No title

nr. 41 januari 1987 / 4,75 Bfrs. 98

audio-sweepgenerator nuttige uitbreiding van het hobbylab

walkman-box

f "

aktieve mikro-luidspreker

watt-bewaker voor hifi-boxen

meetmodule de ingangsverzwakker

y

mX

lw

5 e jaargang nr. 1 januari 1987 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Elektuur B V , Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (LI Telefoon: 04402-89444, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13, Beek (L) Elex/Elektuur-databank: 24 uur per dag bereikbaar (behalve op maandagmiddag tussen 12.30 en 16.00 uur} voor informatie en bestellingen via computer, modem en telefoon (Viditel-systeem). Tel.: 04402-71850. Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.

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: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5100 Aken. E Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1987 Printed in the Netherlands Druk: NDB, Zoeterwoude

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

lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers 1-02 elex

Elex-printen zijn verkrijgbaar in drie f o r m a t e n :

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

"K

:;;•;:?•;

Techn. illustraties: L.M. Martin Fotografie: J.M.A. Peters

« » . . . - ' •

««SOM**»*

ï'*"6

Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Hoofd adv.-exploitatie E.A. Hengelmolen

Advertentie-orderbehandeling: W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

formaat 2 :

(1/2 x euroformaat), 80 m m x 100 m m f 9,50/Bfrs. 187

:

i?i-llf- .PP ?;i^

T.H.H. Dewitte

Losse nummerprijs: Nederland f 4,75; België Bfrs. 98

(1/4 x euroformaat), 40 m m x 100 m m f 5 , - / B f r s . 99

::::::: :::..•• •:::

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

formaat 1 :

*ilïi','. •&ft .>»!*'.S» r

Tpmtmm^mMmmm;!'

Advertentie-verkoop: F. Kovacs ïnotu/v; K*

Voor het opbouwen van Elex-schakelingen hebben wij speciale printen ontworpen. We hebben niet gekozen voor een aparte print voor elke schakeling, maar voor een standaardprint. Deze standaardprint is zodanig van koperbanen en gaatjes voorzien dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn volgens het genormaliseerde raster 2,54 mm (1/10 inch) geboord, zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen. Door ervoor te zorgen dat je een paar Elexprinten in voorraad hebt, kun je meteen aan de slag als je een bepaalde schakeling wil bouwen. Er hoeven geen speciale, dure printen besteld te worden en je hoeft ook niet aan de gang met bakken etszuur om zelf een print te vervaardigen.

-

ra ir: "•: mmjuMm'miimMmi^; j

formaat 4 :

•;;::-!:.:'•'•Xïf'--

il 1 7;

(1/1 x euroformaat), 160 m m x 100 m m f 1 8 , - / B f r s . 355 (zie afbeelding)

•*;.:,>,-<; ^^^*M*^W.*^^'.w--.VJ.'; •,', meetapparatuur-printen: 86765 - LCD-display (universeel) f 14,35/Bfrs. 287 86766 - ingangsverzwakker f 11,20/Bfrs. 224 Voor de "kursus DIGI-taal" is een experimenteerprint verkrijgbaar: digi trainer, bestelnr. 83601 f 32,70/Bfrs. 644

rEXPERIMENTEER SYSTEE Mi juni 86659 - Basisprint 86660 - 5 V netvoeding 86661 - experimenteerprint augustus 86717 - + / — 15-volt-voeding september 86681X - sinusgenerator 86688X - transistor als schakelaar . . . oktober 86723X - complementaire eindtrap. . . 86687X - transistor en relais november 86725 - astabiele multivibrator 86756 - mini-f m-ontvanger december 86724 - bistabiele multivibrator januari '87

...f f ...f

34,—/Bfrs 670 9,65/Bfrs 190 15,20/Bfrs. 300

. . . f 16,40/Bfrs. 323 ...f ...f

12,40/Bfrs. 244 9,75/Bfrs. 192

...f ...f

10,40/Bfrs. 205 9,75/Bfrs. 192

...f ...f

10,90/Bfrs. 218 11,70/Bfrs. 234

...f

10,60/Bfrs. 212 M 0 , - / B f r s . 200

Verzend- en administratiekosten f 3,50/Bfrs. 69 per bestelling. Elex-printen zijn in de meeste elektronicazaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur BV. 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 "databank" (zie kolofon) kan besteld worden.

DEZE MAAND

januari 1987

binnenkort t.

Het februarinummer krijgt een erg gevarieerd karakter, want we hebben voor u een heleboel leuke, kleine schakelingen in petto. Daaronder een paar hele aparte: wat te denken van een kakelgenerator en een elektronische kloek? Voor de muziekfanaten hebben we o.a. een stemvork en een mini-synthesizer, terwijl we speciaal voor de knutselaars met een wat lager budget eens gaan bekijken of het slopen van oude TV's nu wel of niet een lonende zaak is. Tot volgende maand.

KK^H lil

\ '^

j, * é f 1

'•••

••

m •mm,

t*

> )

.i

i

wk /~~~~F\ * v 7"l

•-. i ft

«A i I

* 9 * -|

mmummmmmmmm

audio sweepgenerator bij het omslag Meetapparatuur in modulevorm. Vorige maand heeft u kennis gemaakt met de display-module. Hiermee kunnen spanningen tot 200 mV gemeten worden. Voor het meten van hogere spanningen is een ingangsverzwakker noodzakelijk, die het meetbereik vergroot tot 1000 V

De oscilloskoop is één van de handigste, maar ook duurste meetinstrumenten voor het hobbylab. Het is daarom lonend om een heleboel hulpapparaten te bouwen zodat de skoop optimaal gebruikt wordt. Een sweepgenerator is zo'n uitbreiding. <• ^

lo

inhoud zelfbouwprojekten 11 diesel-toerenteller — toerenteller voor motoren zonder ontsteking 14 eindtrap voor FMontvanger — 2,5 W eindversterker met één IC 16 audio-sweepgenerator — frekwentiekarakteristieken op de skoop 21 telefoonbewaker — is er tijdens uw afwezigheid gebeld? 30 thyristor-tester — met slechts 7 onderdelen 32 walkman-pico — een mini-luidsprekerbox 34 LED-achterlicht — het nagenoeg onverslijtbare achterlicht 36 kathodezoeker — luxe diodetester 39 scharentemmer — een anti-kwijtraakschakeling 42 simpele knipperLED — met de LM3909 44 watt-bewaker — overbelastingsindikator voor luidsprekers

informatie, praktische tips eindtrap voor FMontvanger **#„

Onze FM-ontvanger is al aardig uitgegroeid, maar tot nu toe kon er alleen met een oortelefoon : geluisterd worden. Eén IC en een hand vol onderdelen zijn voldoende om een 2,5 W eindversterker te maken voor wat meer herrie. -. ,

thyristor-tester Thyristoren zijn voor velen nog duistere onderdelen. Hoe weet je of ze al of niet heel zijn? Met een paar onderdelen is een betrouwbare tester te maken waarmee tevens de aansluitingen te achterhalen zijn. A A

1 • . . ,

kathodezoeker Dioden testen kan met een universeelmeter, maar dan is het nog steeds de vraag wat de kathode en de anode is. Met deze tester ziet u dat in één oogopslag.

