen scherpe naar voren uitstekende delen zitten. Zit het buisje stevig vast, dan vijlt u de onderkant van het plaatje goed vlak, waarna het geheel op het met koper beslagen printplaatje gesoldeerd kan worden. Tenslotte monteert u de spriet in het buisje, waarbij u een drukveertje gebruikt om het elektrische kontakt tussen spriet en buis te garanderen. Als antenne raden we u overigens een normale teleskoop-antenne aan met een lengte van minimaal 95 cm. Het volgende klusje bestaat uit het maken van het deel dat binnen in de auto komt. Ook hiervoor wordt de basis gevormd door een plaatje printplaat van 7 bij 7 cm. In het midden hiervan boort u een gat van ca. 1 mm, waarna u met een centerpons het materiaal aan de

koperzijde rond het gat indeukt. Er ontstaat daardoor een kuiltje in de print met het gat in het midden. Dit kuiltje moet voldoende diep zijn, omdat de binnenader van de koax vanaf de koperloze zijde door het gat gestoken dient te worden, om dan vervolgens zodanig vastgesoldeerd te worden dat de bovenkant van het printje vlak blijft (eventueel na het solderen het oppervlak glad vijlen). Aangezien de koax vrij fragiel vastzit, lijmen we een kunststoffen busje op het printje alvorens we de binnenader vastsolderen. Na het solderen zetten we de kabel ook nog met lijm aan het busje vast, zodat er een solide konstruktie ontstaat. De antenne is nu klaar en kan in principe gemonteerd worden. Voor dat we dat doen, zetten we de beide delen eerst nog even in de

KALEIDOSKOOP Open dagen TU Delft De "Open Dagen" maken deel uit van de diësviering (de 148e "verjaardag") van de Technische Universiteit Delft. Lezingen over toekomstige ontwikkelingen in de Elektrotechniek, een symposium over samenwerking met het bedrijfsleven, een uitgebreide Technische Tentoonstelling en een open huis voor het geïnteresseerde publiek. Dat zijn de belangrijkste onderdelen van de "Open Dagen" die van 18 tot en met 20 januari 1990 op de Faculteit der Elektrotechniek van de TU Delft plaatsvinden. 18 januari: "elektrotechniek in beweging" Donderdag 18 januari staat in het teken van technische ontwikkelingen in het vakgebied. Sprekers van binnen en buiten de Faculteit zullen een visie geven op de huidige status van de elektrotechniek, trends, ontwikkelingen en mogelijkheden. De lezingendag beoogt op een bondige wijze over de breedte van het vakgebied 1-44 — elex

vakgenoten een beeld te geven van nieuwe ontwikkelingen en uitdagingen in de Elektrotechniek. 19 januari: "elektrotechniek in de markt" Tijdens een symposium wordt ingegaan op de vraag welke rol de Faculteit kan spelen bij onderzoek ten behoeve van derden. De Faculteit verricht op breed terrein hoog gewaardeerd wetenschappelijk onderzoek, waarbij kontakten en samenwerkingen bestaan met vele wetenschappelijke instituten en het bedrijfsleven. Samenwerking is voor de Faculteit in velerlei opzichten van belang. Zo biedt het de mogelijkheid te komen tot een bundeling van wetenschappelijke krachten, en de toetsing van maatschappelijk of ekonomisch belang van projekten. Niet in de laatste plaats leidt samenwerking tot aktualisering van onderwijs, zodat de opleiding voldoet aan de eisen die de maatschappij stelt. Aan onderwijsaspekten zal in een parallelsessie aandacht worden gegeven.

verf. Hiermee verhogen we niet alleen de uiterlijke waarde, maar zorgen er gelijktijdig voor dat al het koper niet kan oxyderen. Voor het vastplakken van de antenne maken we allereerst het glas aan beide zijden goed vetvrij. Vervolgens plakken we de twee delen met zuurvrije silikonenkit op de ruit vast en laten het geheel gedurende een etmaal drogen. Nu kan de spriet op een lengte van 95 cm ingesteld worden en is de antenne klaar voor gebruik. Wie het onderste uit de kan wil halen, regelt de antenne precies op 96 MHz (het midden van de FMband) af door de ontvanger op een zender af te stemmen die op deze frekwentie werkt (of een vlak in de buurt), waarna de lengte op maximale ontvangststerkte afgeregeld wordt.

