ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1990-78 issue february

nr. 78 februari 1990 f" 5,75 Bfrs. 119

testbox universeel meethulpje

phaser geluidsvervormer voor muziekinstrumenten

geldautomaat 8 710966"002186

Mlh^MgJ MHÜ23 W(ÈÜ M±WÊ

8 e jaargang nr. 2 februari 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 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex opgenomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een ingezonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewerken; de uitgeefster is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en aktiviteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke vergoeding. Nadrukrecht: © Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1990 Printed in the Netherlands Grafische prod.: G.B.S., Beek (L)

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: ing. K.S.M. Walraven

P.E.L. Kersemakers bc. Redaktie: J.F. van Rooij (eindred.), E. de Ruiter b c , B.M.P. Romijn b c , 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

«7

lnotuj'wk

lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers

2-2 - elex

Voor het o p b o u w e n van Elex-schakelingen hebben w i j speciale standaardprinten o n t w o r p e n . Deze standaardprint is zodanig van koperbanen en gaatjes voorzien, dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een o n t w e r p uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn geboord volgens het genormaliseerde raster 2,54 m m (1/10 inch), zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen. Elex-printen zijn verkrijgbaar in drie f o r m a t e n :

Redaktiesekretariaat:

formaat 1:

(1/4 x euroformaat), 4 0 m m x 100 m m f 7,50/Bfrs. 148

formaat 2:

(1/2 x euroformaat), 8 0 m m x 100 m m f 12,50/Bfrs. 2 4 6

formaat 4 :

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

M. Pardo G.W.R van Linden Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom

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

Techn. illustraties: L.M. Martin Fotografie: J.M.A. Peters Vormgeving/cover: C.H. Gulikers Abonnementen: Th.H. Dewitte 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). 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

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

>

Hoofdredakteur:

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.

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. 670 9,65/Bfrs. 190 15.20/Bfrs. 300 16,40/Bfrs. 323 12,40/Bfrs. 244 9,75/Bfrs. 192 10,40/Bfrs. 205 9,75/Bfrs. 192 10,90/Bfrs. 218 11,70/Bfrs. 234 10,60/Bfrs. 212 14,35/Bfrs. 287

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

software: oktober '87 XSS.100 - telex voor MSX f 25, - / B f r s . 493 (geformatteerde diskette met MSX.DOS.COM en C0MMAND.COM opsturen) oktober '88 XSS-101 - digisimulator voor Atari 1040 ST A25,-/Bfrs 493 (dubbelzijdig-geformatteerde 3% "-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.

februari 1990

DEZE MAAND binnenkort Hoe ziet voor onze lezers het "ideale" Elex-nummer er uit? Dat zou een interessant diskussieonderwerp zijn. Het nummer dat nu voor u ligt beschouwen wij bijvoorbeeld als heel aardig gelukt. Een redelijke mixture van theorie en praktijk en een leuke variatie aan onderwerpen. In het maartnummer hopen wij u ook zo'n gevarieerd menu voor te schotelen: een snufje theorie, wat muziek-elektronica, een elektronisch spelletje, een brokje modelbouw — op typische Elexwijze gegarneerd met flink wat praktische hints. Nieuwsgierig geraakt? Hou komende maand de brievenbus zorgvuldig in de gaten!

inhoud zelfbouwprojekten 10

bij het omslag Onze kastontwerper heeft zich op de "geldautomaat" eens heerlijk uit kunnen leven.

akupunktuurmeter

14 20

Akupunktuur-beoefenaars maken bij hun werk nogal eens gebruik van een gevoelige geleidingsmeter. Hier een zelfbouw-versie van zo'n instrument.

20

24 28 34 38 40

PL/SL-schemerschakelaar

44

Deze lichtgevoelige schakelaar funktioneert behalve met gewone gloeilampen ook prima in kombinatie met energiezuinige PL- of SL-lampen. " I A

alternatieve geldautomaat Dit interessante objekt zal uw vrienden ongetwijfeld verleiden om er een muntstuk in te werpen. Dat levert hèn een muziekje en ü een leuk spaarpotje op. p p

PL/SL-schemerschakelaar — voor automatische buitenverlichting elex-9 — 9-elements Yagi-antenne voor de 2-m-band akupunktuur-meter — gevoelige geleidingsmeter testbox — bruikbaar voor van alles en nog wat geldautomaat — muziek voor een piek phaser — haalt een "kam" door muzieksignalen 1,5-V-voeding — netvoeding voor batterijklokken loodakkulader — voor het probleemloos kontinu-laden van kleine 6-V-loodakku's schakelaar als potmeter — een potmeter met standen

informatieve artikelen 4 5 19,43 47 27 32,33 45 46 48

elextra veiligheid marktinfo tussen haakjes kaleidoskoop nadenkertje elex-info komponenten

test-box Een echt manusje van alles. Behalve als weerstandsmeter kan het o.a. ook gebruikt worden als spanningsindikator, als LED-tester en zelfs als overstromingsmelder. OA. elex -

2-3

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

Databank

Schema's

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!

Symbolen

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). — Om o.a. auteursrechtelijke redenen, zijn wij helaas niet in staat om kopieën te leveren van datasheets van halfgeleiderfabrikanten. — Wanneer de verkrijgbaarheid van bepaalde onderdelen een probleem vormt, kijk dan eerst de advertenties in Elex en Elektuur nal — Houd uw vraag kort en zakelijk en zorg dat u de nodige meetgegevens bij de hand hebt van de schakeling in kwestie.

Nabestelling Elexnummers Wanneer u een print of software bij ons bestelt, kunt u het bijbehorende Elex-nummer meegeleverd krijgen door extra overmaking van een bedrag ter grootte van de huidige losse-nummerprijs (zie kolofon). Vermeld dan bij uw bestelling: "plus Elex-nummer (maand/jaar)". Mocht het bestelde nummer niet meer leverbaar zijn, dan ontvangt u kopieën van het desbetreffende artikel. Wegens tijdgebrek kunnen we helaas géén artikel-kopieën op verzoek maken.

2-4 — elex

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 tekenmethoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: 12

p = (pico) = 10~ = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 1 0 ~ 9 = een miljardste fi = (micro) = 1 0 ~ 6 = een miljoenste m = (milli) = 1 0 ~ 3 = een duizendste k = (kilo) = 10 3 = duizend M = (Mega) = 10 6 = miljoen G = (giga) = 10 9 = 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 MQ = 6 800 000 Q

0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 0 0 0 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0 0 5 6 F 4,u7 = 4,7 //F = 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 0 0 0 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 kS/V.

Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn meestal vrij klein, ongekompliceerd en betrek-

kelijk 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 54 -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 6 0 % tin en 4 0 % 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 " z u i g t " 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 Ibron: NEN3544 Elektronische en aanverwante toestellen met netvoeding voor huishoudelijk en soortgelijk algemeen gebruik — veiligheidseisen.)

Figuur 1 geeft enkele voorbeelden van deze zogeheten euro-chassisdelen en een bijbehorende euroapparaatsteker. Denk eraan dat deze materialen op zich EM ook veilig moeten EU zijn, dus liefst voorzien van KEMA-keur 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 trek 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 (wandkontaktdozen) zónder als mèt randaarde en mogen daarom alleen 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).

K

De wet schrijft (terecht!) voor dat alle elektrische apparaten veilig moeten zijn, met name wat betreft elektrische veiligheid en brandgevaar. Dat getdt 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.

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.

Klasse I 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 ieder aanraakbaar deel een testspanning 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 mm. 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 (2x3 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 voorzien 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.

I

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). Smeltveiligheden 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 (smeltveiligheden), 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 Inomïnaal. 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 elko achter de sekundaire zekering, dan is het beter een trage zekering te gebruiken in verband met de optredende laadstromen. 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 gebouwd. 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 netspanning op een veilige manier aan te sluiten. Deze zijn overigens bedoeld voor klasse-lapparaten. Bij klasse-li-apparaten mag er geen aardpen in het chassie-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 netschakelaars 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 ais 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 Het voorgaande verhaal gaat vooral over de veiligheid van het apparaat tijdens

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 voorkomen.

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-l-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-ii-toestel is het voor wat betreft de trafo erg simpel: u monteert een dubbel geïsoleerde trafo. U kunt hier ook zien dat de isolatie tussen punten die deel uitmaken van het 220-V-circuit, niet vergroot hoeft te worden.

Figuur 6. Het meest praktische is het bouwen van een klasse-ll-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 (uiteraard 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. 6) 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. 8) Gebruik snoer met tenminste 0,4 mm isolatie en een kerndoorsnede van 0,75 mm. 9) Aan de print en de schakeling worden geen bijzondere eisen gesteld. Uiteraard moet de print wei stevig worden bevestigd. 10) De massa van de schakeling mag worden aangeraakt, omdat de nettrafo voor voldoende veiligheid zorgt (ais 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 -

2-5

voor automatische buiten-verlichting De hier beschreven schemer-schakelaar schakelt 's avonds bij het invallen van de duisternis automatisch de buiten-verlichting in en schakelt deze 's morgens, wanneer het licht wordt, weer uit. De automatische buitenverlichting houdt niet alleen het inbrekersgilde van uw huis weg, maar zorgt er ook voor dat u niet meer in het duister naar het slot van uw voor- of achterdeur hoeft te zoeken. Ook vermindert de verlichting bij winterse gladheid de kans op een smak in het duister. De schakeling is eigenlijk bedoeld voor energie-zuinige PL/SL-lampen, maar mag ook in kombinatie met gewone gloeilampen gebruikt worden.

Tot voor kort bestonden de meeste buitenverlichtingen uit een armatuur met een gewone gloeilamp, welke vanuit de woning in- of uitgeschakeld werd. Zowel aan het type lamp als aan de manier van schakelen zijn echter nadelen verbonden. Ten eerste ligt het energieverbruik van gloeilampen 2-10 - elex

aan de hoge kant in verhouding tot hun lichtopbrengst. Om voldoende licht te krijgen, moet er dus een lamp van een hoog wattage gebruikt worden. Deze zet helaas het merendeel van de elektrische energie in (meestal nutteloze) warmte om. Zeker indien men meer dan één gloeilamp gelijktij-

dig heeft branden, dan kan dit de elektriciteitsrekening aardig opdrijven. Vandaar dat men beter op PL- of SL-lampen kan overschakelen. Dit type lamp werkt immers alleen maar als lichtbron, en niet ook nog als "kachel". Een tweede nadeel van zo'n konventionele buitenverlich-

ting is dat deze alleen maar werkt als er iemand is om de lamp-schakelaar te bedienen. Als u niet thuis bent, en de lampen dus niet worden ingeschakeld, dan blijft het huis in duisternis gehuld en hebben inbrekers vrij spel. Het inschakelen van de lamp moet dus automatisch plaatsvinden, zo-

Figuur 1. Triac Tril schakelt de PL- of SL-lamp in en uit. De triac wordt zelf door een lichtgevoelige schakeling bediend, welke uit LDR R3 en het gedeelte rond IC1 bestaat. 220V 50Hz

dat eventuele dieven zozeer afgeschrikt worden door het vele licht, dat ze maar liever van een inbraak afzien. Bovendien wekt het inschakelen van de verlichting de indruk dat u gewoon thuis bent. Onze schemer-schakelaar zorgt ervoor, dat uw buitenverlichting (het mag natuurlijk ook de binnenverlichting zijn!) keurig op tijd in- en uitgeschakeld wordt, zodat ook tijdens uw afwezigheid de woning wat beter beveiligd is.

Schakelen met licht De twee voornaamste onderdelen van de schemerschakelaar (zie figuur 1) zijn LDR R3 en triac Tril. Kort en goed komt de werking van de schakeling er op neer, dat de triac als een elektronische serie-schakelaar gebruikt wordt, die de SL- of PL-lamp kan in- of uitschakelen. De triac zelf wordt door de LDR bediend, zodat het in- en uitschakelen van de SL/PLlamp door middel van het al dan niet op de LDR vallende daglicht gebeurt. Om de triac en de LDR goed te laten samenwerken, is wel nog wat extra elektronica nodig.

Triac Zoals gezegd, vormt de triac een serie-schakelaar, waarmee de stroom door de op K2 aangesloten lamp kan worden ingeschakeld of

weer worden onderbroken. Het hoofdcircuit van de schakeling begint bij de bovenste aansluiting van KI, loopt via de bovenste aansluiting van K2 naar de lamp en weer terug naar K2, vervolgens via de onderste aansluiting van K2 naar de triac en vanaf de onderzijde van de triac via ontstoorspoel LI terug naar KI. Omdat het de bedoeling van de ontwerper was dat met name energie-zuinige SL- en PL-lampen op de schakeling konden worden aangesloten, wordt de triacgate hier met gelijkstroom aangestuurd. Deze gelijkstroomsturing is noodzakelijk omdat dergelijke lampen geen gewone ohmse, maar een induktieve belasting vormen. De gelijkstroomsturing maakt dat de triac zowel tijdens de positieve als de negatieve sinushelften van de netspanning voortdurend in geleiding is, zodat de aangesloten belasting een normale sinusvormige wisselspanning (-stroom) ontvangt. De RC-kombinatie R6/C2 beveiligt de triac tegen snelle spanningspieken ("spikes") die ten gevolge van lichtnetstoringen kunnen ontstaan. Ook spoel LI onderdrukt eventuele "spikes", maar zorgt er tevens voor dat storingen door het starten van de PL/SL-lamp niet het lichtnet kunnen vervuilen. •

De gate- stroom voor de triac wordt via de serieschakeling D3/R5 geleverd. Op de linkerkant van D3 wordt door de Q-uitgang (pen 3) van IC1 al dan niet een gelijkspanning van ongeveer 8 volt gezet (de zenerspanning over Dl, verminderd met de spanningsval over D2 en de inwendige spanningsval in IC1). Via LED D3 en stroombegrenzings-weerstand R5 gaat er bij ingeschakelde spanning een stroom naar de gate van triac Tril lopen, zodat deze in geleiding kan komen. De LED dient als indikator dat de triac van sturing wordt voorzien en geeft aan dat de buitenlamp brandt.

555-Schmitt-trigger IC1, een 555, is hier voor de afwisseling eens niet als timer, maar als Schmitttrigger ingezet. Als we C4 en R4 even wegdenken, dan houden we een Schmitttrigger over waarvan de aan elkaar geknoopte pennen 2 en 6 van IC1 de ingang vormen en pen 3 de uitgang is. Bij IC1 wordt de uitgang "laag" als het ingangsnivo boven 2/3 van de 9,3 volt voedingsspanning (dus 6,2 volt) komt. Als de ingangsspanning beneden 1/3 van de voedingsspanning (dus 3,1 volt) komt, dan wordt de uitgang "hoog". De in de 555 aanwezige flipflop wordt namelijk bij een ingangsnivo van meer dan

2/3 van de voedingsspanning gereset en bij een nivo van minder dan 1/3 daarvan geset. De Schmitttrigger zorgt dat de lamp na het inschakelen niet door zijn eigen licht wordt uitgeschakeld. Pas als het licht heel fel wordt (daglicht), moet de lamp weer worden uitgeschakeld. De ingang van de 555 krijgt zijn schakelspanning uit de spanningsdeler R3/P1. Afhankelijk van het feit of er veel licht op de LDR valt of heel weinig, is de waarde van de LDR heel laag (enkele kilo-ohm) of heel hoog (enkele mega-ohm). Als gevolg van deze weerstandsveranderingen van de LDR zal ook de spanning op het knooppunt van de LDR en potmeter PI van vrijwel voedingsspanningsnivo, dus zon 9,3 volt (bij fel licht) tot bijna massanivo (bij duisternis) variëren. De spanningen over de LDR en de potmeter verhouden zich namelijk onderling precies hetzelfde als hun inwendige weerstanden (dat is bij alle serieschakelingen van weerstanden waarover een spanning staat het geval). Het spanningsnivo op het knooppunt van R3 en PI wordt via R4 aan de ingang van de Schmitt-trigger doorgeven. Als het alleen maar om het doorgeven van het spanningsnivo op het weerstandsknooppunt was gegaan, dan had R4 ook kunnen worden weggelaten. elex -

2-11

Echter: de kombinatie R4/C4 werkt als vertragingsschakeling en zorgt dat kortstondige lichtvariaties (bliksemschichten, schijnwerpers van langsrijdend verkeer) geen invloed op de schakeling hebben. Slechts bij langdurig lichtschijnsel, dus bij daglicht, moet de buitenlamp worden uitgeschakeld. Vanwege de hoge waarden van zowel R4 als C4 kan de spanning op de bovenkant van C4 de spanningsvariaties op het knooppunt van de LDR en de potmeter maar zeer langzaam volgen en wordt lichtschijnsel dat korter dan enkele tientallen sekonden duurt, gewoon genegeerd. Samengevat gedraagt de schakeling zich bij belichting als volgt: door het opvallende licht wordt de weerstandswaarde van de LDR laag. De spanning op het knooppunt R3/P1 wordt dan vrijwel 9,3 volt. Na enkele tientallen sekonden stijgt de spanning over C4 boven 6,2 volt. Op dat moment wordt de uitgang van de 555 (pen 3) "laag" en ontvangt de triac geen gatestroom meer. Als gevolg daarvan loopt er ook geen hoofdstroom meer door de triac en dooft de buitenlamp. Bij het wegvallen van de lichtbron gebeurt het omgekeerde: doordat de weerstandswaarde van de LDR dan hoog wordt, daalt de spanning op het knooppunt R3/P1 tot bijna massa2-12 - elex

nivo. De spanning over C4 volgt deze spanningsdaling langzaam. Op het moment dat de spanning over C4 onder 3,1 volt komt, wordt de uitgang van de 555 "hoog". Via D3/R5 ontvangt de triac dan gate-stroom, zodat er hoofdstroom door de triac gaat lopen en de buitenlamp gaat branden.

Voeding Zoals de meeste elektronische schakelingen, heeft ook de schemerschakelaar een gelijkspanningsvoeding nodig. De voedingsspanning voor IC1 wordt echter niet uit een transformator, maar rechtstreeks uit het lichtnet betrokken. Dat gebeurt via kondensator Cl, welke als een soort serieweerstand werkt en in samenwerking met zenerdiode Dl voor een blokvormige laagspanning zorgt. Deze laagspanning varieert tussen 10 volt positief en 0,6 volt negatief. Doordat er in plaats van Cl geen gewone weerstand gebruikt is, wordt er niet onnodig elektrische energie in warmte omgezet. Weerstand Rl dient niet voor het doorlaten van stroom naar de schakeling, maar is een zogeheten "bleeder", een ontlaadweerstand dus. Deze weerstand zorgt ervoor dat Cl wordt ontladen als u de schakeling van het lichtnet verwijdert; hierdoor loopt u geen kans op een elektrische schok, als u nog aan de schakeling moet werken.

R2 beperkt de stroom door de zenerdiode tot een veilige waarde. Als u de schakeling namelijk met het lichtnet verbindt op het moment dat de net-wisselspanning maximaal is, dan zou de zener bij een nog geheel ontladen Cl een gevaarlijke stroomstoot te verwerken krijgen. Dit wordt door R2 voorkomen. De blokvormige spanning welke op het knooppunt van R2 en Dl staat, wordt door D2 gelijkgericht (zodat de negatieve komponent van 0,6 volt verdwijnt). De door D2 gelijkgerichte spanning wordt aan buffer-elko C3 doorgegeven, welke de 10 volts blokspanning in een keurige gelijkspanning van 9,3 volt omzet, waarmee de laagspanningselektronica gevoed kan worden.