36

4 elextra 23 marktinfo 31 instelbare zenerdiode — instelbaar tussen 0,8 en 38 6 V 43 marktinfo 'n tip — uitsolderen met 48 hete lucht komponenten

grondbeginselen 10 hoe zit dat? — serieschakeling 24 elex experimenteersysteem — kombineren tot een eigen ontwerp 46 kursus wisselstroom (7) elex

1-03

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

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet "TV" (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet "LP" op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar. — Elex is ook bereikbaar via de databank (zie kolofon, pag. 02).

l l l l l i l !2i

p = (pico ) = 10~'2 = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10~9 = een miljardste \x = (micro) = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10~3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = miljard Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 6M8 = 6,8 MQ = 6800000 Q 0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4^7 = 4,7 fif = 0,000 0047 F De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

Bouwbeschrijvingen

Schema's Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (DIN,NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens " & " , " > . 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: 1-04 elex

Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten: Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4: 16 cm x 10 cm (Europa-formaat) Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. De zich op de onderkant (soldeerzijde) van de print bevindende koperbanen zijn in de plattegrond dun gedrukt. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen. Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaard-onderdelen, die goed

verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden 14-watt-weerstanden gebruikt.

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 watt-soldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeerwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alle onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 a 2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op. 10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn

zeer geschikt als oefenmateriaal.

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

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

HOE ZIT DA 7? Serie-schakeling Kerst is meestal de mooiste tijd van het jaar. Helaas was dat bij één van onze medewerkers niet het geval. Alles wat er mis kon gaan, ging ook mis. Het begon met het optuigen van de kerstboom. Bij het van zolder halen van de doos met kerstversiering struikelde hij, met als gevolg een doos vol scherven. Na een ritje naar de stad kon hij dan eindelijk beginnen met het versieren van de boom. Dit ging wonder boven wonder goed, slechts één bal gleed van een tak en viel in duizend stukken.

K>110V~O-

-®

I ' \MO
-o IXoV'v o~

®"

UiV/iW mv/iW mV/xV "
13,75 V *» 14 V. Wanneer we er van uitgaan dat in elke weerstand 2 W gedissipeerd wordt (de kerstboomlampjes waren 2 W), dan kunnen we uitrekenen wat de waarde van elke weerstand is. Er geldt namelijk: P = UVR, dus Ri4 = UVP = 14V2 = 98 Q. Op dezelfde manier berekenen we ook de weerstand van het 24-V-lampje Deze is: R24 = 24V2 = 288 Q. Met de wet van Ohm kan nu de stroom berekend worden die door R14 en R24 gaat lopen. Voor R14 wordt de stroom: I = 14/98 = 143 mA en voor R24 wordt de stroom: 24/288 = 83 mA. Vervangen we nu één van de 16 weerstanden van 98 Q door een weerstand van 288 Q, dan wordt de vervangingsweerstand van de keten: Rw = (98 x 15) + 288 = 1758 Q, Hierdoor wordt de stroom door de keten: Lot = IWRot = 220/1758 = 125 mA.

WJ^

—•—o ^ 8 n.

a^sv' Het moment was aangebroken om de kerstboomverlichting te proberen. Ja, u raadt het al. Geen van de lampjes deed het, Tja en daar sta je dan. Zestien lampjes in serie waarvan er één kapot is. Er zat niets anders op dan stuk voor stuk de lampjes uit de fittingen te draaien en door te meten met een Ohmmeter. Na een kwartiertje lampjes doormeten, had hij uiteindelijk het defekte lampje gevonden, Hij kon nu twee dingen doen. Teruggaan naar de winkel om een nieuw te kopen of een gewoon lampje uit de eigen voorraad gebruiken. Gezien het weer koos hij voor het laatste.

-o

ikV/i.vj

XXQM ~ o-

iW/iV IHV/IW mvZ/tW

1= a s mK

wJjx\l

De lampjes m de keten waren 14 V/ 2 W. Dat soort lampjes had hij met. Wel had hij nog een aantal 24-Vlampjes van hetzelfde vermogen, dus die er maar ingedraaid. Tegen verwachting m brandde dit lampje feller dan de rest en het ging vrij snel kapot. Laten we eens kijken wat er gebeurde. Om dit wat makkelijker te verklaren, beschouwen we de lampjes als gewone weerstanden. In de keten staan dan 16 gelijke weerstanden in serie. Sluiten we deze in serie geschakelde weerstanden aan op de 220-V-netspanning, dan staat er over elke weerstand 220/16 = 1-10 elex

IUIV

1= a s „K _4

.

Li

- 0o9 -JV. a,i.sV

<^s A

i*,*,fV

Samengevat kunnen we dus zeggen dat het 14-Vlampje een stroom trekt van 143 mA en het 24-Vlampje een stroom van 83 mA (uiteraard alleen wanneer de lampjes op respektievelijk 14 V en 24 V aangesloten worden). Bij deze stromen hebben de lampjes een bepaalde lichtopbrengst. Wordt nu de stroom groter, dan gaat het lampje feller branden, Een eigenschap van seneschakelingen is dat door elk onderdeel dezelfde stroom loopt. Dit houdt dus in dat in de keten van vijftien lampjes van 14 V en één 24-V-lampje, door elk lampje een stroom van 125 mA loopt. Voor de 14-V-lampjes is dit iets te weinig, maar voor de 24-V-lampjes is dit te veel. De normale stroom voor zo'n lampje is 83 mA. Bij 125 mA zal deze dus feller branden. Nog duidelijker wordt het wanneer we naar de spanning kijken. Bij 125 mA is de spanning over het lampje 36 V en dat is dus 12 V teveel. Wat er bij onze medewerker verder nog allemaal mis ging, zullen we maar niet vertellen, maar misschien komen we ooit nog wel eens terug op de verbrande kalkoen.

diesel-toerenteller de dynamo als pulsgever Bij auto's met een benzinemotor is het inbouwen van een toerenteller over het algemeen niet zo'n probleem. We kunnen immers de tellerpulsen direkt van de onderbreker afnemen. Dieselmotoren hebben echter geen ontsteking. Hoe lossen we dat op? Om het toerental te meten maken we gebruik van de (driefasen-) dynamo, waarvan d e omwentelingssnelheid — en dus ook de trekwentie van de erdoor opgewekte wisselstroom — recht evenredig is met het toerental van de motor. De meeste dieselvoertuigen zijn tegenwoordig uitgerust met een dynamo waarbij één aansluiting (met de aanduiding "W"), speciaal voor gebruik met een toerenteller, naar buiten is gevoerd.