Sprekers uit het bedrijfsleven, enkele ministeries en de Technische Universiteit Delft leveren bijdragen aan het symposium. Speciale aandacht wordt gegeven aan financieringsmogelijkheden voor samenwerkingsverbanden met de Technische Universiteit Delft. Het Symposium is bedoeld voor managers van bedrijven en onderzoeksorganisaties. 18 t/m 20 januari: "elektrotechniek in perspektief' Van donderdag tot en met zaterdag organiseert de Faculteit voorts een Technische Tentoonstelling. Een groot aantal bedrijven en organisaties biedt een overzicht op aktuele ontwikkelingen binnen het vakgebied van de Elektrotechniek en de Informatietechniek. Verschillende bedrijven tonen intrumentatie en toepassingen die het resultaat zijn van wetenschappelijke samenwerking met de Faculteit. Van donderdag tot en met zaterdag zijn de laboratoria van de vakgroepen en verschillende werkplaatsen voor geïnteresseerden geopend. Bovendien zal er, ter gelegenheid van de Open

elex-abc kooi van Faraday: In de vorige eeuw ontdekte de Engelse natuurkundige Michael Faraday dat in een ruimte die omsloten is door metaal, geen elektrische velden kunnen binnendringen en sinds die tijd noemt men zo'n ruimte een kooi van Faraday.

Dagen een bijzondere uitgave van het wetenschappelijk tijdschrift "Delft Integraal" verschijnen. Het nummer zal geheel gewijd zijn aan het onderzoek van de Faculteit der Elektrotechniek.

Inlichtingen: TU Delft, Faculteit der Elektrotechniek, Bureau "Open Dagen 1990", mw. Y. Smits, Mekelweg 4, 2628 CD Delft Tel. 015-781736/7844 78 Fax 015-78 36 22 Telex 38151 butud nl

BASISSCHAKELING Spanningsstabilisatie Met de hedendaagse spanningsstabilisatoren uit de 78XX- en 79XX-serie is het vrij gemakkelijk om een konstante voedingsspanning op te wekken. Gaat het echter om een spanningsbron die nagenoeg geen stroom hoeft te leveren, dan kan het ook met minder. Tevens hebben de regelaars als nadeel dat het in principe niet zonder meer mogelijk is om elke gewenste spanning te verkrijgen, iets dat wel prettig is voor spanningsbronnen die als referentie gebruikt worden. Vandaar dat we u laten zien hoe met een simpele zenerdiode en een weerstand een perfekte mini-spanningsbron gemaakt kan worden.

Een soort spanningsdeler De eenvoudigste manier om een stabiele spanning te kreëren, is met een zener, die in serie met een weerstand een soort spanningsdeler vormt (zie figuur 1).

Ten opzichte van een normale spanningsdeler heeft deze schakeling het voordeel dat de uitgangsspanning nagenoeg niet meer afhankelijk is van de ingangsspanning, omdat de zener al het stabiliserende werk voor z'n rekening neemt. Uit het feit dat er in serie met de zener een weerstand opgenomen is, kunt u konkluderen dat de zener toch niet al het werk in z'n eentje kan doen. Weerstand Rl vervult namelijk een zeer belangrijke rol, omdat hiermee de stroom door de zener ingesteld wordt. De waarde moet dus goed gekozen worden, wil de totale schakeling kunnen stabiliseren. Gelukkig valt het dimensio-

neren van Rl reuze mee. Wat we als eerste moeten weten, is de stroom die de schakeling straks moet gaan leveren. Is dit bekend, dan kunnen we de stroom door Rl met de volgende vuistregel bepalen: de zenerstroom (L) en dus de stroom door Rl als de schakeling niet belast wordt, moet minimaal een faktor 3 groter zijn dan de belastingsstroom. Aan de hand van dit gegeven kunnen we de waarde van Rl als volgt berekenen: . Rl = (Urn - Uz) : L

waarbij een belastingsstroom van 1 mA gaat lopen (we gebruiken dan een zener van 9,1 V/400 mW en gaan uit van de minimale zenerstroom van 5 mA voor dit exemplaar). Dit betekent dat we voor Rl een weerstand van 2,2 kQ moeten gebruiken (2,2 kQ » (20 V - 9,1 V) : 5 mA). Hierbij staat er over Rl een spanning van ca. 11 V. Gaan we nu de schakeling

2 u,u2

5 :/"""

j h h S96143X • 12

Aangezien er door de stroom in de zener en Rl vermogen gedissipeerd wordt, moeten we ook berekenen voor welk vermogen beide komponenten geschikt moeten zijn. Hiervoor gebruiken we de formules: Pz = Uz x L en PR