Opbouw en test Voor het opbouwen van de schakeling kunnen het beste de print-layout en onderdelenopstelling gebruikt worden die in figuur 2 getekend zijn. De triac hoeft niet van een koelplaat voorzien te worden, maar kan tegen de print geschroefd worden (zonder dat de triac of zijn bevestigingsbout andere delen van de schakeling kan raken!). Het maximaal te sturen vermogen bedraagt circa 250 W. Kontroleer na de montage van de onderdelen op de print of er geen kortsluiting ontstaan is door spatten soldeer of tegen el-

kaar aanleunende onderdelen. Zorg ervoor dat u voor Cl en C2 typen voor 630 volt gelijkspanning gebruikt die een wisselspanning van minimaal 250 volt kunnen verdragen. Als u de schakeling wilt testen vóórdat u deze in een spatwaterdichte behuizing (of een lasdoos) inbouwt, dan kan dat het beste met laagspanning gedaan worden. U kunt daarbij een 12 of 24 volts lampje op K2 aansluiten. Op KI sluit u een 12 volts wisselspanning aan (uit een transformator). Rl wordt tijdelijk overbrugd. C4 neemt u even los of vervangt u door een veel kleiner exemplaar (om wachttijden bij het testen van de schakeling te voorkomen). Indien u een lamp voor R3 houdt en die afwisselend in en uit schakelt, dan moeten zowel D3 als het op K2 aangesloten lampje tegelijk aan of uit gaan. De belichtingsnivós waarbij dit gebeurt, moeten met PI in te stellen zijn. Werkt alles normaal, dan maakt u de tijdelijke wijzigingen weer ongedaan en bouwt de schakeling in een spatwaterdichte behuizing in. Deze behuizing moet van een plastic venstertje voorzien zijn, waarachter de LDR kan worden aangebracht. Het geheel moet op een zodanige plaats gemonteerd worden dat de LDR het daglicht kan waarnemen. Storend omgevingslicht kan eventueel met een

I

1

kokertje of een lensje worden geblokkeerd. Zorg er ook voor dat de LDR het licht van het indikatie-LEDje niet kan zien (eventueel een tussenschotje aanbrengen). Ook mag de LDR niet recht naar de lamp kijken. Na de montage van de buitenverlichting mag geen enkel deel van de schakeling elektrisch aanraakbaar meer zijn. Bij inbouw in een inbouwdoos (montage binnenshuis en in de muur) moet u de print na de definitieve afregeling van PI met een isolerend plaatje afdekken dat u in de doos lijmt. Daarna schroeft u de afdekplaat stevig op de doos. Het schot dient zodanig aangebracht te zijn dat bij geopende doos geen

spanning-voerende delen van de schakeling aangeraakt kunnen worden. Monteer de LDR achter een in de doos aangebracht venster of in een uit de doos komend stuk PVC-pijp dat met een venstertje is afgedicht. Gebruik voor de delen buitenshuis alleen waterdicht, goedgekeurd materiaal. Als inbouwdoos voor buiten is een VMVK-lasdoos (met wartels) verplicht. Hierin kunt u een venstertje voor de LDR aanbrengen door een gat in de doos te maken en hierop een doorzichtig plastic plaatje te lijmen. Handiger is het, als u de LDR in de wartel monteert en de wartel van een plastic

venstertje voorziet. Raadpleeg ook de rubriek "veiligheid" vooraan in deze Elex. Overschrijd in geen geval het maximaal aan te sturen vermogen; dit bedraagt bij een ongekoelde triac circa 250 W. (906012X)

Figuur 2. De print-layout is zodanig ontworpen, dat de schakeling in een spatwaterdichte, van een venstertje voorziene inbouwdoos ondergebracht kan worden. Over de print dient een isolerend plaatje gelijmd te worden om aanrakingsgevaar bij geopende doos te vermijden. Onderdelenlijst

R1 R2 R3 R4 R5 R6

= = = = = =

680 kQ 560 Q LDR 1M 680 Q 100 Q

P1 = 100 kö instejpotmeter C1 = 470 nF/250 V AC/630 V DC C2 - 22 nF/630 V C3 = 100jiF/16 V C4

= 22MF/16 V

D1 = zenerdiode 10 V/ 400 mW D2 = 1N4004 D3 = LED Tril = TIC206D IC1 = 555/TLC555/7555 L1 = 40 JJH/2 A smoorspoel

K1,K2 = 3-polige printkroorssteen aanbevolen behuizingen: binnen: inbouwdoos met ingelijmd isolatie-schot; buiten: VMVK-lasdoos

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

elex — 2-13

9-elements 2-m-antenne

een passende antenne voor de 2-m-band-konverter Zoals we vorige maand in het artikel over de 2-m-band-konverter al schreven, is er een speciale antenne nodig om iets van de kommunikatie op 2-m-amateurband te kunnen beluisteren. Een willekeurig stuk draad of bijvoorbeeld een TV-antenne is hiervoor helaas ongeschikt. Gelukkig zijn er mogelijkheden genoeg: een aangepaste spriet-antenne bijvoorbeeld of — voor hen die iets beters willen — de zogenaamde 9-elements-long-Yagi die wij voor u ontwikkeld hebben.

Technische gegevens frekwentie golflengte aantal elementen lengte

versterking v/a-verhouding openingshoek

2-14 - elex

145 MHz 2,068 m 9 3835 mm theoretisch waarden 11,3 dB ca, 25 dB 37°

gemeten waarden 9 dB 20 dB 40°

Antennes, de belangrijkste schakel in de keten van de radio-kommunikatie, zien er over het algemeen heel simpel uit, maar dat wil helaas niet zeggen dat dit ook geldt voor het ontwerpen van zon ding. Er zijn namelijk nogal wat parameters waarmee rekening gehouden dient te worden en waarvan we er niet een mogen vergeten, want dan werkt het ding niet meer. Vooral bij meer-elements antennes is het ontwerpen een ware kunst. Nu moet u niet denken dat we dit vertellen om onszelf op de borst te slaan, want de antenne die wij gemaakt hebben, is in feite niet door ons ontworpen. Het belangrijke rekenwerk hebben we namelijk aan de computer overgelaten, die op zijn beurt al het denkwerk (de basis van het programma) geput heeft uit het werk van de Duitse antenne-specialist Günter Hoch (in zendamateur-kringen beter bekend als DL6WU). Deze man heeft na langdurig onderzoek een aantal ontwerpkriteria opgesteld, waarmee zonder veel problemen een goed werkende antenne gekon strueerd kan worden1. Zijn werk is door een Australische programmeur omgezet in een computerprogramma2, dat wij vervolgens gebruikt hebben. Alleen de mechanische uitvoe-

ring is uit onze koker afkomstig.

Eén straler en acht parasitaire elementen Na deze verantwoording wordt het de hoogste tijd om de Elex-9 eens nader te gaan bekijken. Om te beginnen is de antenne ontworpen volgens het Yagi-Udaprincipe (genaamd naar twee Japanse geleerden), hetgeen inhoudt dat de antenne bestaat uit één aktief element (de dipool), één passief element achter de dipool (de reflektor) en een aantal (in dit geval zeven) passieve elementen voor de dipool (de direktoren). Alle elementen worden, zoals in figuur 1 is weergegeven, op een drager gemonteerd, zodat er als het ware een ladder ontstaat. Het enige verschil met een normale ladder is echter dat bij een Yagi-antenne de "sportafstand" en de lengte van de "sporten" niet konstant is. Een komplex mechanisme bepaalt namelijk de verschillende maten, waarbij onder andere de golflengte waarvoor de antenne bedoeld is een belangrijke rol speelt. Om u enigszins een indruk van de werking te geven, gaan we er even van uit dat u de Yagi als zendantenne gebruikt. Bij ontvangst vinden er in de antenne name-

Figuur 1. De Elex-9 is een zogenaamde Yagi-antenne, die bestaat uit een aktief element (de dipool) en acht passieve elementen (een reflektor en zeven direktoren. Figuur 2. Aangezien de antenne door de computer ontworpen is, zijn we naar de antennemeetdag in Meppel gegaan, alwaar bleek dat de werkelijkheid goed met computerberekeningen overeenkwam. De foto in figuur 2a toont de Elex-9 op de test-mast en in 2b is de mast te zien waarop een aantal antennes gemonteerd zijn die als referentie gebruikt werden bij de metingen.

lijk dezelfde processen plaats in omgekeerde richting, maar bij deze omgekeerde weg valt de zaak net iets moeilijker te begrijpen. Bij gebruik als zendantenne wordt er energie via een coax-kabel naar de dipool gevoerd. Deze wekt daardoor een elektromagnetisch veld op dat zich uitstrekt richting reflektor en direktoren. Al deze passieve elementen vangen een deel van de energie op en gaan daardoor ook als zendantenne fungeren. Ook zij wekken een veld op, omdat ze de opgevangen energie niet als elektrische stroom kwijt kunnen, maar alleen als elektromagnetische straling. Deze sekundaire velden zijn echter niet in fase met het veld van de dipool. Bij een goed gekonstrueerde Yagi is namelijk de reflektor langer dan de dipool en zijn de direktoren korter. Dit heeft tot gevolg dat de reflektor zich induktief ge-

draagt en de direktoren kapacitief. Zoals u misschien wel weet, zijn spoelen en kondensatoren onderdelen die een bepaalde fasedraaiing veroorzaken. Onze direktoren en de reflektor zullen dit ook gaan doen en het is deze eigenschap die de werking van de antenne veroorzaakt. Bij de reflektor is de fasedraaiing namelijk zo dat het veld van de dipool en dat van de reflektor elkaar achter de antenne (de linkerkant in figuur 1) gedeeltelijk opheffen, terwijl beide velden elkaar versterken richting direktoren. Bij de direktoren vindt eenzelfde proces plaats, alleen zorgt het kapacitieve gedrag van deze elementen er voor dat het totale veld naar voren versterkt wordt en naar achteren verzwakt. Dit is dus eigenlijk hetzelfde als bij de reflektor, maar gezien het feit dat de dipool achter de direktoren staat, mogen

we zeggen dat de reflektor omgekeerd werkt ten opzichte van de direktoren (het kapacitief of induktief zijn is hier debet aan). Vatten we het voorgaande verhaal samen, dan kunnen we stellen dat de passieve elementen er voor zorgen dat de energie één kant op gedirigeerd wordt. Er is zelfs sprake van bundeling, waardoor het lijkt alsof er versterking optreedt. Echt versterken kan een antenne echter nooit. Het is immers een passief ding dat niet in staat is om de hoeveelheid energie te vergroten. Door de bundelende werking is het uitgestraalde veld in de hoofdrichting echter groter dan dat van een enkele dipool en dus zeggen we dat de Yagi versterkt ten opzichte van een dipool.

Theorie en praktijk Zoals gezegd, hebben we de antenne door een computers laten ontwerpen en om-

dat we uit ervaring weten dat hetgeen een computer maakt lang niet altijd korrekt blijkt te zijn, hebben we uitgebreid onderzocht of het theoretische model in de praktijk ook wel blijkt te werken. Aangezien we zelf niet over de nodige spullen beschikken om antennes uitvoerig te meten, zijn we daarvoor de deur uitgegaan en wel naar de "antennemeetdag3" die elk jaar georganiseerd wordt door de "Vereniging voor Experimenteel Radio Onderzoek in Nederland" afdeling Meppel. Hier kan iedereen zijn of haar antenne laten meten en van die gelegenheid hebben we gebruik gemaakt om de Elex-9 plus een tweetal andere antennes te toetsen. Tot ons grote genoegen bleek de werkelijkheid goed overeen te komen met de theorie. Van de drie antennes was er een die qua versterking zelf iets beter was elex -

2-15

Figuur 3. Het maken van een antenne is een precisie-karwei en alleen met goed gereedschap levert dit een goed eindprodukt op. Figuur 4. Alle maten die in deze figuur zijn van hart tot hart, hetgeen betekent dat de boom langer moet zijn dan aangegeven.

dan de computer berekend had, terwijl de andere twee iets slechter waren. Eerlijkheidshalve moeten we bekennen dat de slechte antennes met minder zorg gebouwd waren, hetgeen de afwijking misschien veroorzaakt heeft. Op de foto in figuur 2a is bijvoorbeeld duidelijk te zien dat de dipool niet echt goed gemonteerd is. Uitgaande van hetgeen de metingen in Meppel ons geleerd hebben, kunnen we stellen dat de Elex-9 zeker niet onderdoet voor een gekocht exemplaar van ƒ150,of meer. Daar komt nog bij dat onze antenne goedkoper is en het best een leuk karwei is om de antenne zelf te maken.

4a 3835,3

3184,0 2563,7 1984,8 1467,9 1023,4 651,3 496,2 O

o o

o o

O

"BT

>8,0

alle maten in mm

906026-11a

en

2-16 - elex

I<

>

"s

C)

C>

c>

c>

c)

«>

dir.

m

dir

2 5

dir

r.3

•o

c

ï J20

,

% r-

-;

5 S

s s

8,3

n

0

•s

94,5

f

r.2

4b

dip ooi

Voor elektronici behoort mechanisch werk tot de kategorie moeilijke klusjes. Bij de meeste ligt de soldeerbout beter in de hand dan het metaalbewerkingsgereedschap. Aangezien er aan onze antenne nagenoeg geen soldeerwerk te pas komt, moet u toch over de drempel stappen en achteraf zult u dan zien dat alles toch best meevalt. Let wel: dit gaat alleen op als u beschikt over het juiste gereedschap. Laten we om te beginnen eens gaan kijken wat u allemaal nodig hebt (figuur 3). Om te beginnen is dat na-

cto

Boren, zagen vijlen

oo 906026-11b •

Figuur 5. Alle direktoren plus de reflektor worden dóór de boom gemonteerd en alleen de dipool wordt óp de boom vastgezet.

tuurlijk het materiaal zoals dat in de onderdelenlijst aangegeven is. Daarnaast dient u in het bezit te zijn van een goede ijzerzaag, een set vijlen, een stel schroevedraaiers, een nauwkeurige rolmaat (liefst een van minimaal 4 meter), een kraspen om af te tekenen, een centerpons, een bankschroef, een aantal metaalboren en tenslotte een elektrische boormachine met een bijbehorende boorstandaard. Dit laatste ding is van wezenlijk belang, omdat de gaten in de boom niet alleen op de juiste plaats moeten komen, maar ook nog zo dat de elementen straks haaks gemonteerd worden. Probeer dus nooit om uit de losse hand te boren, want dat wordt gegarandeerd een mislukking. Hebt u al het materiaal en gereedschap bij de hand, dan kan het werk beginnen. Allereerst begint u met het aftekenen van de gaten in de boom (een stuk kokerprofiel van 20x20 mm en 4 meter lengte). Waar de gaten moeten komen, toont figuur 4a. Hier ziet u ook waarom een meetlint van 4 meter noodzakelijk is. Met een kortere rolmaat bent u verplicht om het meetlint door te schuiven, waardoor de kans op aftekenfouten erg groot wordt. Gebruik ook nooit het eerste stuk van de rolmaat. Bij de meeste exemplaren zit het haaks omgebogen plaatje bij 0 cm zo los dat de

eerste cm gegarandeerd meer dan 1 cm bedraagt (het gemakkelijkste werkt het als u de reflektor op 10 cm legt, waarna alle afstanden met 10 cm vermeerderd worden). Zoals in figuur 4a al is aangegeven, worden alle elementen door de boom gestoken. De dipool vormt echter een uitzondering. Deze wordt namelijk op de boom bevestigd. Om nu voor een korrekte afstand tussen dipool en reflektor te zorgen, tekent u, net als alle andere elementen, de afstand op de zijkant aan, waarna met behulp van een winkelhaak de afstand op de bovenkant overgebracht wordt. Nadat de afstanden zijn afgetekend, centert u de punten en kunnen de gaten van 8 mm geboord worden. Vervolgens konstrueert u met twee stukken kokerprofiel van 1,5 m lengte en een aantal aluminium plaatjes de ondersteuning zoals dat in de tekeningen is aangegeven. Boor hiervoor wel alle gaten in de boom, maar monteer nog niets, omdat u hiervan alleen maar last hebt bij het monteren van de elementen. De boom is nu voorlopig klaar, zodat u verder kunt gaan met het op maat maken van de reflektor en de direktoren. Hiervoor gebruikt u aluminium buis van 8 mm doorsnede. Hoelang elk staafje moet worden, is te zien in figuur 4b. Zorg er

wel voor dat de uiteinden haaks worden. Dit gaat het gemakkelijkste als u de staven in eerste instantie iets langer maakt, daarna op een dusdanige manier in de bankschroef klemt dat er nog een klein stukje uitsteekt, waarna vervolgens de uiteinden haaks en op de juiste lengte afgevijld worden. Ook nu geldt weer dat bij het afmeten het eerste stuk van de rolmaat niet gebruikt mag worden, in verband met de afwijkingen die kunnen ontstaan door het loszittende haakje aan het begin van het meetlint. Zijn de elementen op lengte, dan kunnen ze op in de boom gemonteerd worden. Dit gaat als volgt: Steek de elementen door de boom. Eventueel de gaten in de boom iets opruimen met een rattestaart, zodat de buisjes zonder al te veel moeite door de boom gestoken kunnen worden (tracht te voorkomen dat de gaten te groot worden, omdat de elementen anders in de loop der tijd los gaan zitten en uit de antenne vallen). Schuif vervolgens de elementen zover door dat de boom precies in het midden ligt. Boor nu vanaf de bovenkant door de boom en de elementen een gat van ca.-2 mm en schroef daar een zelftapper in (zie figuur 5). Hiermee trekt u elk element iets naar boven, zodat ze klemvast komen te zitten.

Als u zover gekomen bent, wordt het tijd voor de dipool. Zoals in de figuren te zien is, moet dit een zogenaamde "gevouwen dipool" worden, die door de bochten vrij lastig te konstrueren is. Buigen van hol materiaal, zonder dat de buis knikt, is namelijk vrij gekompliceerd. Om u door dit karwei heen te helpen, lopen we het totale proces met u door. Begin met het op lengte maken van de buis waar de dipool van gemaakt wordt (zie figuur 6). Sluit vervolgens een kant af met bijvoorbeeld een kurkje en vul daarna de totale buis met fijn droog zand dat u goed aanstampt. Zet nu links en rechts van het midden van de buis op een afstand van 450,6 mm een merkteken en begin vanaf die punten de buis te buigen rond een pijp met een buitendiameter van 50 mm. Als u dit goed doet, ontstaat er een keurige dipool waarvan de buitenmaat exakt overeenkomt met de lengtemaat uit figuur 4b. Deze buigtechniek vraagt wel enige ervaring. Vandaar dat het verstandig is om eerst te proberen om een stel goede bochten in afvalstukjes te buigen. Wie overigens over een buigtang voor 8-mm-buis kan beschikken (die dingen bestaan, maar zijn wel uiterst zeldzaam), raden we aan om dit stuk gereedschap te gebruiken, omdat u daarmee heel wat probleelex -

2-17

450,6 •]

totale lengte buis voor clipool = 2009,6 mm

C 2)8,0

1 906026•12

Figuur 6. Als straler wordt een zogenaamde gevouwen dipool gebruikt. Deze figuur laat zien hoe dit onderdeel gebogen dient te worden. Figuur 7. De uiteinden van de dipool worden platgedrukt, zodat er gemakkelijk een gat in geboord kan worden. Figuur 8. Om een 50-Q-coaxkabel op de antenne aan te sluiten, moeten we een zogenaamde balun konstrueren die voor de impedantietransformatie zorgt. Let op: voor de balun wordt een stuk RG58-coax gebruikt met een lengte van 68 cm (gemeten tussen A en A'J. Figuur 9. De balun en de coax worden met isolatieband op de boom vastgezet, zodat de wind geen vrij spel heeft op de tere verbinding van de kabel op de dipool.

8

men uit de weg gaat. Is het buigwerk naar wens verlopen, dan moet het zand verwijderd worden. Daarna worden de uiteinden van de buis in de bankschroef platgedrukt, zodat er gemakkelijk gaten in geboord kunnen worden voor M3-boutjes waarmee de coax straks vastgezet wordt (zie figuur 7). Nu kan de dipool op de boom gemonteerd worden. De bovenkant zet u vast met een plaatje aluminium dat over de buis gebogen is en de onderkant met behulp van een kunststoffen kastje, dat tevens de coaxaansluiting tegen water beschermt (zie figuur 5). Als laatste bevestigt u zowel op de boom als op de aluminium plaat van de ondersteuning een universele antenneklem, waarmee het mechanisch werk afgerond is.

En nu Onderdelenlijst 7 m aluminium kokerprofiel 20 x 20 mm 10,5 m aluminium buis 8 mm 0 4 aluminium plaatjes ca.