Frekwentie-naarspanning-omzetter Met deze vier woorden is d e taak van de toerenteller-elektronica al precies omschreven. De dynamo levert namelijk in eerste instantie drie wisselspannin-

gen (vandaar de naam driefasen-dynamo, ook wel draaistroomdynamo), die vervolgens met zes dioden worden gelijkgericht (figuur 1). Hoe sneller de motor loopt, des te hoger is de frekwentie van de wisselspanning. Als we dus de frekwentie van één van die spanningen meten (bijvoorbeeld o p klem "W"), d a n kunnen we daaruit het toerental van de motor berekenen. Onze schakeling zet deze frekwentie eenvoudig om in een gelijkspanning, die met een meetinstrument wordt afgelezen. "Eenvoudig", schreven we, maar jammer genoeg is het nog niet zo eenvoudig als het lijkt. Wie zou denken dat het voldoende is om de wisselspanning gewoon gelijk te richten,

heeft het g o e d mis. De grootte van de wisselspanning (de amplitude) is namelijk grofweg konstant, en is in elk geval géén maat voor het toerental. In plaats van gelijk te richten, maken we hier gebruik van een monoflop. Deze wordt tijdens elke wisselspanningsperiode éénmaal getriggerd en levert d a n een impuls waarvan amplitude en tijdsduur konstant en geheel onafhankelijk van de frekwentie van de wisselspanning zijn. Deze frekwentie (lees: toerental) bepaalt uitsluitend hoe vaak per sekonde er een impuls door de monoflop wordt afgegeven. Vervolgens worden deze pulsen in een RC-netwerkje afgevlakt tot een gelijkspanning. De grootte daarvan

20% duty - cycle

Figuur 1. Bij de meeste moderne diesels vormt deze schakeling van draaistroomdynamo en bruggelijkrichter het hart van de stroomvoorziening. Wij zijn voor onze toerenteller geïnteresseerd in fase-aansluiting "W", die vaak al als speciale klem naar buiten is gevoerd. Figuur 2. De gemeten spanning U neemt, onafhankelijk van de frekwentie, toe met de duty-cycle; getekend is eerst 20% en vervolgens 80%.

-|

T—.

jL_n__rof^» R

80% duty • cycle

-dhr—i

jinnnroio i è " elex 1-11

hangt zodoende af van het aantal pulsen per sekonde. Als we heel precies willen zijn: eigenlijk meten we hier niet de frekwentie, maar de duty-cycle, dus de puls/pauze-verhouding. Als de pulsPreedte konstant is, is deze verhouding afhankelijk van de frekwentie. Dit is duidelijk te zien in figuren 2 en 3. Hoe hoger de frekwentie (toerental), des te sneller volgen de pulsjes van de monoflop elkaar op. Deze meetmethode werkt natuurlijk niet meer als de periodeduur van het stuursignaal korter wordt dan d e monotijd (de tijdsduur van de door de monoflop geleverde pulsen). Voor het Perekenen van de onderdelen van deze schakeling is het daarom van Pelang het maximale toerental van de motor te kennen. Ook a a n de "onderkant" neemt vanaf een Pepaalde waarde d e meetnauwkeurigheid af. Op het verschil tussen een

duty-cycle van ééntiende en van één procent kan door een draaispoelmeter nauwelijks gereageerd worden.

De schakeling Rechts in het schema van figuur 4 herkennen we de al besproken onderdelen. IC2, een 555 en dus een "ouwe bekende", is hier als monoflop geschakeld. Aan de uitgang van dit IC (pen 3) vinden we de onderdelen die de impulsen omzetten in een gelijkspanning (RH, C6), alsmede het meetinstrument. Het linker deel van de schakeling (IC1 en omringende komponenten) zorgt slechts voor het "op maat maken" van het stuursignaal. O p a m p IC1 is geschakeld als trigger met hysteresis. Deze maakt van de wisselspanning die we van klem "W" afnemen een nette blokgolf met een amplitude van 12 V (symmetrisch ten opzichte

van een gelijkspanning van 6V). Door middel van C3 en R8 maken we van dit signaal een reeks naaldpulsjes. Door D3 worden de "positiefgaande" naaldjes begrensd tot een veilige waarde van ongeveer 12 V. De negatiefg a a n d e naalden worden voor het triggeren van de monoflop gebruikt. De breedte van de monofloppulsen kan (om de toerenteller te ijken) met P1 tussen 150 en 550 ^s worden ingesteld.

Figuur 3. Drie voorbeelden, waarin we verschillende toerentallen vergelijken met de daardoor ontstane pulsen aan de uitgang van de monoflop. Boven (a, c en e) staat telkens het signaal dat de monoflop triggert (in werkelijkheid zijn dat naaldpulsjes, maar daar zou de figuur onduidelijker door zijn geworden): een blokgolf met een duty-cycle van 50%. Bij de letters b, d en f zien we de telkens even lange monofloppulsen, die van boven naar beneden steeds dichter op elkaar komen — we mogen dus inderdaad stellen dat bij toenemende frekwentie de dutycycle toeneemt.

De afregeling Afregelen d o e n we met P I Dat g a a t prima, maar er komt een heel klein probleempje bij kijken: hoe komen we het toerental van de motor te weten, zodat we de toerenteller kunnen ijken? Geen angst, dat kan op twee manieren. 1) uitrekenen Aan de hand van de over-

Figuur 4. Het schema: de ingang wordt rechtstreeks met klem W verbonden en het draaispoelinstrument wijst na afregeling direkt het toerental aan. De schakeling bestaat in principe uit een trigger (IC1) die de door de dynamo geleverde wisselspanning omzet in een blokgolf; een monoflop (IC2) die pulsen van gelijkblijvende lengte levert en een integratornetwerkje (Ril, C6) dat de pulsen omzet in een gelijkspanning die evenredig is met de duty-cycle.

r

©_T

®_r ®_TL

ü

il

®_TLJULJLJ]_J1_ N4001 I-12S...1250HI

T I autoakku 1

*— 3 3

"

1-12 elex

(o)