= L 2 : Rl

Uit hetgeen u met de bovenstaande formules berekend hebt, moet u afleiden welke zener of weerstand u koopt. Het vermogen van de komponenten moet namelijk hoger liggen. Stel dus dat u becijfert dat Pz bij een bepaalde belastingsstroom 500 mW bedraagt, dan zult u een zener van 1,3 W (de dichtstbijzijnde waarde boven 500 mW) moeten gebruiken. Neem echter niet een zener van 10 W, omdat er door de PN-overgang een minimale stroom moet lopen om er voor te zorgen dat de zenerspanning redelijk overeenkomt met de opgegeven waarde. Voor de meest gebruikte exemplaren van 400 mW en 1,3 W bedraagt deze minimale stroom respektievelijk 5 tnA en 20 mA. Aan het gebruik van deze simpele zenerschakeling kleven helaas ook een aantal nadelen. De belangrijkste laten we u zien aan de hand van de zenerkurve in figuur 2. Stel dat u een bepaalde ingangs spanning van 20 V terug wilt brengen naar 9 V,

belasten met een bepaalde weerstand RL, die een dusdanige waarde heeft dat er bij 9 V een belastingsstroom IRL van 1 mA gaat lopen, dan mag er in principe met de uitgangsspanning niets gebeuren, zodat er over Rl nog steeds 11 V blijft staan. De stroom door de weerstand blijft daardoor konstant, maar de zenerstroom daalt, omdat immers de eerste wet van Kirchhoff blijft gelden. Kijken we nu naar figuur 2, dan zien we dat bij het afnemen van de zenerstroom van II naar 12 de spanning over de zener daalt van UI naar U2. Dit wil zeggen dat de uitgangsspanning door de belastingsverandering toch niet echt konstant is gebleven. Willen we van deze vervelende eigenschap niet veel last hebben, dan moeten we er voor zorgen dat de zenerstroom veel groter is dan de belastingsstroom. Op zich is dat geen enkel bezwaar, alleen het rendement van de schakeling neemt behoorlijk af, omdat er een relatief groot vermogen in de zener en de weerstand verstookt wordt.

Hoe dat kan, toont figuur 3. Bij deze schakeling hoeft de zener alleen maar de span-

ning op de basis te stabiliseren en door de versterkende werking van de transistor krijgt de zener alleen te maken met de variaties in de veel kleinere basisstroom, in plaats van met de veel grotere belastingsstroomwisselingen. Door de toevoeging van de transistor moet er wel meer gerekend worden, maar in feite valt dit best mee. Voor Rl blijft namelijk hetzelfde gelden als voor weerstand Rl uit figuur 1, alleen moeten we uitgaan van de basisstroom in plaats van de belastingsstroom. Deze is echter afhankelijk van de kollektorstroom (die nagenoeg gelijk is aan de belastingsstroom) en de versterkingsfaktor 8 (ook wel aangeduid met HFE) van de transistor die u gebruikt (bijvoorbeeld bij een BD-type ligt 8 tussen 40 en 80, afhankelijk van het type). De basisstroom IB berekenen we met de volgende formule: IB

= Ie : 8

Samen met de vuistregel wordt de stroom waar we Rl mee bepalen als volgt: IRI

= 3 x Ie : 8

Bij een emittervolger is de spanning op de emitter altijd iets lager dan de basis, zodat er voor de uitgangsspanning geldt: LU = 0,7 V

-

UBE

Meer dan het maximum Uit het voorgaande kunt u konkluderen dat er bij de schakeling uit figuur 1 qua uitgangsstroom een grens is, maar met één transistor, die als emittervolger geschakeld wordt, kunnen we deze grens gemakkelijk verleggen.

Dit houdt in dat we de zenerspanning iets hoger moeten kiezen dan de uitgangsspanning. Weerstand R2 heeft te maken met het type transistor dat we toepassen. In feite kan namelijk elk NPNelex — 1-45

we in serie met de kollektor weerstand R2 opgenomen, die zo gedimensioneerd wordt dat hierin bij kortsluiting het grootste deel van het vermogen omgezet wordt. De waarde van deze weerstand berekenen we met de volgende formule:

exemplaar gebruikt worden, maar door elke transistor mag slechts een bepaalde maximale kollektorstroom lopen (zie de data-boeken), die niet overschreden mag worden. Om nu bij kortsluiting niet meteen de transistor te overbelasten, hebben