50 x 50 x 1,5 mm 1 aluminium plaat c a . 1 5 0 x 1 0 0 x 1,5 m m 2 universele antenneklemmen 8 gegalvaniseerde zelftappers 10 gegalvaniseerde boutjes en moeren M 4 2 gegalvaniseerde boutjes en moeren M 3 aansluitdoosje voor dipool 7 0 c m coax RG58

W 906026-15

2-18 -

elex

solderen

De antenne mag dan wel klaar zijn, maar daarmee zijn we er nog niet. Het opgevangen signaal moet ook nog op een korrekte manier naar de konverter getransporteerd worden. Hiervoor dient u, zeker als de afstand tussen antenne en ontvanger meer dan 5 m bedraagt, een goede kwaliteit coax-kabel te gebruiken. Geschikte kabels zijn bijvoorbeeld RG8U, RG213 of H100. De H100 heeft lucht als diëlektrikum en dient daardoor op een speciale manier behandeld te worden (vraag hiernaar bij uw handelaar). Aangezien de genoemde coax-kabels een impedantie hebben van 50 Q en de impedantie van de antenne ca. 200 Q bedraagt, kunnen we deze twee niet rechtstreeks aan elkaar knopen. Voor een korrekte aanpassing moet namelijk een zogenaamde balun gebruikt worden en wel een die niet alleen de impedantie transformeert, maar ook nog voor de omzetting van de symmetrische dipool naar de asymmetrische coax zorgt. Dergelijke baluns zijn in bijna elke elektronicawinkel te koop (meestal zijn dat transformators die op een tweegats-ferrietkraal — een

varkensneus genaamd — gewikkeld zijn), maar omdat een zelfbouw-uitvoering minder verliezen heeft, raden we af om de kant-enklare uitvoeringen te gebruiken. Hoe u zon balun moet maken, toont figuur 8. Voor de lus gebruikt u een stuk dunne coax (bijv. RG58) dat u zodanig aanstript dat de lengte tussen de punten A en A' 68 cm bedraagt. De buitenmantel aan de twee uiteinden van dit stuk coax soldeert u aan de buitenmantel van de coax die naar de ontvanger loopt en de binnenader van de laatst genoemde kabel verbindt u aan één kant aan de binnenader van het stuk RG58. Aan de punten A en A' buigt u oogjes, waarna de hele konstruktie op de dipool vastgezet kan worden. Tenslotte plakt u de balun en de coax met isolatieband op de boom (figuur 9) en kan de antenne uitgeprobeerd worden.

Nog enkele opmerkingen

losse

• De in figuur 4a getekende ondersteuning geeft de antenne meer stevigheid, maar is niet strikt noodzakelijk als u dikwandig kokerprofiel gebruikt. Ook is het mogelijk om de uiteinden van de antenne met nylonkoord op te hangen. U kunt de antenne dan niet helemaal boven in de mast plaatsen, hetgeen een geringe afname van de prestaties oplevert. • Voor het aansluitkastje van de dipool kunt u elk willekeurig kunststoffen doosje gebruiken. Wie echter nog een kastje van een oude TV- of FM-antenne heeft liggen, kan dit ook gebruiken. U dient dit kastje dan wel met een afstandbusje op de boom te monteren. Het is echter ook mogelijk om in plaats daarvan de dipool anders te buigen, zodat de binnenmaat van de dipool 30 mm wordt. Verander daarvoor de maten in figuur 6 als volgt: 50 wordt 30, 450,6 wordt 460,6 en 2009,6 wordt 1986,8. Let wel: een dergelijke dipool is door de kleinere bocht moeilijker te maken. • In plaats van buis kunt u

ook aluminium staaf van 6 mm doorsnede gebruiken voor de dipool. Dit buigt namelijk wat makkelijker. Neem in dat geval een lengte van 2014,5 mm en begin te buigen (rond een pijp van 50 mm) bij 454,9 mm vanuit het midden. • Wie het helemaal niet ziet zitten om een gevouwen dipool te maken, kan een (oude) FM-dipool inkorten, door zowel aan de linker als rechterkant eenzelfde stuk materiaal te verwijderen (dus vier maal zagen). Daarna plaatst u de uiteinden weer terug met behulp van aluminium buisjes die klemvast in de buis van de dipool geschoven worden. Bij deze operatie moet de dipool zoveel korter worden dat de lengte gemeten van buitenkant bocht tot buitenkant bocht overeenkomt met de maat in figuur 4b. Dit geldt echter alleen als de dipool gemaakt is van 8-

mm-buis. Veel FM-antennes worden echter van 10 mm buis vervaardigd en bij zo'n buisdiameter dient u de dipool tot 960,4 mm te verkleinen. Wie overigens goed naar de foto's kijkt, zal zien dat wij voor ons prototype deze methode gebruikt hebben. Tabel 1 lengte van de elementen als buis van 10 mm 0 gebruikt wordt die geïsoleerd gemonteerd wordt. reflektor dipool direktor 1 direktor 2 direktor 3 direktor 4 direktor 5 direktor 6 direktor 7

1007,9 mm 955,2 mm 907,2 mm 896,9 mm 887,0 mm 877,7 mm 868,4 mm 861,1 mm 854,3 mm

• Het materiaal van oude FM-antennes kan ook gebruikt worden om de totale antenne van te maken. U

MARKT-INFO VHS en VHS-C worden één Tot nu toe moest voor de weergave van een VHS-C cassette op een huiskamervideorecorder een adapter worden gebruikt. Die adapter vergrootte de VHS-C cassette tot het normale VHS-formaat, waardoor afspelen via een normale VHS-videorecorder mogelijk werd. Met de introduktie van de nieuwe VHS combivideorecorder is die adapter niet langer nodig. De recorder, die op de komende Firato ook voor de Nederlandse markt wordt geïntroduceerd, kiest automatisch voor weergave van de "grote", standaard VHScassette, dan wel voor de "kleine" VHS-videocassette, afkomstig uit de camcorder. De introductie van de nieuwe VHS combi-videorecorder betekent een nieuwe troef van VHS-fabrikanten in de hevige systemenstrijd tussen twee belangrijke kampen: het 8mm Videokamp, dat wordt aangevoerd door o.m. Sony en

het VHS-kamp dat wordt aangevoerd door o.m. JVC, Panasonic, Philips, Sharp en Hitachi. Bij het VHSkamp gaat het om twee produkten: de "fuil size" VHS-camcorder (daarin wordt de "grote" VHScassette gebruikt) en de VHS-C camcorder (daarin wordt de "kleine" VHScassette gebruikt). De marktaandelen van beide kampen variëren nogal per land. In Japan is 8mm Video goed voor zo'n 45% van de totale markt, het VHS-C systeem heeft eveneens 45%, terwijl "full size" VHS op 10% blijft steken. In Amerika heeft "full size" VHS ruim 50% van de markt in handen, het VHSC systeem is daar goed voor bijna 30% terwijl 8mm Video het met 20% moet doen. In Europa tenslotte heeft 8mm Video bijna 45% van de markt in handen, VHS-C is goed voor ruim 40% en "full size" VHS blijft op bijna 15% steken. In de strijd om de nieuwe

zult dan alleen de maten in figuur 4b moeten aanpassen, omdat bij een dergelijke antenne de elementen geïsoleerd op de boom gemonteerd zijn. Voor 8-mmbuis moet u van de lengtematen van de elementen 5,2 mm aftrekken en bij 10mm-buis gebruikt u de maten uit tabel 1. • Om de antenne te beschermen tegen agressieve gassen, moet u alle delen lakken met blanke vernis. De meeste ijzerwarenwinkels verkopen overigens ook prima kunststoffen doppen waarmee de uiteinden van de elementen en de boom afgedicht kunnen worden. • De Elex-9 is een richtantenne en om signalen uit alle windstreken te kunnen ontvangen, dient u de antenne draaibaar op te stellen. • Tenslotte willen we u er op wijzen dat u veel goedkoper uit bent als u op de

een of andere manier al het materiaal betrekt bij een groothandelaar in metaal in plaats van bij de gereedschapwinkel om de hoek. Uit ervaring weten we dat menige groothandelaar niet raar opkijkt als er een antennebouwer binnenstapt.

wereldstandaard volgen de ontwikkelingen elkaar snel op. Het VHS-kamp brengt sinds vorig jaar Super -VHS camcorders op de markt, waarmee een kwaliteit wordt bereikt die beter is dan die van "live'-televisie. Met als belangrijkste voordeel, dat het onherroepelijke verlies bij uitmonteren niet langer waarneembaar is. Inmiddels zijn er ook Super VHS-C camcorders op de Nederlandse markt. Wat betreft de speelduur, valt er te melden dat JVC er in is geslaagd een nieuwe tape te ontwikkelen waardoor de

speelduur van het VHS-C systeem vergroot is. Tot nu toe was die één uur, nu is die anderhalf uur. Aan het einde van dit jaar verwacht JVC een tape te realiseren, waarmee die speelduur zonder kwaliteitsverlies op twee uur kan worden gebracht.

1) Zelf ontwerpen en bouwen van VHF- en UHFantennes, Günter Hoch, ISBN 90-70756-49-8, een uitgave van het Veronservice-buro, postbus 220, 5670 AE Nuenen. 2) Computer-aided design of long VHF Yagi antennes, David G. Hopkins, gepubliceerd in het Amerikaanse tijdschrift "ham-radio" van mei 1986 3) De antennemeetdag te Meppel zal dit jaar gehouden worden op 22 september bij wegrestaurant "De Lichtmis" (aan de A28 tussen Zwolle en Meppel).

Voor nadere informatie: JVC, Energieweg 41, 2382 NC Zoeterwoude, tel: 071 - 453333

elex -

2-19

akupunktuur-metet evenwicht tussen Yin en Yang

Bij akupunktuur worden, zoals bekend, kleine naaldjes op zeer bepaalde punten in de huid geprikt. Deze punten zijn met elkaar verbonden door zogeheten meridianen, waarin volgens oud-Chinese overlevering de levensenergie circuleert. Bij het opsporen van de ligging van de meridianen en de juiste punten, schijnen akupunkturisten veel gemak te hebben van een gevoelige geleidingsmeter — en dat is precies datgene wat we hier beschrijven. De belangstelling voor alternatieve geneeswijzen is overal ter wereld nog steeds groeiende. Natuurgeneeskundigen, homeopaten en vooral ook akupunkturisten worden tegenwoordig haast net zo gemakkelijk geraadpleegd als "gewone" artsen. Het feit dat de meeste ziek2-20 - elex

tekostenverzekeraars de kosten van dit soort geneeswijzen bijna even vanzelfsprekend vergoeden als die van de klassieke behandelwijzen, zegt al genoeg over de manier waarop vandaag de dag tegen de alternatieve geneeskunst wordt aangekeken.

Wat'is eigenlijk het kriterium om een bepaalde geneeswijze het etiket "alternatief' op te plakken? Wel, dit is een zaak die langzaam aan het verschuiven is. Strikt genomen zijn alle geneeswijzen die niet binnen de medische fakulteit van de universiteit worden gedo-

ceerd "alternatief'. Dat is natuurlijk een achterhaalde stelling, want al sinds jaar en dag wordt het medische circuit ook bevolkt door bijvoorbeeld verloskundigen, maatschappelijk werkers en psychologen, en geen mens beschouwt hen als "alternatief'. De laatste jaren zijn de

grenzen tussen de klassieke en alternatieve geneeskunde echter steeds verder verlegd en vervaagd. Weliswaar zullen wichelroedelopers, handopleggers en gebedsgenezers nog wel een tijdje moeten wachten voor zij door iedereen geaksepteerd zijn, maar voor de beoefenaars van bijvoorbeeld homeopatie en akupunktuur geldt dit in feite al heel lang. Het is zelfs zo dat deze geneeswijzen voor het merendeel door "normale" artsen worden gepraktizeerd.

Tsjen, tsjioe Het kopje hierboven is de Chinese benaming voor akupunktuur en betekent zoveel als "steken, branden". Dat "branden" is vanwege het feit dat soms ook met brandende bolletjes kruid wordt gewerkt. Hoewel akupunktuur voor ons Europeanen nog altijd een wat onwennige nieuwe klank heeft, kan deze geneeswijze in China bogen op een geschiedenis van ca. 5000 jaar. Zo er toen in onze kontreien al sprake was van enige medische wetenschap, werd die waarschijnlijk met behulp van knots en speer bedreven. Zelfs de allesgenezende aderlating was toen nog sciencefiction. Bij akupunktuur worden de meest uiteenlopende kwalen en aandoeningen behandeld door het toedienen van zeer gerichte prikkels. Daartoe worden op specifieke punten dunne naaldjes in de huid geplaatst, op een diepte variërend van 0,5 mm tot 10 cm. Die punten worden zeer zorgvuldig gekozen en bevinden zich op zogeheten meridianen, waarvan er een flink aantal over ons lichaam lopen. Volgens de Chinezen circuleert hierin de "levensenergj^e", welke twee aspekten heeft: Yin en Yang. De punten op de meridianen zijn alle op een of andere manier verbonden met organen in het lichaam. Daarbij wordt uitgegaan van de "vijf-elementenleer", welke zich baseert op de gedachte dat het lichaam is opgebouwd uit hout, vuur, aarde, metaal en water en dat elk

van deze elementen is gerelateerd aan enkele organen. Verstoring van een element betekent dus verstoring van het desbetreffende orgaan. En volgens de leer der akupunktuur is zon verstoring niets anders dan een onbalans tussen Yin en Yang, waardoor de loop van de energie wordt belemmerd. Met gerichte prikkels wordt getracht dit evenwicht te herstellen. Het opsporen van de juiste punten en het bepalen van de exakte ligging van de meridianen is een delikate zaak. Door sommige akupunkturisten wordt hiervoor met sukses een gevoelige geleidingsmeter gebruikt. Hoe ze daar precies mee werken, weten wij ook niet — tenslotte zijn wij geen paramedici maar elektronici — maar feit is wel dat ons regelmatig verzoeken hebben bereikt of we niet zo'n ding konden maken.

Geleidingsmeter Om een idee te krijgen van het "galvanische" verband tussen twee punten op ons lichaam, kunnen we natuurlijk gebruik maken van een gewone weerstandsmeter. Maar, nog afgezien van het feit dat de gevoeligheid van dit soort meters vaak niet toereikend is, is het in feite ook niet juist om hiervoor een weerstandsmeter te gebruiken. We willen namelijk de mate van geleiding weten en niet de weerstand. Een weerstandsmeter slaat verder uit naarmate R groter wordt; een geleidingsmeter doet het omgekeerde en geeft een grotere uitslag als de geleiding (l/R) toeneemt. Hoe maak je een geleidingsmeter? De enige goede manier hiervoor is om een nauwkeurig gedefinieerde, konstante stroom door de meetpennen te sturen, zodat de spanning tussen de pennen rechtstreeks afhankelijk is van de mate van geleiding. Wat we dus in elk geval nodig hebben is een konstante stroombron en een of ander geschikt uitlees-circuit voor de gemeten spanning. Maar ook een referentiespanning behoort tot de noodzakelijke ingrediënten, want we zullen de elex -

2-21

Onderdelenlijst

Rl = 100 kö 1% R2 = 220 Q R3 = 180 kQ R4 = 18 kS R5 = 5,6 kS R6,R7 = 22 kQ 1% R8 = 680 Q Cl = 10MF/16 V

D l = zener 2,7 V/400 mW T l = BF256A T2,T3 = BCSeOB 1C1 = CA3260 Jsooa

0^

A1,A2=IC1=CA3260

gemeten spanningswaarde tenslotte ergens aan moeten kunnen relateren. Aan de hand van het schema van figuur 1 valt vrij snel duidelijk te maken hoe we een en ander opgelost hebben. Een globale telling leert dat het geheel bestaat uit vijf, of eigenlijk zes elementen: drie stroombronnen, een buffertrap, een verschilversterker en een draaispoelinstrument voor de uitlezing. We zijn uitgegaan van een ingangsimpedantie van 100 k£2 en een meetstroom van 10 ^A door de elektroden — die waarden schijnen zo'n beetje als standaard te gelden bij dit soort instrumenten. Met de ingangsimpedantie waren we snel klaar, want daarvoor hoefden we alleen maar een weerstand van 100 kQ (Rl) over de ingang te zetten. Voor de meetstroom zorgt T2, welke als konstante stroombron is geschakeld. De daarvoor benodigde stabiele basisspanning wordt verkregen met behulp van zenerdiode Dl. De stroom door de zener wordt niet simpelweg met een weerstand ingesteld, maar wordt konstant gehouden door 2-22 - elex

9060i5X-ll

FET-stroombron Tl. De zenerspanning is daardoor uiterst stabiel en de door T2 geleverde stroom is dus nauwelijks aan variatie onderhevig. De exakte grootte van de meetstroom valt met PI in te stellen. De beoogde waarde van 10 fxA wordt verkregen als op de koliektor van T2 een spanning van precies 1 V wordt gemeten. De spanning over weerstand Rl wordt "ge-monitord" door opamp Al. Deze is geschakeld als spanningsvolger en belast door zijn hoge ingangsimpedantie de gemeten spanning niet of nauwelijks. De aldus gebufferde spanning wordt toegevoerd aan de min-ingang van de als verschilversterker geschakelde opamp A2. Op de andere ingang van A2 wordt een referentiespanning gezet van 0,5 V. Voor het realiseren van die spanning wordt de rond T3 opgebouwde stroombron gebruikt, welke een konstante stroom van iets minder dan 0,1 mA door weerstand R5 stuurt. Zoals te zien lijkt stroombron T3 als twee druppels water op die rond T2; voor de basisinstelling wordt zelfs gebruik gemaakt

P1 = instelpot 50 kQ P2 = insteipot 5 kQ P3 = instelpot 500 Q SI = enkelpoligs schakelaar M l = draaispoetinstrument 1 nnA behuizing: bijv. Retex GiboxRG2 Geschatte onderdelenkosten: ca f25,- tot f50,-, afhankelijk van het type draaispoelinstrunnent.

van de zelfde stabilisatie met Dl en Tl. Alleen zijn hier vanwege de hogere stroom de weerstandswaarden uiteraard wat hoger gekozen. Aan de uitgang van A2 vinden we de spanning terug die het verschil vormt tussen de uitgangs spanning van Al en de referentiespanning over R5. Via P3 en R8 wordt die spanning naar draaispoelmeter Ml geleid. Het zal duidelijk zijn dat Ml verder zal uitslaan naarmate de verschilspanning toeneemt. Daarmee hebben we precies bereikt wat we willen, want de verschilspanning stijgt als de weerstand tussen de meetpennen kleiner wordt; dus hoe groter de gemeten geleiding, hoe meer meteruitslag.

Bouw Zoals figuur 2 laat zien, neemt de schakeling nauwelijks driekwart van een Elexprintje formaat-1 in beslag. Drie kleine transistors, een 8-pens IC, drie instelpotmeters — dan hebben we het zon beetje gehad. Het netjes opbouwen van de print vergt natuurlijk even tijd.

Figuur 1. Het schema van de akupunktuur-meter. Het gaat om een drietal stroombronnen (Tl, T2 en T3), een hoogohmige ingangsbuffer (Al) en een verschilversterker (A2) die een draaispoelinstrument stuurt. Figuur 2. De layout van het printje ziet er tamelijk overzichtelijk uit. De aansluitpunten voor batterij, schakelaar, ingangsbussen en draaispoelmeter zijn duidelijk aangegeven.

maar het is niet bepaald een karwei om tegen op te zien. Als het solderen gebeurd is, kunt u de opbouw vast kontroleren door de batterij even aan te sluiten en met een multimeter na te gaan of de spanningen op de drie in het schema aangegeven meetpunten kloppen. Kleine afwijkingen zijn niet erg, want daar doen we straks nog iets aan. Daarna kan het printje samen met een 1-mA-draaispoelmeter en een 9-Vbatterij in een kompakt kunststoffen kastje worden gemonteerd. De diverse aansluitpunten zijn op de layout van figuur 2 duidelijk aangegeven. Behalve de draaispoelmeter, vormen een aan/uit-schakelaar (SI) en een stel banaanstekerbussen voor de meetsnoeren de enige bedieningsorganen. Figuur 3 toont een mogelijk geschikte frontplaat-

layout voor de akupunktuurmeter. Even iets over de draaispoelmeter. Wij zijn van meet af aan uitgegaan van een standaard 1-mAinstrumentje. Nu zijn die dingen tamelijk prijzig (30 a 35 gulden) en daarom valt voor de uitlezing eventueel ook aan goedkoop VUmetertje o.i.d. te denken. Aangezien de gevoeligheid daarvan echter doorgaans wat hoger is, zal er waarschijnlijk een parallelweerstand over de meter moeten worden toegevoegd; de waarde hiervan zal, samen met die van R8 experimenteel moeten worden bepaald. Nog een paar losse opmerkingen. Over de te gebruiken meetpennen hoeven we waarschijnlijk de akupunkturist niets te vertellen. Voor onze lab-tests hebben wij gebruik gemaakt van een paar standaard multimeter-

meetsnoertjes. Een veel belangrijkere opmerking betreft echter de voeding van de akupunktuur-meter. Aangezien het instrument bedoeld is voor het meten aan personen, zal het hopelijk eenieder duidelijk zijn dat de voeding uit veiligheidsoverwegingen uitsluitend met batterijen mag gebeuren. Voor wat de stroomopname betreft is het ook absoluut niet nodig om netvoeding te overwegen, want de hele schakeling konsumeert niet meer dan zon 6 mA.