1

D

i_

•—p—j+

r°" TwnTn^fl

-£Ti»v

klem IS

klemW

O—© akku

O

X brengingsverhouding tus¬ sen de tandriemschijf op de krukas van de motor en die op de dynamo, be¬ rekenen we de verhou¬ ding tussen dynamo- en motortoerental. Nu moe¬ ten we nog de verhouding tussen dynamo-toerental en -frekwentie vaststellen. Als de dynamo bijvoor¬ beeld een twaalfpolige rotor heeft, dan is de fre¬ kwentie precies zes keer zo groot als het aantal omwentelingen per sekonde. Dit type dynamo's komt gelukkig het meeste voor. Met deze gegevens kunnen we de toerenteller vóór inbouw ijken met be¬ hulp van een sinusgenerator. Deze methode is niet al te nauwkeurig, omdat de precieze diameter van de tandriemschijven vrij moeilijk te meten is (je moet met de dikte van de riem rekening houden!). In geval van twijfel zal een bevriende garagehouder vast wel hulp kunnen bie¬ den (dat hopen we ten¬ minste). 2) vergelijken Bij de tweede manier om de teller te ijken, hebben we in elk geval de hulp van de garage nodig — als je het vriendelijk vraagt, is daar vast wel een (draagbare) servicetoerenteller te lenen. Met behulp van de ge¬ leende meter meet een helper, bij ongeveer % van het maximale toeren¬ tal, het exakte toerental

86782-5

van de riemschijf die op de krukas zit. De gemeten waarde wordt doorgege¬ ven aan degene die, in de wagen, de toerenteller afregelt. Wie niet in staat is een geijkte toerenteller te lenen, zou het eens met de stroboscoop-methode kunnen proberen. Een TLbuis of neonlampje flak¬ kert, zoals bekend hon¬ derd keer per sekonde aan en uit (op het lichtnet tenminste). Per minuut is dat 6000 keer. Als we nu op de riemschijf een dikke krijtstreep zetten en daar het licht van de TL-buis op richten, dan lijkt het of de streep "stilstaat" bij 750, 1000, 1500, 3000. . .toeren (we zien dan resp. 8, 6, 4 of 2 strepen). Nog een methode, die echter afhangt van de nauwkeurigheid van de snelheidsmeter, is op de snelweg met een bepaal¬ de konstante snelheid te rijden, waarna een passa¬ gier de bijbehorende toerentalwaarde op de teller instelt. Het is dan natuurlijk wel nodig om het juiste verband te kennen tussen snelheid, versnelling en toerental. Ook dit kunnen we het beste aan de ga¬ ragist vragen!

Als je klem W niet kunt vinden. . .

Figuur 5. Zo sluiten we de toerenteller in de auto aan: de voedingsspanning wordt door de pluspool van de akku geleverd en wordt ergens achter het kontaktslot afge¬ nomen (het chassis van de auto is O V). Om klem W te vinden, kunnen we de hulp van de garage inroepen, ten¬ minste als we niet zo goed bekend zijn met het inwendi¬ ge van de auto, of als de dy¬ namo moet worden aange¬ past. Figuur 6. Dankzij het kleine printje zal de schakeling mak¬ kelijk ergens onder het dash¬ board kunnen worden inge¬ bouwd: daar is vast nog wel een plekje vrij.

voor VW- en Audi-diesels de aanvulset van Bosch ET nr. 1 127011062). Door¬ gaans zit er bij zo'n set een gedegen handleiding voor de inbouw. Desge¬ wenst kunnen we dat in¬ bouwen ook aan de vak¬ man overlaten, dat hangt eigenlijk vooral af van de dikte van de portemonnee en van het vertrouwen in eigen technisch kunnen. Wie voor zijn auto geen aanvulset kan krijgen, of voldoende zelfvertrouwen heeft om de dynamo uit elkaar te halen om zelf een aansluitklem te ma¬ ken, kan dat op de vol¬ gende manier doen. In de meeste gevallen bestaat de gelijkrichter bij draaistroomdynamo's uit een B6-brugschakeling, zo¬ als we in figuur 1 hebben getekend. De stator-aansluitingen U, V en W zitten altijd tussen anode en kathode van telkens twee dioden (de pluspool wordt gevormd door de drie bij elkaar komende kathoden). In principe zijn de aansluitingen U, V en W gelijkwaardig, dat wil zeg¬ gen dat het eigenlijk niet uitmaakt welke van de drie we gebruiken om on¬ ze toerenteller op aan te sluiten.

Onderdelenlijst R1 = 10 Q R2 = 470 Q R3,R8 = 10 kQ R4,R5 = 4,7 kQ R6,R7,R9 = 47 kQ R10.R11 = 22 kQ P1 = 100-kQ-instelpotmetei C1 = 100 / J F / 1 6 V

C2 = 1 nF C3,C5 = 10 nF C4 = 3,3 nF C6 = 10 (iF/16 V D1 = 1N4001 D2 = zenerdiode 12 V/ 400 mW D3 = 1N4148 D4 = zenerdiode 5,6 V7 400 mW IC1 = 3140 IC2 = (7)555 1 draaispoelmeter 100 j^A 1 Elex-standaardprint formaat 1 kosten van de onderdelen ongeveer f 25,— (zonder aanvulset)

Bij garage of autoshop zijn vaak zogenaamde aanvulsets verkrijgbaar, voor diverse automerken en -typen (bijvoorbeeld elex 1-13

eindtrap voor FM- ontvanger elex-experimenteersysteem

De laatste aflevering van deze serie: de komplete beschrijving van een 2,5-W-eindversterker voor de miniFM-ontvanger. Ook in deze eindtrap wordt bijna al het werk gedaan door een IC.

Fijn voor iemand, die snel iets wil nabouwen — minder leuk, als je ook wilt weten wat je aan het doen bent: een volledig geïntegreerde versterker in een IC. Aan d e ene kant is het gebruik van zo'n IC kostenbesparend, omdat er veel minder externe onderdelen nodig zijn, a a n de andere kant kan alleen een d i e p g a a n d e analyse van het 'datasheet" van het IC enig inzicht verschaffen in de werking. Dat stelt tijdschriftredakteuren voor een gewetensvraag: volgen we de weg van d e minste weerstand en laten we de lezer de inhoud van de "black box" als een gegeven aksepteren — of halen we de onderste steen boven om d e naakte waarheid 1-14 elex

geheel te kunnen onthullen? In hef eerste geval kan dit artikel erg kort worden: solderen en aansluiten. In het tweede geval zouden we de lezer bladzijden lang moeten g a a n vervelen met allerlei details over IC-techniek, waar hij uiteindelijk toch niets mee kan beginnen. De waarheid zal ook hier wel ergens in het midden liggen en daarom serveren we u enkele smakelijke details uit het datab l a d , zonder verder al te diep op de zaak in te gaan.