NADENKERTJE

alle weerstanden 10S2 896156X-11

alle weerstanden Wil

3 hi 1

Wt B0-

k.1 '1

w

I

•0X

rt 1 896156X-13

B

A

D

C

A

B

X

A

B

X

A

B

X

A

B

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0 1

0

0

0 1

1

0

1

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1-46 - elex

X

R 2 = Uin : ICmax

Ook deze schakeling heeft zo z'n grenzen en kan slechts gebruikt worden tot een uitgangsstroom van ca. 100 mA. In principe is het mogelijk door nog meer transistoren te gebruiken dit

Bij het opstellen van de vraag van vorige keer (elex november) wisten we al dat we een "nadenker" eerste klas bij de horens gevat hadden. Vandaar dat we de opmerking over de ekwipotentiale punten geplaatst hebben. Zoals we al vertelden, mag u dergelijke punten via een kortsluiting verbinden en als u de goede punten genomen hebt, zult u gezien hebben dat het probleem toch niet zo moeilijk was als het in eerste instantie leek. Om de ekwipotentiale punten te vinden, is het beter als u de kubusvorm op een andere manier tekent. Het is namelijk heel wat lastiger om driedimensionaal te denken dan in een plat vlak. Hoe u de kubus op de beste manier kunt omtoveren, toont figuur 1. Wie goed kijkt, zal zien dat we in feite de kubus naar beneden gedrukt hebben, waardoor het bovenvlak om het onder vlak is komen te liggen. Als we nu met de eerste wet van Kirchhoff in gedachte de schakeling onder de loep nemen, komen we al snel tot de konklusie dat door de drie weerstanden die met punt A verbonden zijn, dezelfde stroom loopt (namelijk 1/3 van de totale stroom). Alle weerstanden zijn immers gelijk en als we vanuit A naar G gaan via een van de weerstanden aan A, dan komen we dezelfde vertakkingen tegen als bij de andere twee wegen vanuit A. Hierdoor is de spanningsval over dit trio gelijk en kunnen we stellen dat B, D en E ekwipotentiale punten zijn. Deze drie punten mogen we dus via een kortsluiting verbinden. Ditzelfde verhaal kunnen we ophangen voor de drie

bereik te vergroten, maar in dit geval raden we u toch maar het gebruik van de 78XX-regelaars aan, omdat u daarmee uiteindelijk goedkoper uit bent en een beter resultaat krijgt.

weerstanden aan punt G. Ook hierdoor lopen gelijke stromen, zodat we de punten C, F en H ook met elkaar mogen verbinden (uiteraard via een andere kortsluitdraad dan die waarmee B, D en E met elkaar verbonden zijn). Zijn we zover gekomen, dan kan het schema opnieuw getekend worden en als u dit goed doet, ontstaat de tekening zoals in figuur 2 te zien is. Aan de hand van deze figuur is het nu niet meer moeilijk om te zien dat de totale weerstand gelijk is aan: 1/3 x 10 Q + 1/6 x 10 Q + 1/3 x 10 Q = 5/6 x

10 S = 8,33 Q. We hebben u nu wel gevraagd om de weerstand tussen de punten A en G te berekenen, maar we hadden ook twee andere punten kunnen nemen. Wij hebben dat voor de grap nagerekend en daarbij is iets heel eigenaardigs gebleken. De weerstand tussen twee naast elkaar liggende punten (bijv. A en B) is namelijk gelijk aan die tussen twee punten die diagonaal in een vlak liggen (bijv. A en F). Had u nu niet het goede antwoord, dan is het misschien wel aardig om dit na te gaan. U zult dan zien dat u in beide gevallen op een weerstand van 7,5 Q uitkomt. Goed en dan nu over tot de orde van de dag. Voor de vraag van deze maand hebben we weer eens uit het digitale vaatje getapt. In figuur 3 ziet u een schema van een logische poort met dioden en de vraag is, welke van de vier waarheidstabellen bij deze schakeling hoort? Tot volgende maand

KOMPONENTEN Weerstanden

Hoeveel ohm en hoeveel farad?

Meetwaarden

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

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

Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een Inwendige weerstand van 20 kQ/V.

1

1

]

\

IIL

V

zwart

Ie c«f er 2e cijfer 0 -

\ nullen

tolerantie in% ±1%

groen blauw

6

violet grijs

7

7

-

-

8

8

-

-

0

~> 3

2

(X)

3

(M)ll

-

4

4

0000

-

+

00000 0 0 0 MM)

wit

9

y

-

goud

-

-

x0,l

zilver zonder

-

-

x 0.01

-

-

-

pico) nano) micro! milli) kilo) Megal Giga)

= KJ-» -- 10» 10" * * 10"3 - 103 10* 109

--= = = -

een miljoenste van en miljoenste een miljardste een miljoenste een duizendste duidend miljoen miljard

Diverse tekensymbolen ingang

\

1

6

M G

bruin rood oranje geel

S

p m k

i

\

kleur

p n

1

1

2%

±0.5% -

±5% t 10% ± 20%

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 Q 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 Q = 47 kQ 10% lin Elex-schema'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 ET2- reeks met een tolerantie van 10% (of 5%}. Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

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.

Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma, maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 4IJ7^ 4,7^iF = 0 000 0047 F

uitgang massa chassis aan nul

•Kondensatoren zijn kleine ladingreservoirs. Ze worden met C aangeduid. Aangezien ze wel wisselspanning maar geen gelijkspanning doorlaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspanning. De hoeveelheid lading die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van gewone kondensatoren (keramische en folie-kondensatoren) liggen tussen 1 pF en 1 /jF, dus tussen 1 _ 1 F en F). De waarde is 1.000.000.000.000 " ' 1.000.000 op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden:

lichtnet aarde

1n5

afgeschermde kabel

=

1,5 nF;

M03

= 0,03/JF = 30 nF; 100 p (of

n100 of ni) = 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: f 0,40 tot f 1,50.

draad (geleider) verbindingen

kruising zonder verbinding

schakelaar (open)

drukknop (open) aansluiting (vast)

-wElektrolytische kondensatoren (eiko's} hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen 1fjF en 10.000/JF). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een minaansluiting, 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/JF/35 V kost zo rond f 0,40.

-IIK

aansluiting (losneembaar) meetpunt gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand

temperatuurgevoelige weerstand koptelefoon luidspreker

spoel

Variabele kondensatoren instelpotmeter

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

spoel met kern

transformator

relais {kontakt in ruststand)

draaispoelinstrument gloeilamp neonlampje

stereopotmeter

variabele kondensator

zekering

elex - 1-47

KOMPONENTEN Komponenten

koptelefoon

Hier een lijst van de in Elex gebruikte onderdelen. Zoals in de rubriek "Elextra" al gezegd, wijken de symbolen soms af van de standaard-versies.

zenerdiode

aarde luidspreker

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

gloeilampje

Jr

thyristor

spoel

draad (geleider) neonlampje diac verbindingen

-è-

weerstand

spoel met kern

potentiometer (potmeter)

transformator

kruising zonder verbinding

LED (lichtgevende diode)

afgeschermde kabel instelpotmeter

schakelaar (open)

drukknop (open)

?r

i

fotodiode (lichtgevoelige diode)

relais (kontakt in ruststand)

IMPN-transistor operationele versterker (opamp) stereo potmeter

aansluiting (vast)

inverter PNP-transistor

AND-poort (EN-poort)

aansluiting (losneembaar)

LDB

(lichtgevoelige weerstand) NAND-poort (NEN-poort)

meetpunt .

batterij-cel

4

kondensator

variabele kondensator

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

OR-poort (OF-poort)

trimmer N-kanaal J-FET

NOR-poort (NOF-poort)

elektrolytische kondensator batterij (3 cellen) P-kanaal J-F ET

EXOR-poort (EX-OF-poort)

zekering

h~~h©

diode draaispoelinstru ment

batterij (meer dan 3 cellen)

1-48 - elex

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

Dioden

Transistors

Geïntegreerde schakelingen

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

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

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.

PNP-transistor

Een kleine stroom die van basis naar emitter loopt, veroorzaakt een (veel) grotere stroom tussen kollektor en emitter. Daarom zeggen we dat de transistor de basisstroom "versterkt" (stroomversterking). Transistors zijn vandaag de dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen.

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

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

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

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

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

Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien. In schema's en onderdelenlijsten wordt uitsluitend het gemeenschappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weergegeven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 741, komt in de volgende "gedaanten" voor: MA 741, LM 741, MC 741, RM 741, SN 72741, enzovoorts. Elex-omschrijving: 741. Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).

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 "£f", " > 1", " 1 " of " = 1" genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar èn blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Elex

operationele versterker (opamp)

fototransistor (NPN) met en zender basisaansluiting

."tl

AND-poort (EN-poortl

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

NAND-poort (NEN-poort) fj-kanaal J-FET

P-kanaal J-FET

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

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

OR-poort (OF-poort)

NOR-poort (NOF-poort)

:XOR-poort (EX-OF-poortl

0/

K

thyristor

diac

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

elex -

1-49