Afregeling Voor de akupunktuur-meter in gebruik kan worden genomen, dient hij eerst nog te worden afgeregeld. Moeilijk is dat niet. Het enige benodigde hulpmiddel vormt een hoogohmige voltmeter en als zodanig kan elke goede digitale multimeter fungeren.

De afregeling gaat als volgt in zijn werk: 1) Meet de spanning over de ingangsklemmen en regel deze met PI af op exakt 1 V. 2) Verdaai P2 nu tot het meetinstrument nèt niet uitslaat. Een andere mogelijkheid is om de spanning over R5 met behulp van R5 op exakt 0,5 V af te regelen; als het goed is, staat Ml dan precies op nul. 3) Sluit de ingang kort met een stukje draad o.i.d. Regel P3 af op volle meteruitslag van Ml. 4) Herhaal de punten 1 t/m 3 voor alle zekerheid. De afregeling is hiermee voltooid en het instrument is nu klaar voor gebruik. (906015X)

Figuur 3. Als u kiest voor liet in de onderdelenlijst vermelde type behuizing, dan kunt u eventueel deze tekening als frontplaat-layout gebruiken.

elex-abc stroombron: Schakeling die, zoals de naam al aangeeft, een konstante stroom levert, onafhankelijk van de aangesloten belasting. elex -

2-23

test-box

eenvoudig maar handig ontwerp: D. Schijns

'

De test-box die hieronder beschreven wordt, kan de aanwezigheid en polariteit van wissel- of gelijkspanningen tussen 3 en 100 volt signaleren, als LED-tester gebruikt worden en ook ingezet worden bij geleidingstests van weerstanden, dioden en schakelkontakten. Aangezien het apparaatje een luid piepje geeft bij weerstandswaarden beneden 10 mega-ohm, kunt u de test-box ook nog buiten uw privé-lab inzetten, en wel als overstromings/regenmelder. Hoewel voor allerlei tests en metingen een universeelmeter ongetwijfeld het beste meetinstrument is, heeft de gemiddelde elektronicahobbyist meer dan eens met situaties te maken, waarin een wat eenvoudiger en goedkoper indikatortje zoals deze test-box net zo goed bruikbaar is. Dit geldt vooral als niet zozeer de exakte hoogte, maar wel de aanwezigheid en/of polariteit van de spanning moeten 2-24 - elex

worden aangegeven. Een tweede toepassingsmogelijkheid van de test-box, namelijk het testen van LED's, zit helemaal niet op een universeelmeter: hier biedt de test-box dus duidelijke voordelen. Voor exakte weerstandsmetingen neemt u natuurlijk een nauwkeurige ohmmeter. Voor ruwe weerstandsindikaties, voor het testen van dioden of voor het kontroleren van leidin-

gen op mogelijke kortsluitingen en ook voor het testen van kontakten is deze schakeling vanwege zijn ingebouwd piepje een welkome aanvulling op de universeelmeter. Alleen de duurdere soorten universeelmeters hebben immers in de regel een geluidsindikatie ingebouwd voor het verrichten van geleidingstests. Precies vanwege het ingebouwde piepje kan de testbox ook heel goed in ande-

re omgevingen dan uw knutselkamertje gebruikt worden, en wel bij toepassingen waarvoor u een dure universeelmeter toch nooit zou inzetten; namelijk binnenshuis als overstromingsindikator in de badkamer of naast de wasmachine, en buitenshuis als regenmelder. De ontwerper van het apparaatje heeft er zelfs eens een LDR op aangesloten die hij achter zijn slaapkamerraam had bevestigd: zo-

dra het buiten licht werd, meldde de "elektronische haan" zich. Deze laatste toepassing kunt u natuurlijk ook gebruiken om te kontroleren of er geen inbrekerslampen in een of ander vertrek branden. En wat dacht u van het aansluiten van PTC- of NTCweerstanden op de schakeling, zodat u een alarm krijgt dat bij een bepaalde temperatuur af gaat?

De

werking

Het schema van de test-box is in figuur 1 te zien. De schakeling bestaat uit drie deelschakelingen die ieder een verschillende funktie hebben. Het eenvoudigste deel wordt gevormd door Btl en R4. Deze twee onderdelen dienen voor het testen van LED's. De 9 volts batterij levert de hierbij benodigde spanning, terwijl R4 als voorschakelweerstand fungeert en er voor zorgt dat er niet zóveel stroom door

de LED loopt dat deze tijdens het testen wordt vernield. De te testen LED moet uiteraard ook even met zijn beide aansluitdraden andersom worden uitgeprobeerd; misschien brandt hij dan wèl. De reden dat we dit nog eens extra vermelden, is dat een blik op het innerlijk van een LED, hoe nauwkeurig ook, niet altijd de juiste polariteit van de LED hoeft te verraden. Domweg even spanning erop zetten, alvorens u een LED in een schakeling soldeert, is dus aan te raden. Het tweede gedeelte van de schakeling is iets minder eenvoudig; het bevat namelijk geen twee, maar drie onderdelen, te weten D2, D3 en R7. Dit deelschakelingetje wordt voor spanningsindikatie gebruikt. R7 is, net als R4, een voorschakelweerstand en zorgt ervoor dat D2 en D3 niet overbelast worden. Indien er op de beide spanningsingangsklemmen een wisselspanning wordt aangeslo-

AC/DC

Figuur 1. De schakeling bevat een spannings/polariteitsindikatqr (D2/D3/R7), een LED-tester (Bt1/R4) en een geleidingstester (het gedeelte rond n/T2). Figuur 2. De layout voor de test-box is ruim opgezet en kan eventueel direkt achter het frontpaneel gemonteerd worden.

Onderdeienlijst R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 PI

= = = = = = = =

10kS/1 W 390 WQ 39 kS 470 Q 10 kS 10 MQ 4,7 kQ/2 W 1M lln. potmeter

C l , C2 = 10|jF/16 V D l = BAT85 D2,D3 = LED T l = BF245C T2 = BC557B SI = enkelpolige omschakelaar Bzl = DC-buzzer (9 . . .12 V)

Geschatte bouwkosten: circa f 12,50 (zonder print. batterijen en behuizing)

elex

2-25

Figuur 3. De komponentenen koperzijde van een volgens de layout van figuur 2 gemaakte print. Duideiijk is tiet buzzertje te zien; dit moet besiist een DC-buzzer zijn.

TEST-BOX

o © -e .

•f

oOo ooo OQO

906018-F

ten, dan lichten beide LED's op. Bij een gelijkspanning licht, afhankelijk van de polariteit van de spanning, ofwel D2, ofwel D3 op. Zowel voor beide afzonderlijke LED's als voor iedere spannings-ingangsbus kunt u natuurlijk een bepaalde kleur nemen (bijvoorbeeld "rood" = "plus"), zodat de polariteitsindikatie nog duidelijker wordt. Bij spanningen lager dan circa 3 volt branden de LED's helaas niet (afhankelijk van het LED-type). Het derde deel van de schakeling is wat ingewikkelder dan de twee eerste delen, aangezien het een versterker-schakeling bevat (eigenlijk meer een komparator). Met dit gedeelte worden weerstandsindikaties, diode-tests en geleidingstests gedaan. Bzl is een gelijkspanningsbuzzertje. Dit onderdeel produceert een doordringend 2-26 - elex

piepje, indien de weerstandswaarde van het op de ingangsbussen aangesloten onderdeel (een weerstand, een diode of een te testen kontakt) beneden een bepaalde waarde ligt. U kunt dat uitproberen door de twee ingangsbussen kort te sluiten. Bzl wordt dan via T2, welke op dat moment in geleiding komt, van gelijkspanning voorzien, zodat hij zijn elektronische kreet kan slaken. T2 (een PNP-transistor) is normaliter niet in geleiding, want zijn basis is via R3 en R2 met de plus van de voeding verbonden, zodat er geen basisstroom loopt. Deze situatie verandert pas als Tl (een FET) gaat geleiden. Op dat moment komt de linkerkant van R3 op massanivo, waardoor T2 van basisstroom wordt voorzien en het buzzertje in werking treedt. Het in- en uit geleiding

brengen van Tl gebeurt door middel van het spanningsnivo op zijn gate. Een blik op het schema laat zien dat de gate van Tl op het knooppunt van een spanningsdeler ligt. De ene helft van deze spanningsdeler bestaat uit Rl en de op de ingangsbussen aangesloten weerstand. De andere helft wordt gevormd door R5/P1 of R6 (afhankelijk van de stand van SI). Over de hele spanningsdeler staat 9 volts batterij Bt2. Dl wordt als beveiligingsdiode gebruikt en verhindert dat er statische elektriciteit via de ingangsbus op de gatè van de FET terecht kan komen en de FET zou kunnen vernielen. Als er niets op de ingangsbussen is aangesloten, dan is de spanning op de gate sterk negatief en is de FET niet in geleiding. Bij kortgesloten ingangen is de gatespanning veel minder ne-

gatief of, liever gezegd, nauwelijks beneden massanivo, zodat de FET dan in geleiding kan komen, en het buzzertje zich luidkeels meldt. De weerstandswaarde (van de weerstand op de ingangsbussen) waarbij de FET in geleiding komt, wordt bepaald door de stand van SI en de instelling van PI. Met SI in de stand "a-c" geeft het buzzertje al een piepje bij weerstanden van minder dan 10 mega-ohm. Deze stand is dus goed bruikbaar voor het testen of twee verschillende aders van een laagspanningsleiding (bijvoorbeeld een stuk coaxkabel) geen kortsluiting maken. Met SI in de stand "a-b" is de schakeling wat ongevoeliger en geeft deze alleen maar een piepje bij weerstanden lager dan ongeveer 1 mega-ohm (met PI in zijn maximum-stand). U

Figuur 4. Onze fotograaf kon het niet laten om de schalieiing even ais overstromingsindiiiator uit te proberen.

kunt PI ook nog van een weerstandsschaaltje voorzien door een aantal verschillende weerstanden, bijvoorbeeld uit de E-12-reeks, te nemen en die beurtelings op de ingangsbussen aan te sluiten. Door de verschillende standen te markeren waarbij de schakeling begint te piepen, kunt u PI van een schaalverdeling voorzien. De schakeling bevat geen aan-uitschakelaar, omdat zowel Tl als T2 pas bij aanwezigheid van een te testen onderdeel op de ingangsbussen in geleiding komen. Bij niet-gebruik van de schakeling loopt er een verwaarloosbare lekstroom door Tl en T2. De testschakelingen die op de andere ingangsbussen zijn aangesloten, gebruiken ofwel geen batterijstroom (spannings/polariteits//

"(TUSSEN HAAKJES) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 200 190 210 230

SPOELEN EN KONDENSATOREN REM K$(2)=" nF " : K$(3)=" pF " K S ( 1 ) = " UF S$(2)=" mH " : SS(3)=" UH " SS{1)=" H Jf$(2)=" kHz " : F S { 3 ) = " MHZ " F $ { 1 ) = " HZ CLS PRINT PRINT S T R 1 N G S {75,"=");P O E L E N K O N D E N S A T O R E N " EN PRINT PRINT S T R I N G S { 7 5 , " = " ) ; : PRINT PRINT 1 : Vervangingskapaciteit kondensatoren in serie" PRINT 2 : Vervangingskapaciteit kondensatoren parallel" : P PRINT " 3 : Vervangingsinduktie spoelen in serie" PRINT " 4 : Vervangingsinduktie spoelen parallel" : PRINT PRINT " 5 : Wisselstroomweerstand kondensator" PRINT " 6 : Wisselstroomweerstand spoel" : PRINT PRINT " 7 : Resonantiefrekwentie (L-C in serie of parallel)" PRINT " 8 : Stoppen" : PRINT PRINT " Haak uw keuze" IF lS="" THEN 180 PRINT " IF K I OR I>8 THEN 180 I$=INKEYS IF 1=8 THEN END I=VAL(IS) OH I GOSUB 230,290,350,410,470,590,710 GOTO 50

indikator) of alleen maar stroom als u iets op de ingangsbussen aansluit (de LED-tester).

Opbouw Omdat er voor de schakeling een nogal ruime layout (figuur 2 en 3) getekend is, kunt u bij het maken van een print heel goed een viltstift, in plaats van een fotokopieerapparaat gebruiken. Let erop dat u voor de buzzer een gelijkstroom-type gebruikt; een AC-buzzer werkt in deze schakeling niet. Na het monteren van de onderdelen kan de schakeling in een kastje worden ondergebracht. Dit moet geen dichtgelijmd type zijn, anders kunt u de batterijen niet meer verwisselen als ze leeg zijn. Het kastje kan

Spoelen en kondensatoren (nov. '89) Afdrukken van programmalistings is en blijft een problematische aangelegenheid. Vandaar dat we altijd de nodige tijd besteden om er voor te zorgen dat alles foutloos in het blad komt. Toch blijkt er desondanks toch nog wel eens iets mis te kunnen gaan. In een deel van de november-oplage is door een' onduidelijke oorzaak het eerste deel van de listing zo slecht afgedrukt dat dit nagenoeg niet leesbaar is. Hierdoor zijn er een groot aantal "="-tekens

van een net front voorzien worden, met daarop de funkties van de bussen, de LED's, de schakelaar en de potmeter. Ook kunnen zowel de ingangsbussen als de LED's een bepaalde, funktionele kleur hebben, bijvoorbeeld "rood" voor "plus" en "blauw", "zwart" of "groen" voor "min". Als u de schakeling als water-indikator (zie figuur 4) wilt toepassen, dan kunt u op de ingangen bij Tl twee losse elektroden aansluiten of bijvoorbeeld een stuk print waarop zich een tweetal dicht langs elkaar lopende banen bevinden (natuurlijk in veelvoud uitgevoerd). Indien een waterdruppel beide geleiders tegelijk raakt, dan is de overgangsweerstand beslist veel lager dan 10 mega-ohm en zal het alarm afgaan. (906018X) weggevallen en zal het heel wat tijd en moeite kosten om het programma aan het draaien te krijgen. Om deze fout goed te maken, drukken we nogmaals het eerste stuk van het programma af, in de hoop dat het nu wel lukt. Wie overigens een wat groter afgedrukte listing wil hebben, kan deze bij ons aanvragen door een aan zichzelf geadresseerde envelop met ƒ 1,50 aan postzegels naar ons toe te zenden. Wij zorgen dan per kerende post voor drie duidelijk leesbare kopietjes op A4-formaat. elex -

2-27

alternatieve geldautomaat muziek voor een piek Wanneer uw vrienden deze —door u op een strategische plaats opgestelde— schakeling zien staan, zullen ze, aangezet door hun fatale nieuwsgierigheid, ongetwijfeld een muntstuk in het apparaat werpen en als beloning hiervoor op enkele melodietjes getrakteerd worden. Zodra ze eindelijk weer vertrokken zijn, ledigt u glimlachend en tevreden in uw handen wrijvend het geldbakje. De schakeling uit dit artikel is in de eerste instantie als een soort mini-uitvoering bedoeld van de in de jaren vijftig zo populaire juke-box. Indien er een geldstuk wordt ingeworpen, dan reageert het apparaatje daarop met het afspelen van een aantal deuntjes. Deze deuntjes zijn opgeslagen in een elektronisch geheugen dat zich in de melodie-chip bevindt waarop de schakeling gebaseerd is. Het reageren van de schakeling op het geldstuk gebeurt niet met een lichtsluis of een magneetveld, maar gaat op akoestische wijze, met behulp van een soort mikrofoon die het geluid van het vallende geldstuk in een triggerpuls omzet,, welke de melodie-chip aktiveert.

Meiodie-chip De schakeling, waarvan het schema in figuur 1 getekend is, bestaat uit een vijftal delen, en wel een melodiechip, een audioversterker, een flipflop, een akoestische set-schakeling en een resetschakeling. Het hart van de schakeling wordt uiteraard gevormd door de melodie-chip; deze is in het schema als ICl aangeduid. Het gebruikte IC is van het type UM3482A, maar er kunnen ook andere typen uit de UM3481 A-serie van de firma UMC toegepast worden, met als resul2-28 - elex

•

. ,'

taat dat men dan andere deuntjes te horen krijgt. In de datasheets van de fabrikant worden de volgende typen vermeld: UM3481A, UM3482A, UM3483A, UM3484, UM34810A, UM34811A en de UM34814A. De in deze verschillende typen opgeslagen melodietjes zijn in tabel 1 gegeven. De belangrijkste inwendige delen van de melodie-chip zijn een oscillator/toongenerator, een modulator en een elektronisch geheugen. De oscillator/toongenerator levert de voor de melodieën benodigde tonen. De modulator zorgt voor de juiste klank. Het geheugen, tenslotte, zorgt via de daarin aanwezige informatie (de muzieknoten) voor de sturing van de oscillator/toongenerator en de modulator. Omdat het ook nog in ICl aanwezige geluidsversterkertje niet zon krachtig signaal levert, is in de schakeling van figuur 1 nog een extra versterker aanwezig in de vorm van een met losse onderdelen opgebouwd balanstrapje (het gedeelte rond T1/T2). Het audiosignaal (aansluiting MTO) gaat eerst via volumeregelaar PI en ingang MTI naar de in ICl ingebouwde voorversterker.

1

Daarna verschijnt het signaal in tegenfase op beide audio-uitgangen van ICl (OPl en OP2), en wordt dan aan het uitwendige eindtrapje T1/T2 doorgegeven. Zoals te zien, zijn er nog een paar externe komponenten aan het IC vastgeknoopt. RIO, R i l en C6 vormen het frekwentiebepalende RC-netwerk van de oscillator/toongenerator. De waarde van C6 bepaalt zowel de toonhoogte als de snelheid waarmee de melodietjes worden afgespeeld. Men kan eventueel met de waarde van C6 experimenteren. Het RC-netwerk R9/C4, vormt een simpele klankkleurregeling. Door met C4 te experimenteren, kan men het geluid bijvoorbeeld als een piano, een orgel of een mandoline laten klinken.

ampère (stand-by). In figuur 1 is te zien dat de CE-ingang van ICl via de RS-flipflop wordt gestuurd die uit beide Schmitttrigger-NAND's NI en N3 is opgebouwd. Bij deze flipflop is pen 1 van NI de set-ingang en pen 10 van N3 de reset-ingang. Het setten en resetten gebeurt met een "laag" nivo op de desbetreffende ingang. Zodra de flipflop geset wordt, wordt zijn Q-uitgang (pen 3 van NI) "hoog" en wordt via R6 de melodiechip geaktiveerd. Bij het resetten van de flipflop wordt de Q-uitgang "laag" en staakt ICl zijn muziekproduktie.