Koeling Het IC is van huis uit voorzien van twee koelvinnen, in het schema (figuur 1) aangegeven met het woord "tabs". Het vermo-

gen kan worden verdubbeld, als die vinnen worden verbonden met een extra koeloppervlak. Dat kan heel eenvoudig gebeuren door ze, via sleufjes in de print, vast te solderen aan een flink kopervlak a a n d e onderkant. Bij het ontwerp van d e print hebben we daar al rekening mee gehouden (figuur 2). Tegenkoppeling De tegenkoppeling (en daarmee de versterkingsfaktor) wordt bij de TBA 800 b e p a a l d door een externe weerstand (R2) a a n pen 6. De versterkingsfaktor kan worden berekend door d e waarde van een interne weerstand (ca. 7 kQ) te delen door de waarde van R2. In onze schakeling is

die versterkingsfaktor dus 7000 : 47 = 149.

De print De print is ontworpen als onderdeel van het elexexperimenteersysteem en kan dus ook dienen om bijvoorbeeld het signaal van een oscillator hoorbaar te maken. Met behulp van figuur 2 zal d e montage van de diverse onderdelen niet veel problemen opleveren. Let wel o p de juiste richting bij het insolderen van het IC! Volumeregelaar P1 kan rechtstreeks op de print worden gemonteerd. De voeding moet een vermogen van 2,5 watt (of 5 watt bij extra koeling) kunnen leveren. Met batterijen wordt dat een nogal i kostbare zaak, al zal na-

tuurlijk niet altijd het volle vermogen nodig zijn: 5 watt is meer dan de meeste mensen denken! Ook d e luidspreker moet het uitgangsvermogen kunnen verwerken. De gangbare miniatuurluidsprekertjes hebben een belastbaarheid van ongeveer 0,5 watt en zijn dus voor ons doel niet geschikt. Een luidspreker die overbelast wordt, gaat het geluid ernstig vervormen en kan eventueel zelfs doorbranden. Maar dan zijn we er nog niet. Om optimaal te kunnen funktioneren, moet een luidspreker worden voorzien van een zo groot mogelijk klankbord of van een niet al te kleine kast. Wie d e FM-radio voornamelijk gebruikt om ermee naar de nieuwsberichten te luisteren, hoeft zich over d e luidsprekerbehuizing niet al te veel zorgen te maken, maar voor muziekliefhebbers loont het de moeite om er wat meer a a n d a c h t aan te besteden. Heel geschikt is bijvoorbeeld een passieve versie van de elders in dit nummer beschreven "Walkman-Pico".

Figuur 1. Het schema vertelt niet veel over de werking van de schakeling. De meeste aktiviteiten spelen zich af in het IC; de kondensatoren en weerstanden eromheen spelen slechts een ondergeschikte rol. Dat maakt het nabouwen van de schakeling natuurlijk wel een stuk gemakkelijker.

tabel

de belangrijkste technische gegevens van het IC voedingsspanningsbereik: uitgangsstroom: rendement: ingangsspanning: mststroom: ingangsweerstand: versterkingsfaktor: met tegenkoppeling: frekwentiebereik:

5...30 V maximaal 1,5 A 70% maximaal 220 mV maximaal 20 mA 5 MQ 80 dB 39 tot 45 dB 40 Hz tot 20 kHz

Figuur 2 en 3. De print met de genormeerde aansluitingen past in het elex-experimenteersysteem, maar kan natuurlijk ook voor andere doeleinden worden gebruikt.

-£-0i5V

c c

i l

TABS

220p

LS

*

•ff 8-16n 3-4W

100M|I6V

-ff-®oïov 86795X

Onderdelenlijst: R1 R2 R3 P1

? VÜ;J'UÜI

C1,C5 C2.C6 C3.C9 C4 = C7 = C8 =

8

CS

o CHBJLDO 9ca es -![}•

±0 o 6

= = = =

LS

100 S 47 S 10 Q 47 kQ log = IOO^iF/16 V = 100 nF/25 V = 100 nF 470 M F / 1 6 V 2,2 nF 220 pF

IC1 = TBA 800 1 luidspreker 8-16 S / 4 watt 1 print 86795

•nic4

m

"%

Geschatte bouwkosten zonder luidspreker: ca. ƒ20,—

+1ÖV

elex 1-15

audio sweepgenerator

een aanwinst voor uw huislab In het januarinummer van 198ó (pp. 33-34) publiceerde Elex een bouwontwerp voor een funktiegenerator, o p g e b o u w d rond het IC XR-2206. Deze uitzonderlijk geslaagde chip kan echter veel meer dan ons eenvoudige ontwerp doet vermoeden. Daarom hebben wij nog een kleine hulpschakeling ontwikkeld die aan de generator kan worden toegevoegd. Deze schakeling maakt het mogelijk, de generator te gebruiken volgens de "sweepmethode". "Sweepen" — wat houdt dat eigenlijk in?

1

Als we willen weten hoe een filter of een versterker zich bij verschillende frekwenties gedraagt, moeten we meestal de golfvorm en de amplitude van het uitgangssignaal vergelijken met die van het ingangssignaal. Een voorbeeld: Stel dat we hef frekwentiegedrag van een

1-16 elex

versterker willen onderzoeken. Welke frekwenties worden g o e d weergegeven en welke minder goed? In dat geval leggen we een (sinus)signaal aan de ing a n g en vergelijken de amplitude daarvan met de amplitude aan de uitgang. Als we de ingangsamplitude konstant houden, kunnen we het resultaat weergeven met behulp van een relatieve maatstaf, het quotiënt van beide waarden (Uuit: Uin). Deze meting wordt herh a a l d bij zoveel mogelijk (en liefst alle) frekwenties van het audiospektrum. De meetresultaten die we op deze wijze verkrijgen, kunnen we uitzetten in een grafiek (frekwenties op de X-as, quotiënten op de Yas). Er ontstaat dan een kurve (zie figuur 1) die in een oogopslag laat zien bij welke frekwenties de versterker hef laat afweten.

Het zal duidelijk zijn, dat het meten van een frekwentiekarakteristiek volgens deze methode zeer tijdrovend en omslachtig is. Daarom kiezen we voor het snelle alternatief: de funktiegenerator met sweepmogelijkheid. Dit instrument stelt ons in staat, een frekwentiekarakteristiek kant en klaar af te beelden op het scherm van een oscilloskoop (mits deze beschikt over de mogelijkheid, de afbuiging te sturen met een extern signaal — de werkstand "X/Y").

Hoe is het mogelijk? De frekwentie-instelling van de funktiegenerator, die we gewoonlijk bedienen door met de hand aan een knop te draaien, laten we sturen door de sweepgenerator. Wat ons met de hand niet lukt, kan

de sweepgenerator wel. Hij zorgt er voor, dat de frekwentie gelijkmatig en traploos verandert binnen een b e p a a l d gebied (bijvoorbeeld tussen 1 kHz en 20 kHz) en doet dat bovendien nog repeterend. De spanning die op deze wijze onstaat, kunnen we toevoeren a a n een versterker waarvan de uitgang verbonden is met een oscilloskoop. Op het scherm zien we dan het uitgangssignaal van de versterker en de omhullende van dat signaal is de frekwentiekarakteristiek. Een dergelijk schermbeeld komt echter uitsluitend tot stand als ook aan enkele andere voorwaarden is voldaan: de horizontale afbuigsnelheid van de elektronenstraal moet overeenkomen met de sweepfrekwentie. Als de generator bijvoorbeeld een sekonde nodig heeft om het ingestelde frekwentiegebied te door-

L

Uin

2 — (6dB)

"in

O

1r

•

U u

"

i

i

—o

r\ ...

(OdB)

f

/

l

1

1

1

1

(

1

1

,

i

i

i

i

i

i

1

1

T

10

1

*

20

»

skope (werkstand X/Y)

meetobjekt

funktjegenerator

o

Y ingang

sweepingang

«I

® X • ingang 867b IX 2

sweepgenerator

lopen, dan moet ook de beweging van de elektronenstraal (van links naar rechts) in één sekonde plaatsvinden.

Sweepsignaalparameters Onze spanningsgestuurde funktiegenerator heeft een kenmerkende eigenschap: als hij wordt gestuurd met een externe spanning, d a n verandert de frekwentie evenredig met die stuurspanning. Wanneer we dus willen bereiken

dat d e frekwentie gelijkmatig en traploos verandert, ligt het voor de hand dat de sweepgenerator een lineair zaagtandsignaal moet opwekken. De grondfrekwentie van de funktiegenerator (zonder sweep) en de frekwentie die hij produceert bij het maximum van de sweepzaagtand, noemt men respektievelijk de sweepstart-frekwentie en de sweepstop-frekwentie. Het verschil tussen beide waarden heet de "frekwentiezwaai". Hoe groot deze frekwentiezwaai is,

hangt af van d e amplitude van de sweep-zaagtand. De sweepstart-frekwentie wordt b e p a a l d door de gelijkspanningoffset van de zaagtand (zie figuur 3). Als we het signaal van een "gesweepte" funktiegenerator weergeven via een luidspreker, horen we een repeterende glijtoon met een karakteristiek geluid: bij lage sweepfrekwenties klinkt het als "wuuiii-wuuiii", bij hogere als vogelgekwetter en als we de frekwentie nog verder opvoeren, horen we

Figuur 1. Zo wordt een frekwentiekarakteristiek gemeten. De schakeling T is het meetobjekt. Dat kan een aktief filter zijn, een versterker of een kombinatie van passieve komponenten. Het ingangssignaal heeft een konstante amplitude. Deze wordt vergeleken met de amplitude van het uitgangssignaal, bij zoveel mogelijk frekwenties. De resultaten worden grafisch weergegeven met behulp van een koördinaten-systeem: op de X-as de frekwenties, en op de Y-as de (dimensieloze) quotiënten die ontstaan uit de deling Uuit: Uin. In ons voorbeeld ziet u de frekwentiekarakteristiek van een schakeling die bij de lage frekwenties steil afvalt en bij de hoge frekwenties gelijkmatig daalt. Een dergelijke karakteristiek vinden we bijvoorbeeld bij eenvoudige LF-versterkers zonder hifi-eigenschappen. Figuur 2. Dit blokschema laat zien hoe de meetopstelling is als men volgens de sweepmethode werkt. Deze werkwijze heeft tot doel de frekwentiekarakteristiek van de schakeling X af te beelden op het scherm van de oscilloskoop. Het zaagtandsignaal dat afkomstig is van de sweepgenerator wordt gesplitst. De ene tak van het signaal moduleert de frekwentie van de funktiegenerator en de andere tak stuurt de horizontale afbuiging van de elektronenstraal in de oscilloskoop (werkstand "X/Y"). Het schermbeeld is symmetrisch ten opzichte van de X-as en de omhullende van de afgebeelde spanning geeft de vorm van de frekwentiekarakteristiek.

iets dat lijkt op huilende turbines.

De technische gegevens De startfrekwentie, die het beginpunt is van d e lineaire glijtoon, wordt ingesteld op de funktiegenerator zelf, door middel van d e bereik-schakelaar: we kunnen kiezen uit 10, 100 of 1000 Hz. Het sweepbereik (dat is d e frekwentiezwaai tol aan de stopfrekwentie) wordt eveneens i o p de funktiegenerator inelex 1

Figuur 3a toont de uitgangsspanning van de zaagtandgenerator. Figuur 3b is een diagram van theoretische aard: hier zien we hoe de frekwentie van de "gesweepte" funktiegenerator verandert met de tijd. Figuur 3c: Als de funktiegenerator in de werkstand "sweep" staat, ziet het uitgangssignaal er uit zoals hier is getekend.

U(V) + gelifkspanningoffset

_

\

\

0

."

f (Hz) A sweepstop - ttekwentie

pstati -frekwentie

U(V)

gesteld. We gebruiken hiervoor de potentiometer (P1) die oorspronkelijk diende voor de frekwentieinstelling. Het maximum van deze instelling ligt bij een faktor 20; dat houdt in, dat de startfrekwentie die met de bereikschakelaar wordt ingesteld, door de sweepgenerator wordt vermenigvuldigd met een faktor 20. Bij een startfrekwentie van 1 kHz doorloopt de sweep dus een groot deel van het audiogebied: tussen 1 kHz en 20 kHz. Nu nog de sweepfrekwentie! Met behulp van een toegevoegde potentiometer (P3) kan deze worden ingesteld tussen 0,1 en 100 Hz. Dat is een bereik van drie dekaden — niet gering dus. Als men de sweep-generator inbouwt in het kastje van de funktiegenerator, moet de oorspronkelijke schakeling enigszins worden gewijzigd. Maar kunnen we de funktiegenerator dan ook nog zonder sweep laten werken? Ja, ook dat kan: een omschakelaar geeft ons de keuze tussen een normaal signaal of een glijdend signaal. In de werkstand "normaal" behoudt de potentiometer P1 overi1-18 elex

gens zijn oorspronkelijke funktie.