Akoestische schakeling

set-

Het setten van de flipflop vindt niet met de hand, maar op akoestische wijze plaats, en wel door de schakeling bestaande uit Bzl, PI, R3 en N4. Bzl is een piëzo-zoemertje (AC-buzzer); dit onderdeel wordt niet in zijn normale funktie van luidspreker gebruikt, maar voor een precies tegengestelde toepassing, namelijk als mikrofoon. Deze mikrofoon is niet gevoelig voor omgevingsgeluid, maar reageert wel goed op de trillingen

Flipitop Het in- en uitschakelen van de melodie-chip kan via pen 2 van ICl gebeuren; dit is de "Chip Enable"-ingang. Als deze ingang "hoog" wordt gemaakt (positief voedingsspanningsnivo), dan wordt ICl aktief. Zodra men deze ingang "laag" maakt (massanivo), stopt de muziek en daalt het stroomverbruik tot enkele mikro-

Onderdelnnlijst

R1,R2 = 330 kQ R3,R5 = 1 M Q R4,R8,R10 = 100 kQ R6 = 470 kQ R7 = 270 Q R9 = 180 kQ Ril = 5 6 kQ PI = 2 , 5 MQ instslpotmeter P2 = 100 kQ lin. potmeter Cl

= 22MF/10 V

C2,C3,C5 = 100 nF C4 = 4,7 M F / 1 0 V C6 = 33 pF C7,C8 = 18 nF C9,C10 = IOOfiF/10 V 0 1 = LED 3 mm rood T l = BC337 T2 = BC327 T3 = BC547B ICl = UM3482A IC2 = 74HC132 Bzl = AC-buzzer (PB2720 of P K M I I ) LSI = luidspreker 8 Q/0,5 W SI = drukknop 1 x maak

Geschatte bouwkosten: circa f 25,- (zonder print en behuizing)

Figuur 1. Het hart van de schakeling wordt gevormd door ICl, een melodie-chip. Deze wordt geaktiveerd door een AC-buzzertje, dat als mechanische trillingsopnemer gebruikt wordt.

+ 1V5 ++ -0-

+3V

BT1 1V5 + -ffBT2 1V5

02

Bz1 I

SI

R4 100k 1

BC547B "^

i

N1...N4 = IC2 = 74HC132

906013X-11

elex -

2-29

Tabel 1 .

UM3481A Jingle Bells Santa Claus is Coming to Town Silent Night, Holy Night Joy to the World Rudolph, the Red-nosed Reindeer We Wish You a Merry Christmas 0 Come, ALL Ye Faithful Hark, The herald Angels Sing UM3482A American Patrol Rabbits Oh My Darling, Clementine Butterfly London Bridge is Falling D o w n Row, Row, Row Your Boat Are You Sleeping Happy Birthday You Symphony Home Sweet Home Wiegenlied Melody on Purple Bamboo UM3483A L'eau Vive (Living Water) Home on the Range Romance de A m o r C o m i n ' Thro' the Ryel Wedding March Happy Birthday Humoresque Lorelei The last Rosé of Summer Love Song from Sikang UM3484 Westminster Chime Function

UM34810A Jingle Bells Rudolph, The Red-nosed Reindeer Santa Claus is Coming to T o w n Little Drummer Boy Silent Night White Christmas Oh! My Lord The Peace Carol W h e n a Child is Born Elon's Daughter A w a y in a Manger We Wish You a Merry Christmas 0 ! Come All Ye Faithful Hark, The Herald Angels Sing Angels We Have Hard On High 0 ! Tannenbaum UM34811A Twinkle Twinkle Little Star Coo Coo Waltz (1) Eency Weency Spider Lullaby Santa Lucia Oh My Darling, Clementine Are You Sleeping Rock-a-bye Baby London Bridge is Falling D o w n Little Brown Jug Butterfly Long Long A g o Coo Coo Waltz (21 Mary Had a Little Lamb The Train is Running Fast Dream of Home and Mother UM34814A Hound Dog Love Me Tender, Love Me True My Way Are You Lonesome Tonight You'll Never Walk Alone Surrender

van een erop vallend muntstuk. De mechanische tik die daarbij optreedt, wordt door Bzl in een elektrische spanning omgezet. Deze (wissel)spanning komt op de ingang van N4 terecht, en doet deze Schmitttrigger heel snel enkele malen achter elkaar omklappen. De "hoog-laag"-pulsen die daarbij op de uitgang van N4 ontstaan, worden aan de set-ingang van de flipflop doorgegeven. Deze flipflop wordt reeds bij het eerste "laag" vanuit N4 geset, zodat de melodie-chip dan begint met het afspelen van zijn deuntjes. Verdere pulsen op de set-ingang hebben uiteraard geen invloed meer als de flipflop al geset is. De gevoeligheid van de schakeling voor mechanische tikken wordt onder meer bepaald door de stand van PI. Met deze potmeter wordt de spanningsdeler die door PI en R3 gevormd wordt, zodanig ingesteld dat N4 zo dicht mogelijk bij zijn omklappunt zit. Bij de afregeling van de schakeling (zie verderop in deze tekst) meer hierover.

Reset-schakeling De schakeling is, zoals gezegd, ook nog van een (automatisch) reset-gedeelte voorzien. Dit wordt gevormd door C2, R4, R5 en T3. Met SI kan de flipflop ook nog met de hand worden gereset, als men de me-

n C

lodietjes voortijdig wil stoppen. De automatische resetschakeling dient niet zozeer voor het stoppen van de reeks melodieën (want dat doet ICl zelf wel bij de in figuur 1 toegepaste aansluitwijze). Veeleer zorgt de reset-schakeling ervoor dat de "alternatieve geldautomaat" na de laatste deun weer "op scherp" staat, en dat er geen stroom verbruikt wordt wanneer dat niet nodig is. Dat kan natuurlijk alleen maar het geval zijn als flipflop N1/N3 weer in de stand "reset" staat. De werking van de resetschakeling is niet ingewikkeld. Vanuit ICl wordt er na het beëindigen van de laatste melodie uit de ingeprogrammeerde reeks namelijk een "hoog" op pen 1 (TSP) gezet; tijdens het afspelen van de muziekjes is deze aansluiting "laag". De "laag-hoog"-overgang op pen 1 van ICl wordt via C2 en R4 aan de basis van T3 doorgegeven. Als gevolg hiervan komt deze transistor kortstondig in geleiding. Dit heeft tot gevolg dat de kollektorspanning van schakeltransistor T3 even op massanivo komt, hetgeen door de flipflop als een reset-puls geïnterpreteerd wordt. Precies hetzelfde resultaat bereikt men door het indrukken van de handbediende reset-schakelaar SI. Ook dan ontvangt de

3 CfRa~

nOOO Figuur 2. De layout voor de schakeling en de onderdeienopstelling. Het AC-buzzertje zit niet op de print, maar wordt in een geldbalije gemonteerd.

2-30 -

elex

Figuur 3. Ons opgebouwde prototype werd op een plexiglazen konstruktie bevestigd. Figuur 4. Voor de zekerheid: de aansluitingen van de UM3482A.

TSPC 1 CE[I

16 U V D D

2

15

LP[^ 3 SL[I

]]osci

14 | ^ 0 S C 2

44

13 ^ 0 S C 3

UM3482A 6

12 ^ M T I

NCC 6

II ^ 0 P 2

ENV[I ^

10 ^ O P l

VssE 8

9 ^

MTO

906003 -13

flipflop een reset-puls. Voor de aardigheid is de flipflop ook nog voorzien van een indikatie-LED (Dl), welke brandt als de flipflop in de stand "set" staat, dus tijdens het afspelen van de melodietjes. Om het stroomverbruik van de schakeling in rusttoestand laag te houden, moeten beide ingangen van Schmitt-trigger-NAND N2, die hier niet gebruikt wordt, met massa verbonden zijn, zoals ook in figuur 1 getekend is. Een detail dat u misschien ook al in figuur 1 was opgevallen, is het feit dat er geen twee, maar drie verbindingen naar de batterijhouder lopen. Dit was noodzakelijk, omdat ICl slechts 1,5 volt voedingsspanning mag hebben, terwijl de rest

van de elektronica wat meer spanning nodig heeft, namelijk 3 volt.

Opbouw U kunt voor de schakeling de layout gebruiken die in figuur 2 te zien is. De foto van figuur 3 laat de print van ons prototype zien. Omdat u de aansluitingen van de UM3482A misschien niet bij uw datasheets hebt zitten, zijn deze in figuur 4 gegeven. Overigens kan er, wat het aansluiten van dit IC betreft, weinig mis gaan, aangezien u de IC's alleen maar op de in figuur 2 aangeven wijze op de print hoeft te monteren. Het spreekt vanzelf dat het effekt van de schakeling staat of valt met de manier waarop u de schakeling uit-

voert. Bij ons prototype hebben we gebruik gemaakt van gekleurd plexiglas. Dit geeft bij opvallend licht een effekt alsof het een ingebouwde verlichting bevat. Voor het geldtransport hebben we een leuke doorzichtige zigzag-buis gekonstrueerd. De doorsnede daarvan is zodanig gekozen dat een ingeworpen gulden een merkwaardige, roterende beweging over zijn dwars-as uitvoert. Voor de luidspreker zou u bijvoorbeeld een type met een doorzichtige konus (poly-propyleen) kunnen gebruiken. De verbindingsdraden hebben natuurlijk allemaal een andere kleur. Het als mechanische opnemer gebruikte AC-buzzertje Bzl monteert u onderin een geldbakje, en wel op een zodanige plaats dat het al-

tijd door de vallende muntstukken wordt getroffen. Het stroomverbruik van de schakeling in "stand-by"toestand bedraagt slechts 25 mikro-ampère (zo'n 40 mA tijdens bedrijf, afhankelijk van het ingestelde volume). Juist omwille van een zeer laag stroomverbruik in rusttoestand is voor de "munten-registratie" door de schakeling geen lichtsluis of elektro-magnetische methode gebruikt, maar een piëzo-opnemer. Deze levert bij een mechanische schok immers zelf de benodigde energie. Zoals reeds gezegd, dient de batterij houder van een extra aansluitdraad te worden voorzien. Dit kan heel eenvoudig door op de verbindingsstrip tussen beide 1,5

elex -

2-31

volts batterijen een aansluiting te solderen. Wel snel solderen, anders smelt de batterijhouder. Vóór de definitieve ingebruikname van de schakeling moet PI nog worden afgeregeld. Zet deze instelpotmeter eerst helemaal "open" (maximale weerstandswaarde). De flipflop wordt dan voortdurend in de stand "set" gehouden, zodat er muziek klinkt. U drukt nu telkens even op SI, en probeert de muziek te laten stoppen. Bij de ingestelde maximum-stand van PI lukt dat nog niet. U draait nu PI langzaam dicht, totdat u het punt bereikt waarbij resetschakelaar SI wèl werkt, en de muziek dus stopt. Nu staat PI in de goede stand. Geef een tik op Bzl; de muziek moet nu starten en

k

1

1

elex-abc |

Chip Enable (CE): Veel IC's moeten eerst geenabled of vrijgegeven worden om de "chip" te kunnen aktiveren. Dat gebeurt door een hoog of een Jaag nivo op de speciaal voor dat doel aangebrachte CE-, of CE-ingang van het IC te zetten. Bij een teller IC van het type 4017 bijvoorbeeld, wordt het kloksignaal pas aan de teller-ingangen doorgegeven wanneer er een logi-

Dl gaan branden. Daarna de schakeling resetten met SI. Het apparaat staat nu op scherp, klaar voor het eerste slachtoffer. Omdat het ontwerp van dit geniale apparaat van Elex is (maar u mag het best wel nabouwen), dient u van het geïnkasseerde geldbedrag een redelijk te noemen deel, laten we zeggen 90 procent, aan de Elex-redaktie toe te sturen. Veel sukses! (906013X)

Figuur 5. Ons eerste slachtoffer werpt een muntstuk in.

sche 0 op de CE-ingang wordt gezet. 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. Schmitt-trigger: Digitale bouwsteen waarvan de uitgang pas van nivo verandert, wanneer aan de ingangen een bepaalde bovenste schakeldrempel

'IPOSKOOP Boekenbeurs Van 12 tot en met 18 februari 1990 wordt er in de lokalen van de K.I.H. WestVlaanderen en het Hoger Technisch Instituut te Oostende een boekenbeurs georganiseerd die speciaal het technisch-wetenschappelijk werk zal tentoonstellen. Er zullen ettelijke duizenden boeken (en tijdschriften) te 2-32

elex

zien zijn over o.a. elektronica, mechanica, bouwkunde, scheikunde, wiskunde, informatica, koel- en verwarmingstechniek en kernfysica. Ook zal er bijzondere aandacht worden besteed aan "management". De meest gezaghebbende uitgeverijen uit binnen- en buitenland verlenen hun medewerking, zodat het meer-

wordt overschreden, of wanneer het nivo onder een bepaalde onderste schakeldrempel daalt NAND (niet-AND): Dit is een poort die vergelijkbaar is met de NOR, alleen bestaat deze uit een AND (ook wel EN-poort genaamd) en een inverter De AND heeft als eigenschap dat de uitgang alleen "hoog" is wanneer op alle ingangen een 1 staat In alle andere gevallen is de uitgang "laag". De inverter draait dit om, zodat voor de NAND geldt: de uitgang is alleen "laag" als alle ingangen "hoog" zijn. piëzo-effekt: Er bestaan bepaalde kristallen die

talig aanbod beslist uniek is voor Vlaanderen. Bovendien stellen ook vele firma's hun databoeken en uitgaven die niet in de boekhandel te vinden zijn tentoon. Volgens de organisatoren zullen zelfs ervaren technici verrast zijn over deze informatiebronnen, waarvan zij het bestaan niet vermoeden. De beurs is bedoeld voor zowel de gespecialiseerde vakman als voor de hobbyist. De organisatie geschiedt

van vorm veranderen wanneer er een spanning opgezet wordt en waarmee een spanning opgewekt kan worden door met een uitwendige kracht het kristal te vervormen. Deze kristallen noemt men piëzoelektrische kristallen. Van de eerste mogelijkheid wordt gebruik gemaakt bij het opwekken van geluid. Wanneer namelijk op het kristal een wisselspanning gezet wordt. gaat het kristal periodiek van vorm veranderen. De beweging van het kristaloppervlak brengt de lucht in trilling, hetgeen we waarnemen als geluid ;,->

'V'

,.

:

in samenwerking met de technisch-wetenschappelijke boekhandel Wouters te Leuven. Tijdens de beurs is er volop gelegenheid boeken te kopen of te bestellen. Openingsuren: 10.00 - 18.00 u vrijdag: 10.00 - 20.00 u Adres: K.I.H. - H.T.I., Zeedijk 101, Oostende, België

KALEIDOSKOOP Squin De firma Holec heeft onlangs een nationale primeur geïntroduceerd. "Squin", een nieuwe stoppenkast in een opvallende vormgeving, brengt namelijk de huisautomatisering binnen het bereik van de konsument. Squin vervult dezelfde funkties als de traditionele stoppenkast, te weten schakelen, scheiden en beveiligen van de elektrische installatie, maar voert ze op de meest moderne manier uit. Het systeem biedt een groot aantal standaardmogelijkheden die de meeste meterkasten tegenwoordig nog missen. Een groot gemak voor de konsument is bijvoorbeeld dat Squin zonder losse stoppen werkt. In de meeste stoppenkasten springt de stop (ofwel: smeltveiligheid) wanneer er een storing in de stroomvoorziening optreedt, door bijvoorbeeld kortsluiting of overbelasting. Meestal gebeurt dat net op het moment wanneer er geen stoppen meer voorhanden zijn. In Squin is dat probleem opgelost. Na het opheffen van de storing kan met een simpele beweging de groene tuimelschakelaar van Squin worden omgezet en daarmee is de stroomvoorziening weer op gang gebracht. Ook de aardlekbeveiliging is interessant. In de meeste meterkasten wordt deze beveiliging uitgevoerd met één schakelaar voor alle groepen. Squin heeft een beveiliging voor elke groep apart. Een aardfout in één groep zet dus nooit meer het hele huis in het donker. In het basispakket van Squin, dat iedere erkende installateur in het voorjaar ,»van 1990 kan leveren, zitten verder een trafo voor de huisbel en een tijdschakelklok waarmee elektrische apparaten op elk gewenst tijdstip inen uitgeschakeld kunnen worden. Volledige huisautomatisering is geen toekomstmuziek meer. Zou het niet handig zijn wanneer het licht in bijv. de keuken aanfloept

wanneer iemand binnenkomt, en uitgaat wanneer iemand weggaat? Of om met een afstandsbediening de (af)wasmachine te laten draaien, de magnetron te programmeren of een kopje espressokof fie te zetten? Is het niet interessant te weten waar in huis de meeste energie wordt verbruikt en maatregelen te kunnen nemen om de energierekening te verlagen? Zou het niet handig zijn wanneer u uw huis zou kunnen beveiligen tegen inbraak of brand, wanneer ongevallen automatisch worden gemeld, wanneer u het klimaat in uw woning zou kunnen regelen? Met Squin is dit in principe allemaal mogelijk. Uw elektrotechnisch installateur kan straks in de nieuwe stoppenkast modules inklikken waarmee diverse komfortverhogende funkties zijn te realiseren. Zo maakt de eerste module, die in de tweede helft van 1990 leverbaar wordt, het mogelijk met behulp van elk in Nederland verkrijgbaar sensorsysteem een apparaat in huis in- en uit te schakelen.

Te denken is aan de wasmachine, de afwasmachine, de magnetron. Ook kan hiermee zowel de binnen- als de buitenverlichting worden ingeschakeld als het donker wordt. De tijdschakelklok kan het licht weer doven door de klok bijvoorbeeld op 12 uur 's nacht in te stellen. Het licht in bepaalde ruimten van het huis, zoals de keuken, het toilet, de overloop of de garage, kan via sensoren reageren op aanwezigheid. Dat is vooral be-

langrijk wanneer kinderen nog niet bij de schakelaars kunnen komen. Er worden daarnaast andere modules ontwikkeld die voor inbraak- en brandbeveiliging, voor ongevallenmelding, klimaatregeling en energiemanagement kunnen zorgen. Het is ook denkbaar dat de lichtschakelaar in uw toekomstige huis verplaatsbaar is. U zet de schakelaar gewoon daar neer waar u dat het handigste vindt. En als u de kamer een nieuwe indeling geeft, verhuist de schakelaar gewoon mee, zonder hak- of breekwerk. Kortom, het laat zich aanzien dat allerlei zaken die nu nog science-fiction lijken, binnen de kortste keren realiteit zijn. Holec Componenten, Kanaalstraat 29, Postbus 23, 7550 AA Hengelo te. 074 - 469111

Bolivia goes

digital

Een nieuwtje van wat verder over de grens dan gebruikelijk. Wij Westerlingen zijn wel eens geneigd om te denken dat technische vernieuwingen zich voornamelijk afspelen in West-Europa en de Verenigde Staten, maar zo is het in werkelijkheid natuurlijk niet. Ook in de rest van de wereld doen computer en high-tech hun intrede. Zo ook in het verre Bolivia. Onlangs bereikte ons het bericht dat het Boliviaanse staatstelefoonbedrijf "Entel" een begin gaat maken met het digitaliseren van het telefoonnet. Een eerste stap daartoe vormt een opdracht aan de firma Siemens om de straalverbinding tussen La Paz via Cochabamba naar Santa Cruz van analoge naar digitale techniek om te bouwen en drie distrikttelefooncentrales in EWSDtechniek met voorlopig 7000 aansluiteenheden te leveren en te installeren. Met deze order is zo'n 12 miljoen dollar gemoeid. Het is de bedoeling dat de omgebouwde straalverbinding en de drie centrales aan het eind van dit jaar in bedrijf zijn. Bolivia is een groot land en

bij deze straalverbinding gaat het dan ook om een andere afstand dan wij in ons eigen land gewend zijn: namelijk 640 km! Voor de realisatie gaat Siemens het digitale systeem DRS140/4,7 toepassen, waarvoor ook reeds een aantal andere landen in Zuid-Amerika gekozen heeft. Het systeem is geschikt voor de transmissie van spraak, tekst, beelden en data in de 4,7 GHz-radioband met de zeer hoge overdrachtsnelheid van 140 Mbit/s. Met de installatie van de drie distriktcentrales in EWSD-techniek schept Bolivia de basisvoorwaarden voor aansluiting op het internationale telefoonnet, zodat voortaan ook met dit land automatisch telefoonen faxverkeer e.d. mogelijk zal zijn, zonder wachttijden en zonder vooraf een gesprek te hoeven aanvragen. De geïnstalleerde EWSD-techniek kan tevens als basis dienen voor de invoering van ISDN, het volledig geïntegreerde digitale netwerk voor alle vormen van telekommunikatie. De topografische omstandigheden in Bolivia stellen uiteraard wel heel bijzondere eisen aan de techniek en aan de mensen die de installaties moeten aanleggen, want de relaisstations liggen voor een deel op een hoogte van bijna 5000 meter; de straalverbinding tussen La Paz en Santa Cruz is dan ook het hoogst gelegen breedband-straalverbindingstrajekt ter wereld. Die grote hoogte heeft natuurlijk ook zijn voordelen. Radiogolven kunnen zich in Bolivia namelijk makkelijk voortplanten. Hierdoor is de reikwijdte van de relaisstations uitzonderlijk groot en worden onderlinge afstanden van wel 150 kilometer mogelijk. Dit stelt weliswaar hoge eisen aan de gebruikte transmissietechniek, maar heeft tevens tot gevolg dat de investeringen beduidend lager uitvallen. Voor nadere informatie: Siemens Nederland NV., Wilhelmina van Pruisenweg 26, Postbus 16068, 2500 BB Den Haag elex -

2-33

geluidsvervormer voor muziekinstrumenten

Wat een phaser voor 'n ding is? Wel, zoals elke musicus u kan vertellen, is een phaser een apparaat waarmee het geluid van een muziekinstrument op een heel specifieke wijze vervormd kan worden. Deze vervorming kan op diverse manieren tot stand worden gebracht: met bucket brigade device's, met selektief geaktiveerde LC-kringen of — zoals in dit geval — door middel van frekwentie-afhankelijke faseverschuivers in kombinatie met een LFO. Feitelijk zouden we deze schakeling ook zonder meer een kamfilter kunnen noemen, want in principe ontstaat het phasing-effekt doordat op diverse plaatsen in het frekwentiespektrum van het audiosignaal bepaalde frekwenties verzwakt, respektievelijk "eruit gelicht" worden. Dit verzwakken en uitlichten bereiken we door het audiosignaal in fase te verschuiven en het met behulp van een LFO (Low Frequency Oscillator) in haar geheel op de tijdas "heen en weer te 2-34 - elex

schuiven" waarna met behulp van een sommeerschakeling het bewerkte signaal met het originele signaal gemengd wordt. Het uiteindelijke resultaat van dit mengproces is dat de signalen bij bepaalde frekwenties qua amplitude precies tegengesteld aan elkaar zijn, waardoor ze elkaar als het ware "opheffen". De uitgangsspanning van de sommeerversterker wordt tijdens die momenten laag, hetgeen op een spektrum-analyzer (over een langere periode bekeken) als het kamvormig

signaal in figuur 1 te zien zou zijn. Vandaar dus de naam kamfilter. Laten we maar eens gaan kijken hoe een en ander in detail verloopt.

Allpass-filters Daar draait het bij de schakeling in figuur 2 om: allpass-filters. In totaal zes stuks, die allemaal dezelfde "eigenaardigheid" vertonen: een door een LED gestuurde LDR aan de nietinverterende ingang. Waarvoor die LED's en LDR's

dienen, zal verderop in het verhaal wel duidelijk worden. We leggen we eerst maar eens uit wat een allpass-filter eigenlijk is en wat het doet. Om te beginnen is de benaming "filter" niet helemaal korrekt, want wanneer we de kreet "allpass" in het Nederlands vertalen, dan krijgen we iets in de trant van "alles-doorlaat". En iets dat alles doorlaat, kan niet echt als filter worden bestempeld. Waarom een allpassfilter desondanks in de kategorie filters is opgenomen,

Figuur 1. Het frekwentieverloop van de phaser. De typische Itamvorm ontstaat doordat tiet signaal op gezette afstanden respektievelijli verzwakt en versterkt wordt. Figuur 2. Een veelgebruikte aanpak om het phasing-effekt te realiseren, is met behulp van allpass-filters en een LFO.

16

-^

18

20

f (kHz)

-©9V R31 I 10k

© ^ © © © S

IC1

ICZ

IC3

|-M\Tch iok y

n

© ® ® ®^ BD139

9V

1^1

R23

R4

I

R24

R7

llOk |log.

A1...A4 = IC1=TL074CN A5...A8 = IC2 = TL074CN A9; A10 = 1C3 = TLC272CP

zal dan ook altijd een raadsel blijven, maar het is uiteraard niet aan ons om daar nu maar verandering in te brengen. Bovendien: "What's in a narrje..?" Goed. Nu we de naamperikelen min of meer bevredigend hebben toegelicht, kunnen we eens gaan kijken hoe zo'n allpass-filter eigenlijk funktioneert. Om het u wat gemakkelijker te maken, hebben we in figuur 3 het principeschema van een allpass-filter weergegeven. Zoals we al eerder zeiden, is het kenmerk van een

allpass-filter dat de ingangssignalen zo goed als ongewijzigd op de uitgang terechtkomen. Zo goed als, want er gebeurt uiteraard wel degelijk iets met het signaal: het uitgangssignaal wordt ten opzichte van het ingangssignaal in fase verschoven. Hoe en waardoor die faseverschuiving ontstaat, dat maakt een blik op het principeschema waarschijnlijk wel enigszins duidelijk. Door de aanwezigheid van een RC-kombinatie aan de niet-inverterende ingang van de opamp, wordt

het uitgangssignaal vertraagd, c.q. in tijd verschoven, waarbij — naast de frekwentie van het signaal — de waarde van de kondensator bepalend is voor de mate van verschuiving: hoe groter de kapaciteit, hoe groter de tijdverschuiving. In feite zou een allpass-filter dus ook als een tijdvertragend element kunnen worden bestempeld, waarbij de vertragingstijd afhankelijk is van de waarde van de kondensator en de weerstand. Een nadeel van een allpassfilter is echter dat vanaf een

bepaalde grensfrekwentie er nauwelijks nog sprake is van een vertragingseffekt. Dit probleem hebben we opgelost door de theoretische werkpunten van telkens twee filters op een hoger gelegen gebied in het audio-spektrum te zetten. Dit is dan ook de reden dat de waarden van de frekwentiebepalende kondensatoren van de allpass-filters in figuur 2 (C2. . .C7) per sektie telkens wat kleiner gekozen zijn. Een ander belangrijk aspekt dat invloed heeft op het I elex -

2-35

Figuur 3. Het principeschema van een allpass-filter. De waarden van Cl en R3 zijn hierbij bepalend voor de mate van vertraging.

phasing-effekt, is het totale aantal allpass-filters dat het signaal moet doorlopen. Hoe meer filters, hoe sterker het uiteindelijke effekt. Waarom dit zo is, spreekt eigenlijk voor zich: alle allpass-filters staan in serie, zodat het signaal als het ware telkens een beetje meer vertraagd wordt. Er mogen echter ook weer niet te veel filters achter elkaar worden gezet, want dat resulteert vrijwel altijd in een ontoelaatbare kwaliteitsvermindering van het geluid. Wij hadden met zes in serie geschakelde filters in ieder geval heel goede resultaten; zowel voor wat betreft de kwaliteit van het geluid, als het phasing-effekt. Wie echter met meerdere in serie geschakelde vertragingssektie's wil experimenteren, die kan natuurlijk z'n gang gaan, maar zorg er dan wel voor dat elk vertragingsgedeelte met een eigen oscillator is uitgerust.

De komplete schakeling

I

Het schema in figuur 2 kan ruwweg in vier verschillende gedeelten worden opgesplitst: Een ingangstrap die voor de noodzakelijke impedantie zorgt (Al, Cl en Rl), een driehoekoscillator waarmee het vertraagde signaal in tijd verschoven wordt (A9, AIO en omliggende onderdelen), een vertragingssektie bestaande 2-36 - elex

f<»-'

uit de eerder genoemde zes allpass-filters met de bijbehorende komponenten en als vierde en laatste gedeelte een uitgangstrap annex sommeergedeelte met een instelbare versterking van O tot maximaal 6 dB (A7, P2, R29 en R30). Hoe het geheel in detail werkt, kan waarschijnlijk het makkelijkste verklaard worden wanneer we het hele proces even van het begin af aan volgen. Het van het muziekinstrument afkomstige audiosignaal komt logischerwijs allereerst terecht op de met A5 opgebouwde ingangstrap. Van daaruit gaat het signaal naar de ingang van de eerste allpass-filter en daarmee op de ingang van de komplete vertragingssektie. Hier wordt het signaal in fase verschoven, waarbij telkens twee filters een gedeelte van het audiospektrum voor hun rekening nemen. Preciezer gezegd: De met en rond A2 en A4 opgebouwde allpass-filters zijn voornamelijk verantwoordelijk voor de lage tonen, A3 en A6 voor het gebied in het midden van het audio-spektrum en de laatste twee allpass-filters voor het hoge bereik. De theoretische werkpunten van deze drie sekties liggen respektievelijk bij 500 Hz, 3 kHz en 10 kHz. Zoals reeds eerder gezegd, ontstaat het feitelijke phasing-effekt door het ver-

traagde signaal "heen en weer" te schuiven en het met het originele signaal te mengen. Voor dat "heen en weer schuiven" van het vertraagde signaal zorgt de met en rond AIO opgebouwde driehoek-oscillator in kombinatie met de LED's D l . . . D6 en de LDR's R24 tot en met R28. Zonder al te veel op de komplexe theoretische achtergronden van dit proces in te gaan, verloopt het hele gebeuren zon beetje als volgt: Afhankelijk van de stand van instelpotmeter PI produceert de oscillator driehoekige pulsen met een verhoudingsgewijs zeer lage frekwentie (regelbaar van bijna DC tot maximaal 2 Hz). De op de uitgang van AIO aangesloten transistor (Tl), zal dan ook telkens langzaam gaan geleiden, om vervolgens weer langzaam te sperren. Aangezien de zes LED's (telkens twee in serie) op de emitter van deze transistor zijn aangesloten, zal het duidelijk zijn dat ook de LED's hetzelfde in- en uitschakelgedrag hebben: in eerste instantie branden ze zachtjes, lichten vervolgens helemaal op en doven tenslotte weer langzaam. Dat er telkens twee LED's in serie staan, heeft alles te maken met het feit dat — zoals we al eerder zeiden — steeds twee filters hetzelfde werkpunt hebben. Alles moet dan ook zo veel mogelijk op elkaar afgestemd

zijn, waarbij het zelfs raadzaam is om voor elk paartje LED's exemplaren te nemen die ongeveer dezelfde lichtopbrengst hebben. Waarschijnlijk zult u zich nu afvragen waar dit hele gebeuren nu eigenlijk goed voor is. Wel, de hele "truuk" zit 'm in de plaatsing van de LED's ten opzichte van lichtgevoelige weerstanden. Deze zijn namelijk zodanig op de print aangebracht, dat elke LDR door een LED wordt belicht. Het gevolg hiervan laat zich raden; Naarmate de LED's feller of minder fel gaan branden, daalt of stijgt de weerstand van de LDR's. Aangezien deze LDR's parallel staan aan de frekwentie-bepalende weerstanden van de allpassfilters, zal de tijdvertraging bij alle filters gelijktijdig toe-, c.q. afnemen. Het uiteindelijke resultaat hiervan is dat het signaal dat op dat moment door de vertragingssektie "loopt", in haar geheel en in het ritme van de oscillator-frekwentie als het ware heen en weer geschoven wordt. Het aldus bewerkte signaal komt uiteindelijk via R29 terecht op de inverterende ingang van de uitgangstrap (pen 9 van A7), waar ook het originele ingangssignaal staat. Op de genoemde ingang staat dus in feite tweemaal hetzelfde signaal, maar dan met de verschillen dat het ene signaal ten opzichte van het ander niet al-

Onderdelenlijst Weerstanden: R1 = 1 0 0 kS R 2 . . . R 1 9 , R 2 9 . . . R33 = 10 kS R 2 0 . . . R 2 2 = 270 S R 2 3 . , . R 2 8 = LDR R34 = 1 5 kS R35 = 2 2 0 kS P I = 2,5-MQ-instelpotmeter P2,P3 = 10 KS (log.) Kondensatoren: C l . . . C 3 = 2 2 0 nF C4,C5 = 4 7 nF C6,C7 = 2 2 nF C8 = 1 MF C 9 , C 1 0 = 100 nF Halfgeleiders; D l . . . D 6 = LED (rood) T l = BD139 IC1,IC2 = T L 0 7 4 C N IC3 = T L C 2 7 2 C P

Figuur 4. Layout en komponentenopstelling van het printje van de pliaser. Deze print is niet in l
N asBOio

OE30 O^ÜIO t^fg^-lO OfgiaiO QPRalO

leen in fase is verschoven, maar ook heen en weer beweegt. Heel plastisch uitgedrukt zou dit signaalverloop enigszins vergeleken kunnen worden met de bewegende tondeuse van een elektrisch scheerapparaat. Het verdere verloop van het gebeuren is nu makkelijk in te zien: op de uitgang van A7 staat de "geïnverteerde" som van beide signalen, maar aangezien-»die uitkomst telkens verandert, zal de amplitude van het uitgangssignaal bij bepaalde frekwenties laag zijn en bij weer andere frekwenties hoog. Kortom, het signaal heeft een frekwentiekarakteristiek "gekregen" zoals figuur 1 dat laat zien, waarmee het phaser-effekt een feit is.

Voeding en instelp un ten De aanwezigheid van de LED's in ogenschouw genomen, zal het duidelijk zijn dat het totale stroomverbruik van de schakeling niet echt laag kan worden genoemd: gemiddeld zon 60 mA, waarvan de positieve helft van de voedingsbron het leeuwedeel moet leveren (daaruit worden immers alle LED's van stroom voorzien). Een kleine symmetrische netvoeding van plus en min negen volt verdient dan ook de voorkeur ten opzichte van twee 9-V-batterijen. Over de instelpunten kunnen we kort zijn: PI dient voor het (eenmalig) instellen van de door u gewenste oscillator-frekwentie, P2 voor het regelen van de uit-

gangsspanning, terwijl de stand van P3 bepalend is voor het aandeel aan "gephaserd" signaal.

Opbouw en plaatsing Aangezien bij dit ontwerp de plaatsing van bepaalde onderdelen (de LED's en de LDR's, om precies te zijn), tamelijk nauw komt, vonden we het beter om een "echte" print voor de phaser te ontwerpen waarvan u in figuur 4 de layout en komponenten-opstelling kunt zien. Deze print is echter niet in kant en klare vorm leverbaar en moet dan ook door eenieder zelf geëtst worden. Is de print helemaal opgebouwd, dan kan met hei in-

bouwen worden begonnen. Neem wel een behuizing van metaal en zorg er tevens voor dat het geheel lichtdicht is. Dit laatste uiteraard vanwege de LDR's die anders beïnvloed zouden kunnen door het omgevingslicht. Op welke plaats de phaser in de audio-keten moet worden geplaatst, is gauw verteld: tussen voor- en eindversterker. 896010X

elex — 2-37

1,5-V-voedmg netvoeding voor batterij-klokken Bijna alle elektrische analoge uurwerken betrekken hun energie uit een 1,5-V-batterij, die volgens de gebruiksaanwijzing ruim een jaar mee gaat. De praktijk blijkt echter anders te zijn. Al ruim voordat de batterij leeg is, gaat de klok achter lopen en dient de spanningsbron vervangen te worden. Wie van de batterijen en de daarbij horende problemen verlost wil worden, raden we aan om nu verder te lezen, want zoals u straks zult zien, is met een paar onderdelen een perfekte en goedkope 1,5-V-voedingsbron te maken, die nooit leeg raakt.

Batterijen maken en milieuvriendelijk weer afbreken kost meer energie dan het ding ooit kan leveren. Een voeding die zijn energie betrekt uit het lichtnet is daarentegen veel energiebewuster en verdient daarom de voorkeur als het gaat om de spanningsvoorziening van apparaten die niet voor portable gebruik bedoeld zijn. Klokken die aan de wand hangen of ergens op een kastje staan, vallen binnen deze kategorie, zodat ze dus beter uit het lichtnet gevoed kunnen worden dan uit een batterij. Alleen is daarvoor een schakeling vereist die een keurig gestabiliseerde spanning van 1,5 V levert.

De mogelijkheden van een LM317 De trouwe Elex-lezers zullen ondertussen wel weten dat het niet echt moeilijk is om een voeding te maken, die een gestabiliseerde uitgangsspanning levert. Er zijn immers verschillende IC's in de handel die deze komplexe taak zonder veel externe onderdelen kunnen klaren. Eén daar van is de LM317. Deze driepoot-stabilisator is in vergelijking tot de vaste 2-38 - elex

spanningsregelaars uit de 78xx- en 79xx-serie geschikt om een regelbare voeding van te maken: dus een bron waarvan de uitgangsspanning extern in te stellen is. Dat voor het instellen van de LM317 niet veel onderdelen vereist zijn, toont het schema van de 1,5-Vvoeding in figuur 1. Naast het IC hebben we slechts twee weerstanden nodig. De twee kondensatoren rekenen we namelijk niet mee, omdat deze geen rol spelen bij de bepaling van de uitgangsspanning. Zij voorkomen alleen dat het IC spontaan gaat oscilleren. Hoe met twee weerstanden de spanning ingesteld wordt, ligt voor een groot deel verborgen in het inwendige van de LM317. Ondanks dat is het vrij gemakkelijk te begrijpen hoe Rl en R2 gedimensioneerd dienen te worden om een bepaalde uitgangs spanning te verkrijgen. De LM317 tracht namelijk koste wat kost om de spanning over Rl (een weerstand die volgens de fabrikant een waarde van ca. 240 Q dient te hebben) op een konstante waarde te houden van 1,25 V. De stroom die als gevolg daar-

~]

Figuur 1. Een netadapter plus deze schakeling vormen de ingrediënten van de 1,5-Vvoeding voor batterij-klokken. Figuur 2. Wie nog een restant Elex-print heeft liggen, kan dit op de hier voorgestelde manier gebruiken om de voeding op te bouwen.

van door Rl gaat lopen, zal nagenoeg ook volledig door R2 lopen, omdat er een verwaarloosbare kleine stroom via de adjust-ingang afgevoerd wordt. Met de wet van Ohm kunnen we nu berekenen dat bij een spanning over Rl van 1,25 V er door deze weerstand een stroom van 5,7 mA gaat lopen. Deze stroom zorgt over R2 voor een spanningsval van 56 Q X 5,7 mA = 0,32 V. Omdat Rl en R2 in serie staan, wordt de uitgangsspanning bepaald door de spanningsval over beide weerstanden, hetgeen betekent dat bij de aangegeven waarde voor R2 de uitgangsspanning 1,25 V + 0,32 V = 1,57 V bedraagt. Uit deze rekenpartij valt te konkluderen dat door de waarde van R2 aan te passen, de uitgangsspanning ingesteld kan worden vanaf 1,25 V tot een bepaalde maximale waarde, die afhankelijk is van de ingangsspanning. Hierbij moet er wel rekening gehouden worden met het feit dat er slechts maximaal 40 V tussen in en uitgang van het IC mag komen te staan.

Onderdelenlijst i.

o 0 o

O-H0

c

1

oH OWKIOK

R1 = 220 Q R2 = 56 S C1,C2 = 100 nF 1C1 = LM317 netadapter chassisdeel voor voedingsaansiuiting

En nu

verder

De LM317 is, zoals we gezien hebben, een universele spanningsregelaar, die niet alleen voor klokken geschikt is. Aangezien de klok het hoofddoel voor deze schakeling is, gaan we niet verder in op de mogelijkheden van het IC. We beperken ons dus tot het schema in figuur 1 en zoals te zien, staat daar aangegeven dat er een ingangsspanning van meer dan 3 V vereist is om de schakeling goed te laten werken. Dit mag echter nooit meer dan 41,5 V worden, omdat de spanning over het IC dan boven de 40 V uitkomt. Bedenk daarbij dat een te hoge ingangsspanning uit energieoogpunt gezien niet verstandig is. Bij het verlagen van de spanning wordt een hoeveelheid vermogen in warmte omgezet, hetgeen tot energieverspilling leidt. Vandaar dat we u toch maar aanraden om niet veel ho-

ger te gaan dan 4,5 V: een spanning die bijvoorbeeld betrokken kan worden uit een standaard netadapter Dit kan elk willekeurig type zijn, aangerzien er maar enkele mA's geleverd hoeft te worden.