"Zaagtand fabriek " — een thema met variaties Zoals reeds gezegd, hebben we voor onze sweepgenerator een lineair zaagtandsignaal nodig. Dit wordt als volgt opgewekt: IC1 vormt met C2 een "integrator". De loperspanning van P2 laadt via R7 de kondensator C2 op (met een konstante stroom). De uitgangsspanning van een integrator stijgt niet logaritmisch (zoals het laden van de kondensator doet vermoeden) maar strikt lineair. Hoe snel de uitgangsspanning stijgt, hangt af van de spanning op P2. Als het maximum bereikt is en aan de ingangsspanning niets verandert, blijft de uitgangsspanning staan op de maximale waarde. Maar daarmee zijn we er nog niet, want tenslotte willen we een repeterende zaagtand opwekken! Daarom moeten we er voor zorgen, dat de kondensator zich weer ontlaadt als de spanning een b e p a a l d e grens be-

©i

©ï

ici

~

ic2

0

TÖOn 0

5;

IC1,IC2=CA3140

TlOOn

Hh

iook y

stand D • * sweep stand F "*• normaat

^é I £

: r_i

:

tunktiegeneratorprint

(2H*

reikt heeft — dan kan het spel namelijk opnieuw beginnen. Dit is de taak van T1, T2 en T3. Zolang de amplitude van de zaagtand lager dan 5 V is, geleidt T2. De spanning tussen de basis en de emitter van T1 is te gering om deze transistor te laten geleiden. (Dit laat zich beter begrijpen als we het schema op zijn kop houden: de emitters van T1 en T2, die beide verbonden zijn met de "+"-ingang van de opamp, kunnen we beschouwen als een "kunstmatig massapunt". De feitelijke massalijn wordt dan negatief met betrekking tot dit punt!) In de beschreven toestand sperren T1 en T3. Als T3 spert, voert de verbinding tussen zijn drain-aansluiting en de kondensator (C2) geen stroom. Maar zodra de uitgangsspanning van de integrator hoger wordt dan 5 V (ten opzichte van de feitelijke massa) zal T2 sperren. Het gevolg is dat Tl en T3 g a a n geleiden. T3 ontlaadt nu de integratorkondensator, zodat de volgende periode van de zaagtand kan worden opgewekt. De funktie van T1 is als volgt: vanaf de koliektor van T1 loopt (via C1) een signaalweg voor wisselspanningen naar de basis van T2. Deze maatre-

gel verhindert dat T2 direkt weer gaat geleiden zodra de uitgangsspanning van de integrator (door een geringe ontlading van C2) iets lager wordt dan de drempelwaarde. Als T2 wel direkt zou omschakelen, zou de uitgangsspanning van de integrator blijven schommelen rond 5 V, wat tot gevolg heeft, dat er geen zaagtanden kunnen ontstaan. C1 zorgt echter, dat de schakeling die rond PI en T2 is opgebouwd, zich gedraagt als een monostabiele multivibrator. T1 blijft nog enige tijd geleiden en de duur van deze vertraging wordt b e p a a l d door C1 en R4.

IC2: een "zaagtandinterface" We hebben nu een zaagtand met een amplitude van 5 V, maar deze is nog niet geschikt om als stuursignaal te dienen voor het IC 2206. De aanpassingstrap rond IC2 verzwakt de amplitude tot een top-topwaarde die zich beweegt tussen 0 en 2,85 V. De verzwakkingsfaktor wordt bep a a l d door de weerstanden R12 en R10. Als P1 in d e nulstand s\aa\, moet de uitgangsspanning van IC2 gelijk zijn aan de spanning op pen H. Dit

wordt bereikt door middel van een spanningsdeler (R9 en de serieschakeling R11/P3). Deze maatregel maakt de stroom door de weerstand van 2,2 kQ minimaal, wat garandeert dat ook de startfrekwentie van de funktiegenerator minimaal zal zijn. De reeds genoemde omschakeling tussen de werkstanden "normaal" en "sweep" wordt verzorgd door S1. De potentiometer P1 wordt losgenomen van zijn oorspronkelijke bedrading en opnieuw aangesloten zoals in het schema van de sweep-generator is aangegeven. De vrijgekomen zijde van de 2k2-weerstand wordt verbonden met de uitgang van IC2 (punt K). Als S1 in de stand F staat, kan met de loper van de potentiometer een spanning van maximaal 5 V worden ingesteld. Dankzij deze regelspanning krijgt ook de handmatige frekwentie-instelling een lineair verloop, dat wil zeggen dat de frekwentie van de funktiegenerator evenredig met de draaiingshoek van de potentiometer verandert. Bij het oorspronkelijke ontwerp had de frekwentieschaal een ongelijkmatig verloop, dus het toevoegen van de sweepgenerator leidt ook in dit opzicht tot een verbetering.

Figuur 4. De sweepgenerator bestaat uit een zaagtandgenerator die gevolgd wordt door een versterker. De versterker zorgt dat de amplitude en de offset van de zaagtand voldoen aan de eisen die de funktiegenerator stelt.

elex 1-19

SWEEP-FREQUENCY-

• FREQUENCY/SWEEP RANGE

9 S, N

e

U-OUT

e

7

e POWER

e

ai

Hz

100

e e

-SWEEP L-NORMAL

Laatste ingrepen dan: afregelen!

en

Er moet nog een andere pen van de 2206 anders worden aangesloten, namelijk pen 10 (de 1-^kondensator Plijft gewoon zitten!). Deze pen levert een referentiespanning die moet worden toegevoerd aan de spanningsdeler R9/R11/P3. De frekwentiezwaai wordt afgeregeld met P3. Eerst de loper van P1 naar massa draaien en vervolgens P3 instellen tot de spanning op pen 7 van de 2206 precies 2,85 V bedraagt. Als de afregeling korrekt is, zullen de sweepstartfrekwenties bij 10, 100 en 1000 Hz liggen. Kleine afwijkingen kunnen voorkomen (door geringe schommelingen in de 3-Vreferentiespanning) maar deze storen de werking niet. P3 kan exakt op 1 kHz worden afgeregeld (mits S1 van de funktiegenerator in de juiste stand staat) door het signaal op het gehoor te vergelijken met een referentietoon van 1 kHz. Een dergelijke toon wordt bij het testbeeld van de televisie uitgezonden. Met behulp van instelpotentiometer P4 wordt de sweepfrekwentie afgeregeld. Het bereik zou moeten liggen tussen 0,1 Hz (een sweep duurt dan 10 sekonden) en 100 Hz. Ook hier zijn kleine afwijkingen geen probleem: 1-20 elex

een exakte ijking is voor de meeste toepassingen niet nodig. Perfektionisten die wel uiterst nauwkeurig willen meten, zullen de schaal moeten ijken met behulp van een geijkte referentieoscillator of een betrouwbare frekwentiemeter. De meer gevorderde lezers kunnen zich op dit gebied verder informeren met behulp van de Elektuur-special "Meetapparatuur".

Print klaar — wat nu? De gemonteerde print kan men het beste inbouwen in de kast van de funktiegenerator. Als die kast te klein blijkt, is de aanschaf van een nieuwe, grotere kast beslist aan te bevelen. De meerprijs van die kast wordt immers gekompenseerd door het feit, dat u geen stekers en aansluitbussen hoeft te kopen voor de talrijke verbindingskabels. Bovendien: hoe minder draden, hoe beter. Omdat de sweepgenerator weinig stroom verbruikt, kan hij gevoed worden uit de netvoeding van de funktiegenerator. Figuur 5 toont het ontwerp van een nieuwe frontplaat, die ook de toegevoegde bedieningsorganen bevat: een potentiometer voor de sweepfrekwentie en een schakelaar.