In de lucht of op een print Gezien het beperkte aantal onderdelen is het niet moeilijk om de schakeling op te bouwen. Daarbij is het zelfs niet noodzakelijk om gebruik te maken van een stukje print. Wie echter een restje Elex-print heeft liggen, kan de schakeling ook daarop bouwen. Een voorstel voor de onderdelenopstelling treft u aan in figuur 2. Is de schakeling klaar, dan kan deze ingebouwd worden. Met een beetje geluk is er ergens in de klok nog voldoende ruimte voor de stabilisator-eenheid en zo niet, dan dient het geheel in een apart kastje ingebouwd te worden. Tenslotte willen we u er op wijzen dat het verstandig is om eerst -de uitgangsspanning van de regelaar te kontroleren alvorens de klok hierop aangesloten wordt. Een overspanning van enkele volts is vaak voldoende om het gehele uurwerk in no time te vernielen. (906019)

elex -

2-39

6-V-hiiiiê lakkulader voor modelbouwers en andere liefhebbers

Niet iedereen schijnt dit te weten, maar loodal
daar niet alleen. Ook in bijvoorbeeld de modelbouwwereld worden loodakku's volop gebruikt. In feite zouden ze ook in tal van andere toepassingen niet misstaan. Zeker sinds er de geheel gesloten, onderhoudsvrije typen zijn, waarbij geknoei met akkuzuur verleden tijd is. Doordat het zuur hier vervangen is door een soort gelei, zijn deze loodakku's ook in mechanisch opzicht een stuk minder kwetsbaar. Laten we voor alle duidelijkheid de eigenschappen van nicad- en loodakku's eens op een rij zetten:

Nicad-akku's hebben o.a. als voordeel dat ze lang in ontladen toestand bewaard kunnen blijven, zonder schadelijke gevolgen; ze zijn bestand tegen grote stromen en eventueel zelfs kortsluiting, hebben een lange levensduur en zijn in mechanisch opzicht zeer stabiel. Loodakku's kunnen daar een hogere celspanning tegenover stellen (2 V tegen 1,2 V), alsmede een grotere energiedichtheid. Ze onderscheiden zich verder door hun hoog rendement, kompakte afmetingen en lage prijs.

Kortom, beide typen hebben hun eigen specifieke eigenschappen en favoriete toepassingsgebieden. Nicad's zijn wat probleemlozer in de omgang, loodakku's bieden bij gelijke prijs en afmetingen een hogere kapaciteit. Het hangt er dus maar vanaf waar je op een bepaald moment het meeste behoefte aan hebt. Ook wat de milieu-aspekten betreft, valt er nauwelijks een voorkeur uit te spreken. Loodakku's bevatten uiteraard flink wat lood, maar de nicad-typen zitten vol met het voor het milieu minstens zo schadelijke

Figuur 1. Met weinig meer dan één transistor en een zenerdiode valt een spanningsbron te malten die in zijn eenvoud prima bruilibaar is voor ons doel. De uitgangsspanning is gelijk aan de zenerspanning plus de spanning over de potmeter, verminderd met de basis/emitterspanning van de transistor.

2 T

0

^inl)"

i

'i Y

C

A.y

'

^

Uz-fUp-0,6V

M

906014X-11

cadmium. Beide soorten dienen dus aan het einde van hun leven als klein chemisch afval te worden verwerkt.

Hoe

laden?

We spreken weliswaar altijd van ' loodakku's", maar eigenlijk horen we "loodzwavelzuur-akku's" te zeggen. Zoals bekend is elke akku een zogeheten elektrochemische cel, waarbij twee verschillende elektroden in een elektrolyt-oplossing zijn gedompeld. Als elektrolyt wordt bij de loodakku zwavelzuur gebruikt. Tijdens het ontladen wordt aan de kathode lood(IV)oxide gereduceerd en aan de anode lood geoxideerd, waarbij loodsulfaat op de platen neerslaat. Gedurende het laden verloopt het proces omgekeerd en wordt het loodsulfaat gereduceerd tot lood. Aan het einde van het laadproces treedt er bovendien gasontwikkeling op, als gevolg van het ontleden van water; aan de kathode vormt zich dan waterstof en aan de anode zuurstof. De standaard celspanning van een loodakku bedraagt bij 25 °C exakt 1,96 V. In geladen toestand ligt de spanning tussen 2,0 en 2,1 V per cel. De bovengenoemde gasontwikkeling treedt op vanaf een celspanning van 2,4 V. Zowel bij te sterke over- als ontlading kunnen er problemen ontstaan. Uiteraard is dit voor geen enkele akku gezond, maar een loodakku is hier wat gevoeliger voor dan een nicad-type. Een loodakku mag niet zo ver worden onladen dat de

celspanning onder 1,8 V daalt. Op dat moment is namelijk het aktieve materiaal (lood en lood(IV)oxide) vrijwel geheel verbruikt, zodat het proces niet meer valt om te keren. In de praktijk zal dit niet zo gauw gebeuren, aangezien de akku al lang voor het bereiken van die kritische celspanning nauwelijks nog stroom levert. Maar het is natuurlijk wel degelijk iets om in de gaten te houden. Dan het puntje "overladen". Zoals gezegd, treedt er aan het einde van het laadproces gasontwikkeling op. Dat is ingekalkuleerd, dus daar is de akku tegen bestand. Gaat het laden echter ongelimiteerd door, dan gaan de positieve plaatroosters korroderen door een teveel aan zuurstofontwikkeling, hetgeen blijvende schade kan veroorzaken. Het laden van loodakku's is dus niet iets dat zo maar lukraak kan gebeuren. Wat is nu de beste en veiligste manier? We kunnen kiezen uit verschillende toegestane varianten: - laden met een konstante stroom, gedurende een gedefinieerde tijd; - laden met konstante stroom die in twee stappen wordt verkleind, ook weer gedurende een vaste tijd; - laden met een afnemende stroom; - laden met een konstante spanning. Voor alle varianten geldt dat vanaf het punt waar de gasontwikkeling begint (2,4 V per cel) de maximale laadstroom niet groter mag zijn dan 7% van de akkukapaciteit. Bovendien moet de

stroom aan het eind van het laadproces worden uitgeschakeld, tenzij hij dan een ongevaarlijk lage waarde heeft (1 a 2% van de akkukapaciteit). Aangezien de bovengenoemde toegestane laadmethoden nogal verschillend van aard zijn, hebben we al met al nog steeds geen antwoord op de vraag wat nu de beste werkwijze is. Daarom gaan we er nog even verder op in. In het algemeen kan gesteld worden dat bij loodakku's het laden met konstante stroom een linke aangelegenheid is. Zelfs als het laadapparaat voorzien is van een deugdelijke timer, dan nog is de kans op overlading vrij groot, omdat de te laden akku in de praktijk slechts zelden helemaal leeg is. Echt veilig laden met een konstante stroom vraagt dus om een tamelijk gekompliceerd laadapparaat met een soort ingebouwde "spanningsvoeler". Het laden met een afnemende stroom is al een stuk veiliger, maar ook deze methode vereist evengoed een uitgekiende lader met ingebouwde timer. De betrouwbaarste en tegelijk simpelste manier om loodakku's te laden, is om te werken met een konstante spanning. Als de hoogte van die spanning goed wordt gekozen, dan kan er nauwelijks iets mis gaan. Bij het voortschrijden van het laadproces daalt de stroom dan vanzelf tot een onschuldige waarde, zodat de akku zonder enig bezwaar permanent aan het laadapparaat aangesloten kan blijven.

Konstante

spanning

Dan zijn we nu toe aan de volgende vraag: Welke spanning dient het laadapparaat te leveren? We weten intussen dat de nominale spanning 2 , 0 . . . 2,1 V per cel bedraagt en de maximale spanning aan het einde van het laadproces 2,4 V per cel. Het ligt binnen de lijn der verwachting dat de optimale laadspanning zich ergens tussen die uiterste waarden zal bevinden. Dat is ook zo. Voor kontinu laden wordt bij loodakku's een laadspanning gehanteerd van 2,25 a 2,3 V per cel (bij kamertemperatuur). Bij deze spanning mag de akku dus kontinu met de lader verbonden blijven, zonder dat er enig gevaar voor overlading bestaat. Wanneer er slechts gedurende een beperkte tijd geladen wordt, mag de spanning iets hoger zijn: namelijk 2,4 tot max. 2,5 V per cel. Vertalen we een en ander even naar een 6-V-akku, dan dient voor kontinu laden de spanning dus te liggen tussen 6,75 en 6,9 V, terwijl het maximum 7,2 a 7,5 V bedraagt. Natuurlijk is het in principe mogelijk om voor het laden een "gewone" regelbare voeding te gebruiken, maar ideaal is dat niet. Het regelbereik van zo'n voeding is immers zodanig groot dat een abusievelijke draai aan de knop volstaat om de laadspanning (en dus ook de laadstroom!) ontoelaatbaar hoog op te drijven — een linke zaak! Beter en veiliger is het om een instelbare spanningsbron te gebruiken met een veel kleiner regelbereik en elex -

2-41

©iï-^

# zie tekst

^ BD139

6V2...7V2 (200mA)

•^Kï)

R2

["3301

1000)1 16V

é » t^^I^'

Onderdelenlijsts Rl R2 R3 R4 R5 PI

220 Q 33 Q 5,6 kQ 1,5Q/0,5 W 5,6 ö 100 Q instel

Cl C2 C3

10MF/16 V

1000MF/16 V

100 nF

BC547B R4

^M3

die de bovengenoemde maximumwaarde in geen geval overschrijdt.

Simpele

schakeling

Een spanningsbron als hierboven bedoeld, is vrij eenvoudig te maken. Voor een laadapparaat is immers een uiterste aan stabilisatie beslist niet nodig, terwijl ook een beetje rimpelspanning helemaal niet storend is. Verfijnde geïntegreerde spanningsregelaars vormen in dit geval dus een volstrekt overbodige luxe. Voor hetgeen we hier willen, kan prima worden volstaan met een soort "basisschakeling", die niet veel meer hoeft te bevatten dan een transistor en een zenerdiode. Voor degenen die nooit met zo'n één-transistorstabilisator gewerkt hebben, toont figuur 1 het principe. Als we de instelpotmeter even wegdenken, dan zien

2-42 - elex

we dat het hier gaat om zo ongeveer de meest elementaire schakeling die je met een transistor kunt bedenken. Met behulp van een weerstand en een zenerdiode wordt de basis van transistor T namelijk op een vaste spanning ingesteld. Van de emitter kan dan een spanning worden afgenomen die gelijk is aan de zenerspanning, verminderd met de basis-emitterspanning van de transistor. Nu is het natuurlijk zo dat zenerdioden alleen maar in bepaalde standaard-waarden te krijgen zijn. Met die waarden kom je vaak nèt niet goed uit en dat is in dit geval ook zo. Met een zener van 6,8 V, krijgen we namelijk een uitgangsspanning van 6,8 — 0,6 = 6,2 V en dat is te laag voor ons doel. De eerstvolgende zener in de reeks is echter 8,2 V, hetgeen resulteert in een veel te hoge uitgangsspanning van 7,6 V.

De oplossing voor dat probleem vormt een klein weerstandje in serie met de zenerdiode. De zener kiezen we dan aan de lage kant en zorgen dat de spanning die we nog te kort komen over het weerstandje valt. Maken we weerstand instelbaar, dan kunnen we de uitgangsspanning van de schakeling exakt op de juiste waarde afregelen. In het komplete schema van figuur 2, zien we hoe een en ander uiteindelijk gedimensioneerd is, We zijn hier uitgegaan van een 6,8 V zener met een instelpot van 100 Q in serie. Door Dl en PI laten we met behulp van Rl een zodanige stroom lopen dat er (in belaste toestand) maximaal ongeveer 1 V over de instelpot valt. Met PI kan de uitgangsspanning daardoor dus geregeld worden tussen ca. 6,2 V en 7,2 V. Daarbij zijn we uitgegaan van een voedingsspanning van 12 V,

Dl Tl T2 BI

= = = =

6,8 V/400 mW BD139 BC547B brugcel B80C1500

netadapter 12 V/0,5 A of trafo 9 V/10 VA of beltrafo elex standaard-print formaat 1 koelHohaam voor T l

Geschatte bouwkosten: ca. f20,- (inkl. print, zonder trafo)

Figuur 2. In de definitieve uitvoering is de altl
ofwel een 9-V-trafo. Zoals te zien is de schakeling ten opzichte van figuur 1 uitgebreid met een extra transistor (T2). Deze fungeert in kombinatie met weerstand R4 als kortsluitbeveiliging annex stroombegrenzing. Dit om te voorkomen dat laadstroom ooit boven een gevaarlijke grens zou kunnen stijgen — om wat voor reden dan ook. De werking is simpel. Bij stijgende uitgangsstroom zal over R4 op een gegeven moment zo veel spanning vallen dat T2 gaat geleiden. Als dat gebeurt, wordt de basis van Tl aan massa gelegd, zodat de uitgangsspanning (en daarmee de uitgangsstroom) daalt. Bij de in het schema aangegeven waarde voor R4 spreekt de beveiliging aan bij een stroom van ca. 400 mA en ligt de kortsluitstroom op ca. 650 mA (bij 12 V voedingsspanning). Weerstand R5 begrenst de basisstroom van T2 tot een veilige waarde, terwijl R2 maakt dat bij het ontladen van C2 de kollektorstroom van T2 niet te hoog oploopt. De lader is in de in figuur 2 geschetste vorm geschikt voor 6-V-akku's met een kapaciteit van maximaal 5 Ah. Dat zijn al tamelijk uit de kluiten gewassen akku's. De metingen van de uitgangsspanning zijn gebeurd bij een laadstroom van

200 mA, omdat dat als een redelijk gemiddelde waarde kan worden beschouwd. De maximale laadstroom bedraagt ca. 500 mA.

Bouw Figuur 3 toont de layout die wij hebben gemaakt om de schakeling op een standaard-print formaat 1 onder te brengen. Gezien het geringe aantal komponenten zal de opbouw van het printje snel gepiept zal zijn. Omdat de dissipatie van Tl bij flinke laadstromen tamelijk groot is, dient deze transistor van een koellichaam te worden voorzien. Verdere details zijn er over de bouw eigenlijk niet te melden, want daar is de schakeling doodeenvoudig te simpel voor. Voor wat betreft de voeding hebt u de keuze tussen twee opties. Het veiligste is om te kiezen voor een 12-V-netadapter (>500 mA). Dat maakt bovendien BI overbodig, want zo'n adapter levert immers al een gelijkrichte spanning en kan dus rechtstreeks met de aansluitingen van bufferkondensator Cl worden verbonden. Wilt u van de lader liever een kompleet, zelfstandig apparaat maken zonder losse netadapter, dan kunt u aan de met een wisselspanningstekentje gemerkte aansluitpunten een kleine transformator (9 V/ lOVA) aansluiten. Neem

MARKT-tNFO Nieuwe professionele muttinteters In het spoor van de suksesvoUe HD150 multimeters heeft Beekman Industrial de scherp geprijsde 200 serie geïntroduceerd. In deze reeks zijn twee» modellen beschikbaar; de 222 en de 223. Nieuw bij deze meters is de toepassing van de "dual stage parallel signal conversion", dat een absoluut hoge specifikatie in nauwkeurigheid (0,25%) en stabiliteit garandeert. Bovendien zijn beide instrumenten voorzien van een zelfherstellende ze-

kering voor de bescherming van de elektronica en de gebruiker. Evenals de HD150 serie zijn de 222 en de 223 autoranging; de 223 is voorzien van de bekende Beekman akoestische uitlezing. De kast is van een standaard en ophanghaak voorzien. De garantie bedraagt 2 jaar. Beekman Industrial levert naast een uitgebreide reeks multimeters eveneens oscilloskopen, funktiegeneratoren en kommunikatietestapparatuur. De vertegenwoordiging is in ons land in handen van de firma Diode, leverancier van elektronische kom-

dan wel een kortsluitvaste trafo en voer het geheel uit ais klasse-II apparaat. Zorg dat alle netspanningvoerende delen goed tegen aanraking beschermd zijn en neem de op pagina 5 opgesomde veiligheidsregels in acht. Als behuizing lijkt ons een degelijk kunststoffen kastje verreweg het meest geschikt. Groot hoeft de behuizing niet te zijn, aangezien er alleen maar een half Elex-printje en een vrij kleine trafo in hoeven te passen. De te laden akku wordt verbonden met de punten " + " en " - " op de print. Gebruik hiervoor een paar degelijke aansluitbussen met een duidelijke polariteitsindikatie, zodat de akku nooit of te nimmer verkeerd-om kan worden aangesloten.

Gebruik Als de hele zaak is opgebouwd en gekontroleerd, dan komt natuurlijk het moment dat u de schakeling in gebruik wilt nemen. Voor dat u de allereerste keer een akku gaat opladen, dient echter nog de laadspanning te worden afgeregeld. We hebben al verteld dat voor kontinu laden van een 6-Vakku een maximale spanning geldt van 6,9 V. Die waarde kunnen we dus het beste aanhouden.

ponenten, test- en meetinstrumenten, computersystemen, computerperiferieprodukten en datakommunikatie- en netwerkprodukten. Diode heeft vestigingen in Nederland, België, Portugal en Spanje

- Sluit nog even geen akku aan, schakel de lader in en verbind de uitgang met een goede multimeter. - Regel met PI de uitgangsspanning af op ca. 6,9 V. - Sluit nu een akku aan en laadt deze gedurende 24 uur op. - Kontroleer daarna (met de akku nog aangesloten) opnieuw de laadspanning. Het is namelijk mogelijk dat die door de akku-belasting ietwat gedaald is. - Regel PI voor de tweede en laatste keer nauwkeurig af op 6,9 V. Als u nu PI verzegelt met een druppeltje nagellak o.i.d., dan bent u voortaan altijd verzekerd van een juiste laadspanning en hoeft u zich over de akku(s) in kwestie ook nooit meer zorgen te maken. Elke 6-Vloodakku kan namelijk probleemloos aan de lader aangesloten blijven, zonder gevaar voor overlading.

en maakt deel uit van de Getronics Groep. Voor nadere informatie: Diode Nederland, Meidoornkade 22, 3992 AE Houten, tel: 03403 - 91234

elex -

2-43

schakelaar als potmeter naar een idee van F. Suchy

een potmeter met standen Op een groot aantal versterkers zitten volumeregelaars die een vast aantal standen hebben en niet als een normale potmeter kontinu instelbaar zijn. Zij die hun zelfbouwversterker ook willen voorzien van een dergelijke volumeregelaar, zullen merken dat dit soort onderdelen moeilijk te krijgen is en bovendien erg kostbaar. Wie echter handig is, kan zelf iets maken. In het algemeen zijn volumeregelaars met stappen gewone potmeters, die voorzien zijn van een ring met gaten en een kogeltje dat bij het verdraaien van het ene naar het andere gat springt. Een dergelijk stuk mechanica kunnen we proberen na te maken, maar gemakkelijk is dat niet. Veel handiger is het om een draaischakelaar te gebruiken en daarvan met losse weerstanden een potmeter te maken. Hoe dat moet, is te zien in figuur 1. Het aantal weerstanden dat u dient te gebruiken, wordt bepaald door het aantal standen van de draaischakelaar. Voor dit schema zijn we uitgegaan van 12 standen — behorende bij een type dat goed verkrijgbaar is. Mooier wordt het echter wanneer u een schakelaar neemt met meer standen. De waarde van de diverse weerstanden is afhankelijk van de potmeter die ge-

Figuur 1. De schakelaar als potmeter.

2-44 - elex

wenst is, maar ook of deze lineair of logaritmisch moet zijn. Voor een lineaire potmeter is dit gemakkelijk. U neemt de gewenste waarde en deelt die door het aantal standen min 1. Dus als u een 100 kQ potmeter nodig heeft en de schakelaar heeft 12 standen, dan moeten u weerstanden gebruiken van 100/11 = 9,09 kQ en voor een 24-standenschakelaar wordt dit 100/23 = 4,35 kQ. Aangezien u bij deze berekening meestal uitkomt op een weerstand die niet in de E12-reeks zit, zult u een waarde moeten kiezen die zo dicht mogelijk bij de berekende waarde in de buurt ligt. Voor ons voorbeeld wordt dat dus 10 kQ voor een 12-standenschakelaar en 4,7 kQ voor een 24-standenschakelaar. De potmeter wordt hierdoor respektievelijk 110 kQ of 108 kQ, maar voor de meeste toepassingen is dat niet erg. Voor een logaritmische potmeter gaat het voorgaande verhaal niet op, omdat bij dit type de weerstandsverandering niet lineair meeloopt met de verdraaiing van de as. Wie een logaritmische potmeter qaat nameten, zal tot de konklusie komen dat aan het einde de weerstandswaarde sneller verandert dan in het begin. Om nu onze schakelaarpotmeter ook een dergelijk ver-

loop te geven, moeten we allemaal verschillende weerstanden gebruiken. Voor het bepalen van de diverse waarden, kunt u twee dingen doen: U neemt een logaritmische potmeter van de juiste waarde en monteert deze op een stukje karton. Op het karton tekent u vervolgens een schaal met hetzelfde aantal standen als de schakelaar (de twee uiterste standen zijn respektievelijk de eerste en de laatste stand). Met de ohm-meter meet u voor elke "stand" de weerstand tussen de loper en de linker aansluiting. Tenslotte berekent u aan de hand van de meetresultaten de weerstand tussen de standen. Wie een BASIC-computer heeft, kan het programma uit tabel 1 intikken en laten lopen. De computer berekent dan de juiste waarden, die alleen nog maar afgerond hoeven te worden naar waarden uit de E12-reeks. Bij het monteren van de weerstanden moet u er op letten dat, vanaf de voorzijde van de schakelaar gezien, de laagste waarde links komt en de hoogste rechts. Alleen dan komt de weerstandsverandering bij het van links naar rechts draaien overeen met die van een logaritmische potmeter. (886017-X)

Tabel 1. 10 CLS 20 INPUT "Rtot = " ; Rtot 30 INPUT "aantal stappen " ; STAP 40 CLS 50 RX = Rtot 60 POR X = 1 TG STAP - 1 70 A = RX 80 RX = Rtot * 10t-2 * (X/STAP)) 90 A = A - RX 100 PRINT A 110 NEXT X

Tabel 1. Voor het berekenen van de weerstanden voor een logaritmische potmeter, kan dit BASIC-programma gebruikt worden.

elex-abc E12-reeks: De weerstanden die het meest gebruikt worden, hebben een waarde uit de volgende reeks: 1,0, 1,2, 1,5, 1,8, 2.2, 2,7, 3,3, 3,9, 4,7, 5,6, 6,8 en 8,2, waarbij de hier vermelde getallen nog met 10, 100, 1000, etc vermenigvuldigd kunnen worden. Deze reeks is zo gekozen dat de tussenliggende afstand telkens ca. 2 X 10% is, omdat bij deze reeks een tolerantie van 10% hoort

NADENKERTJE zijn. We hebben dus niet te maken met een NAND of een NOR en de waarheidstabellen B en D horen duidelijk niet bij deze schakeling. Voor de volgende stap maken we ingang A "laag" en B "hoog", door bijvoorbeeld B te verbinden met de plus van de voeding en A aan massa te leggen. De diode aan B komt daardoor in geleiding, hetgeen resulteert in een spanning over de weerstand, zodat de uitgang dus "hoog" wordt. Het nivo op A heeft daarbij geen invloed, omdat de diode aan deze ingang in sperrichting komt te staan. Kijken we nu naar de waarheidstabellen, dan komt de situatie A = O, B = 1 en X = 1 alleen voor bij de NAND en de OR, en omdat we al gesteld hadden dat de schakeling geen NAND kan zijn, blijft de OR dus over, C is dus het enig juiste antwoord.

In de vorige nadenker stelden we u de vraag om uit te zoeken wat voor soort logische poort de schakeling in figuur 1 voorstelt. Uit de waarheidstabellen onder het schema valt op te maken dat u moet kiezen uit respektievelijk een AND (waarheidstabel A), NAND (waarheidstabel B), OR (waarheidstabel C) of NOR (waarheidstabel D). Om achter het juiste antwoord te komen, gaan we op de ingangen A en B denkbeeldige logische nivo's zetten, beginnende met tweemaal "laag". Dit komt neer op het verbinden van A en B met massa, waardoor we op geen enkele manier spanning over de weerstand krijgen. Geen spanning op de ingangen betekent automatisch dat het uitgangsnivo "O" is. In de waarheidstabellen vinden we dit voorbeeld terug als A, B en X allemaal "O"

Vele vragen bereiken ons over het onderwerp "foutzoeken". En eerlijk gezegd is dat ook een onderwerp dat op gezette tijden, met name in een blad als Elex, aan bod zou moeten komen. Waarom is dat dan niet gebeurd? Zeker niet omdat we van mening zijn dat bij het

nabouwen van in ons eigen laboratorium aan de tand gevoelde schakelingen geen problemen kunnen ontstaan. Nee, het probleem ligt hem meer in het feit dat je geen algemeen geldend recept kunt geven voor het foutzoeken in schakelingen van uiteenlopende aard. En als je dat al probeert door het behandelen van een universele methode, dat blijkt die in de praktijk voor de meeste elektronica-hobbyisten toch niet goed toepasbaar te zijn in een bepaalde praktische situatie. Vandaar dat we het onderwerp "foutzoeken" nu eens op een wat praktische wijze aansnijden en wel door aan de hand van gefingeerde problemen met gepubliceerde Elexschakelingen. Zoals u al van de vorige "nadenkertjes" gewend was, doen we dat ook nu weer in de vorm van een vraag waarop één van meerdere antwoorden het juiste is." In figuur 2 ziet u nog eens het schema van de in het januari-nummer gepubliceerde "belverkorter". Na het opbouwen blijkt de schakeling aanvankelijk prima te werken, maar na een korte staat van dienst geeft ze de geest: het relais blijkt niet meer na de met PI ingestelde tijd aan te trekken terwijl de belknop SI ingedrukt blijft. Nadat het relais losgesoldeerd en doorgemeten is, blijkt dit nog in orde te zijn.

De slechtste manier van foutzoeken is het lossolderen van alle komponenten om deze vervolgens stuk voor stuk door te meten. Met een beetje logisch redeneren kunnen we ons heel wat werk besparen en de oorzaak op een wat minder rigoureuze manier opsporen. Wat zou de oorzaak kunnen zijn? We geven u de keuze uit drie antwoorden, waarvan gezegd kan worden dat twee antwoorden zeker niet het resultaat kunnen zijn van logisch redeneren. A. Zenerdiode D6 is verkeerd gepoold. B. Kondensator C2 is verkeerd om gemonteerd. C. Voor weerstand Rl is per ongeluk een exemplaar van 27 kS2 gebruikt.

1 . . A/JBJJ-

^1

'V

^w\ 1

PI

_»».

A^

[1 8

i

,.\-

.

•

.

••

Trl|

96156X-13

* A 0 0 1 1

A B 0 1 0 1 AND

B B

X

A

X

A

0 0 0 1

0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 NAND

0 0 1 1

C B 0 1 0 1 OR

D X 0 1 1 1

A B X 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 NOR

•

220M|25V

>

>

>

BC550C1 ' f

Bz1

'v 896151X- 11

'

elex

2-45

iiLBK-iNm. Aansluiten elektreetmikrofoons Min of meer regelmatig zijn in Elex schakelingen gepubliceerd waarin elektreetmikrofoons worden gebruikt. Bij dit type mikrofoon dient men goed op zijn tellen te passen: een verkeerd gekozen mikrofoon-type en een daarmee gepaard gaande foutieve aansluitwijze kunnen namelijk niet alleen de mikrofoon zelf, maar ook de daarop aangesloten voor versterker beschadigen. Om te illustreren dat er bij deze mikrofoons meerdere aansluitvarianten voorkomen, hebben we enkele in het verleden gebruikte versterker-schema's uit het archief opgediept en daar het in aanmerking komende deel van afgebeeld. In deze deel-schema's is duidelijk te zien dat er elektreet-mikrofoons met zowel twee (figuur la) als drie (figuur Ib) aansluitingen bestaan. Bovendien kan er ook nog een aansluitdraad op de metalen afscherming van de mikrofoon-kapsule bevestigd zijn

(figuur Ic). Zon massa-aansluiting is bij driedraadstypen met de min van de m\kroioon-voedingsspanning doorverbonden. En hiermee zijn we meteen aangeland bij het belangrijkste verschil tussen een elektreet-mikrofoon en de andere soorten mikrofoons die de hobbyist meestal gebruikt: een elektreet-mikrofoon heeft namelijk, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een kristalmikrofoon of een magnetodynamisch exemplaar, een

externe voedingsspanning nodig. Deze (gelijk)spanning dient niet om het eigenlijke mikrofoon-elementje te laten werken (zoals bij een kondensator-mikrofoon het geval is), maar vormt de voedingsspanning voor de in de mikrofoon-kapsule ingebouwde voorversterker. Deze voorversterker bestaat meestal uit een FET. Behalve als voorversterker werkt de FET ook nog als impedantie-omzetter. Door de hoge ingangsimpedantie van de FET wordt het elektreetmikrofoon-element (dat eveneens een zeer hoge impedantie heeft) niet belast, zodat er weinig signaalverlies ontstaat. De relatief lage uitgangsimpedantie van de FETversterker (enkele kiloohm) zorgt voor een goede aanpassing van de FETvoorversterker aan een volgende (transistor)versterker-

trap (waarvan de ingangsimpedantie als regel enkele kilo-ohm bedraagt). De in de mikrofoon-kapsule ingebouwde FET-versterker heeft nog een tweede voordeel: doordat de FET het audio-signaal van hoogohmig naar laag-ohmig transformeert, is een eventuele mikrofoonkabel die zich tussen de FET en een.volgende voorversterker bevindt niet zo gevoelig voor elektrische stoorvelden. Als de mikrofoonleiding zeer hoog-phmig zou zijn, dan zouden er wel stoorvelden (50 Hz brom; "inspraak" van AM-zenders) kunnen worden opgepikt. De in de mikrofoon-kapsule ingebouwde FET-versterker (figuren 2a en 3a) heeft voor zijn voedingsspanning twee aansluitdraden nodig. Van de eveneens benodigde twee uitgangsaansluitingen

1 FET Impedance p.,^^

-©

E.CM, X

i

$ ^ R2 r ~ l

^1—O Ouipui

1^-

-'

R4|

RL=2.2kfl (External resistor) g06004X- 16

^

HH

€>-]

-®

a Circuit

BSOURCE 0»SOURCE

//

•s^±^ T T 2-46 - elex

1 M2|IOV

OUTPUT

L

O EARTH 906004X-14

OUTPUT

-10-

("massa" en "audio-uit") is er één met de min van de voedingsspanning gekombineerd. De andere aansluiting is ofwel afzonderlijk naar buiten uitgevoerd (bij een driedraads-mikrofoon) of met de plus van de voeding gekombineerd (bij een tweedraads-type). Bij dit laatste type mikrofoon moet op deze gemeenschappelijke plus/uitgangs-aansluiting een serieweerstand voor het inkoppelen van de voedingsspanning en een kondensator voor het uitkoppelen van het audio-signaal worden aangesloten. Deze koppelkondensator zorgt dat er geen ongewenste FET-voedingsspanning op de basis van een volgende versterkertrap terecht kan komen. Hoe een en ander bij de diverse elektreet-mikrofoons moet worden aangesloten, is uit de afgebeelde aansluit-

1,5

V

microcontroller Philips komt met een op de 8051 gebaseerde lagevermogens 16 MHz-microcontroller die geschikt is voor voedingsspanningen tot 1,5 V. In principe kan de PCF86C410 dus met slechts een enkele batterij worden gevoed, waardoor het toepassingsgebied veel groter is dan gebruikelijk. Zo is de nieuwe microcontroller bij uitstek geschikt voor telefoonapparatuur, zoals snoerloze en cellulaire telefoontoestellen en antwoord- en facsimileapparaten. Voorts kan het IC ook worden toegepast voor algemene doeleinden, zoals instrumentatie, produktiebesturing', intelligente computer-randapparatuur en draagbare konsumentenprodukten en identifikatiekaarten. Een PC-bus interface verbindt de processor met een reeks perifere schakelingen. Omdat de microcontroller kan opereren met voedingsspannningen van 1,5 tot 6 V heeft deze nauwe-

schema's en mikrofoononderaanzichten af te leiden (zie figuren 2. . .5). Figuur 2 toont de aansluitingen van een tweedraads-mikrofoon, terwijl figuren 3 . . . 5 de meest voorkomende driedraads-aansluitingen laten zien. In deze vorm worden de aansluitgegevens meestal ook door de fabrikanten geleverd. De aan te sluiten voedingsspanning bedraagt in de regel 1,5 a 9 volt, soms ook wel 15 volt; het stroomverbruik is zeer gering: 50 a 500 MA. Indien u niet zeker weet of er een serieweerstand in de plus-leiding moet worden opgenomen (deze kan immers al in de kapsule zijn ingebouwd), breng er dan toch maar een aan. Dit geldt ook voor de koppelkondensator: beter een onderdeel teveel dan te weinig!

lijks enige spanningsregeling nodig. In normale situaties verbruikt het IC bij een voedingsspanning van 3 V en een klokfrekwentie van van 3,58 MHz een stroom van 1 mA. De PCF86C410 kan echter ook met leeglooppreduktie opereren of in een spaarstand staan. Daarbij wordt respektievelijk 0,5 mA en 1 yih verbruikt. Een opvallende eigenschap is verder het feit dat elk van de lijnen van poort 1 naar believen kan worden geaktiveerd zonder dat daarvoor een reset nodig is. Dit is vooral nuttig bij het implementeren van moderne telefoniesnufjes als handenvrije telefoontoestellen en ISDNachtige funkties. De 86C410 is een van de eerste statische versies van de 8051 en kan dus bij zeer lage klokfrekwenties werken. De ingebouwde oscillatieschakelingen komen tot 32 kHz, extern kan men met de klokfrekwentie zelfs tot aan d.c. gaan. Dit betekent dat men de klok volledig kan uitschakelen en de microcontroller vervolgens

4 Ausgang

Eia Aosgang

,--W^_ de draad weer kan laten oppakken door de klok weer in te schakelen; iets wat onmogelijk is bij dynamische schakelingen, die telkens moeten worden opgefrist. Door gebruik te maken van deze latente toestand, kan men het stroomverbruik extra beperken. De PCF86C410 is de eerste van de op de 8051 gebaseerde 86C-reeks die Philips gaat uitbrengen. Dit eerste IC heeft een 4kbyte-R0M, een 128bit-RAM en vier

Onvoorzichtigheid bij het aansluiten kan immers in de papieren lopen. Bij de op één van de drie foto's afgebeelde "losse" mikrofoonkapsules kost een vergissing nog niet zoveel geld (5 a 10 gulden); bij de eveneens afgebeelde meet-mikrofoons (op de andere twee foto's) kost een aansluitfout echter al gauw enkele honderden guldens! (906004X)

8bit-I/0-poorten, waarvan er twee kunnen worden gebruikt voor ROM- en RAMuitbreidingen (tot 64 kbyte). Verder zijn er een ingebouwde oscillator en twee 16bit-timer/counters. Een versie met een 8 kbyteROM en een 256bit-RAM is in voorbereiding. Voor meer informatie: Philips Persdienst, Postbus 523, 5600 AM Eindhoven, tel. 040-757189

elex -

2-47

lyy^n^i^^^j^i^M^^

Weerstanden

Hoeveel o h m en hoeveel farad?

Meetwaarden

worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrukt. De kleur kode 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 ' 1

1

11

1

\ kleur

Ie 2e cijf er cijfer

\ nullen

tolerantie in%

zwart

-

0

-

-

bruin

1

1

0

± 1%

rood

2

2

(XI

±2%

oranje

.1

.1

(MKI

geel

4

4

()()()()

groen

.S

5

(K)()(H)

blauw

6

6

(X)()()00

-

violet

7

7

grijs

8

H

wit

y

9

goud

' -

-

zilver zonder

p n

xO, 1

±().'ï7o

±.s%

X 0,(11

t 1(1%

-

± 20%

m k M G

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

ipico) (nanol Imicrol (rnJIIil (kilo) (Mega) (Giga)

O'i 0-» 0 <• 0

'

0^ 0« 0'

^ =

een een een een

miljoensto van een miljoenste miljardste miljoenste duizendste

-

duizend miljoen miljard

Diverse tekensymbolen

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 AyCl-- 4,7^F = 0 000 0047 F

O

ingang 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 ^F, dus tussen

lichtnet aarde draad (geleider)

verbindingen

1 _ 1 Fl, De waarde is F en 1.000.000.000.000 " 1.000.000 op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: ln5

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 Q 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 Q = 47 kQ 10% (in Elex-schema's: 47 k) bruin-groen-groen-goud: 1.500.000 Q = 1,5 MQ 5 % (in Elex-schema's: 1M5} In Elex-schai<elingen worden uitsluitend weerstanden gebruikt uit de zogeheten E12-reeks met een tolerantie van 10% (of 5%). Tenzij anders aangegeven worden 'A-watt-weerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

-

=

1,5 nF; )j03

=

0,03HF

=

30 nF;

100 p

(of

nlOO of n1) = 100 pF De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 2 0 % hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de kapaciteit en van het materiaal waaruit de kondensator is opgebouwd: f 0,40 tot f 1,50.

kruising zonder verbinding

afgeschermde kabel

^

schakelaar (open)

drukknop (open)

^ .

Hh

<3

aansluiting (vast)

-^

aansluiting (losneembaar)

Elektrolytische kondensatoren (elko'sl hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen I M F en lO.OOOnF). 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^F/35 V kost zo rond /^0 40

meetpunt

H3

gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand

-\-/

NTC

n

temperatuurgevoelige weerstand

koptelefoon

luidspreker

\V

spoel

Variabele kondensatoren I

nstelpotmeter inst

spoel met kern

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

,

transformator

relais (kontakt in ruststand)

^ potentiometer (potmeter)

draaispoelinstrument gloeilamp neonlampje

stereopotmeter

2-48 -

elex

'

variabele kondensator

- ^

zekering

. ,

;

'W

Dioden aangeduid met D, zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze o m , dan sperren ze, In 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.

Transistors

Geïntegreerde schakelingen

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

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

j-©-®—

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

WP

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).

Zenerdiode

De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40-

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

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

Speciale transistoren zijn bijvoorbeeld de fototransitor en de PET. 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: ^A 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 " & " , " > 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

(vjEf^

fototransistor (NPN) met en zender basisaansluiting

0

d 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.

, "Z/

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

^W^

M M

N-kanaal J-FET

P-kanaal J-FET

Andere aktieve k o m p o n e n t e n 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.

•+ elex -

2-49

m^r^^j^^^r^^^^^^jt/ j f-^IKI Komponenten

koptelefoon

Hier een lijst van de in Elex gebruil
zenerdiode

aarde

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

- ^

thyristor

gloeilampje

ol

luidspreker

spoel

draad (geleider) neonlampje

^

diac verbindingen

T

weerstand

spoel met kern

potentiometer (potmeter)

transformator

kruising zonder verbinding

LED (lichtgevende diode)

^ - - /

afgeschermde kabel instelpotmeter

^

fotodiode (lichtgevoelige diode)

relais (kontakt in ruststand)

schakelaar (open)

J^.

NPN-transistor

drukknop (open)

operationele versterker (opamp) stereo potmeter

-f~\

aansluiting (vast)

PNPtransistor

AND-poort (EN-poort)

aansluiting (losneembaar)

LDR (lichtgevoelige weerstand) (ïv^

NAND-poort (NEN-poort)

meetpunt \

(J)— I — Q

batterij-!cel

kondensator

4

variabele kondensator

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

-

I

HD

batterij (meer dan 3 cellen)

2-50 -

elex

NOR-poort (NOF-poort)

elektrolytische kondensator

batterij (3 cellen)

©-

OR-poort (OF-poort)

N-kanaal J-FET

<

hjh^HE)

1Z>

k

^

zekering

diode

^

-O-

p-kanaal J-FET

draaispoelinstrument

:)E>-f

EXOR-poort EX-OF-poort)

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)