- x 1 0 Hz -- x x iooHz 100H L- x 1 0 0 0 Hz

r-i

|—| .

Figuur S. Het nieuwe frontpaneel. De schakelaar "normaal-sweep" schakelt de funktie van de beide frekwentie-instelknoppen om.

Onderdelenlijst R1 = 22 kQ R2.R4 = 10 kQ R3 = 4,7 kQ R5 = 1,2 kQ R6 = 10 Q R7 = 1 MQ R8 = 68 kQ R9,R10 = 820 kQ R11,R12 = 470 kQ PI = 50 kQ lin. ' P2 = 100 kQ lin. P3 = 100 kQ, instelpotentiometer P4 = 100 Q, instelpotentiometer C1 = 3,3 nF C2 = 12 nF C3 = 68 pF C4,C5 = 100 nF T1.T2 = BC 557 T3 = BS 250 D1 = 5,6-V-zenerdiode. 400 mW IC1.IC2 = CA 3140 S1 = omschakelaar 1 Elex-standaardprint formaat 1 * P1 was reeds een onderdeel van de funktiegenerator (jan. 1986) Kosten van de onderdelen (sweep-print) ca. f 20,—

rS/«~l

meetapparatuur in modulevorm

deel 2: de ingangsverzwakker In de vorige aflevering hebben wij de belangrijkste module van het meetinstrumentarium aan u voorgesteld: de digitale voltmeter met LCD-display. Het uitermate bescheiden meetbereik van 200 mV wordt deze maand uitgebreid. Daarvoor gaan we in een aparte behuizing een omschakelbare spanningsdeler maken die, niet alleen optisch, uitstekend harmonieert met de uitleesmodule. Spanningsverhoudingen Een blik op de overigens niet zo ingewikkelde schakeling (figuur 2) doet u misschien verbaasd de wenkbrauwen fronsen: de waarden van de weerstanden zien er nogal ongebruikelijk uit. Maar dat valt best mee: vrijwel iede-

re elektronicazaak heeft ze in voorraad, en met behulp van enig rekenwerk is gemakkelijk a a n te tonen, dat bij het ontwerpen van een spanningsdeler voor voltmeters precies die weerstandswaarden nogal voor de hand liggen. Maar laten we bij het begin beginnen. In figuur 2 hebben we de spannings-

deler uit figuur 1 even rechtop gezet; dat ziet er wat overzichtelijker uit. De ingangsspanning staat over de hele serie weerstanden, de uitgangsspanning wordt afgenomen op het knooppunt van de weerstanden van 9 MQ en 900 kQ. Eerst even een paar afspraken: de ingangsspanning van de

deler noemen we U1; de uitgangsspanning is U2. De weerstand boven het zojuist g e n o e m d e knooppunt heet R1, de totale weerstand onder het knooppunt is R2. Dan geldt de formule: LM : U2 = (R1 + R2) : R2 In woorden: De ingangsspanning van de spanningsdeler verhoudt elex 1-

©

?$???

K2

*** R18

U = 20V

*

0* 9/10R ~

S2a

5§\

Ar

-04 —OS Ö6S2b

6Q^

\a\

~© 2Ó1 S2b

1/10R; 200mV 2 (DPI) R13

20V (DP2) B15 - | 90k |

4

200V (DP1)

2000V

R16

R17

j

O5

i/n

-T*TU = 20x VioV = 2V

2

LSlli zich tot de uitgangsspanning als de totale weerstand van d e deler tot d e weerstand onder het knooppunt waarvan de spanning wordt afgenomen. In figuur 2 heeft weerstand R1 een waarde van 9 MQ, R2 is 1 MQ, spanning U1 bedraagt 20 volt en U2 weten we nog niet. Zetten we nu de bekende getallen in de formule, dan zien we dat de uitgangsspanning 1/10 deel van de ingangsspanning moet zijn, dus 2 volt. ledere verdere stap van

Onderdelenlijst R13 = 9 M Q / 0 , 1 % R14 = 900 k Q / 0 , 1 % R15 = 90 k Q / 0 , 1 % R16 = 9 kQ/0,1 % R17 = 1 k Q / 0 , 1 % S2 = omschakelaar 2 x 6 standen K2 = 9-polige SUB-Dkonnektor, male K3 = 9-polige SUB-Dkonnektor, female Geschatte bouwkosten exklusief behuizing ca. f 30,—

1-22 elex

2

K3

©

de schakelaar S2b reduceert de uitgangsspanning met een faktor 10. Dat is alleen mogelijk, als de weerstanden in de spanningsdeler de gegeven waarden hebben. Misschien zal een opmerkzame lezer zich nu afvragen waar het schema van figuur 1 voor nodig is; met de spanningsdeler van figuur 2 is de schakeling toch al helemaal kompleet? Jammer genoeg is dat niet het geval. Een voorbeeld: Met S2b in stand 3 (verzwakkingsfak-

tor: 100) kunnen we spanningen meten tot 20 volt. Weliswaar kloppen dan de cijfers van de aflezing, maar er is nog ruimte te over voor allerlei nare misverstanden. Ga maar na: een spanning van 9,5 volt wordt door de verzwakker gereduceerd tot 95 mV. Het display geeft dat weer als "950". Dat vereist nogal wat denkwerk bij het interpreteren van de uitlezing, vooral als er een aantal metingen moet worden g e d a a n o p verschillende bereiken. Gelukkig is er

Figuur 1. De ingangsverzwakker heeft geen aktieve komponenten en dus ook geen voedingsspanning nodig. Figuur 2. Hier is de spanningsdeler even apart gezet om het principe duidelijk te demonstreren: over een tiende van de totale weerstand staat een tiende van de totale spanning. Figuur 3. Aan de hand van deze layout kan men eventueel zelf een print etsen.

een oplossing voor dat probleem en die is gerealiseerd in het schema van figuur 1.

De decimale punt Behalve d e cijfers zijn er op het LCD-display ook drie decimale punten aanwezig, tussen iedere twee cijfers een. Ze kunnen worden aangestuurd door b e p a a l d e aansluitingen van het display te verbinden met de voedingsspanning. Daarvoor zorgt de schakelaar 2a, die op dezelfde as zit als S2b en dus synchroon meeloopt. Op die manier komt voor ieder spanningsbereik de punt op d e juiste plaats te staan. Om zo nauwkeurig mogelijk te meten is het belangrijk, voor iedere meting het kleinst mogelijke spanningsbereik te kiezen. Als we bijvoorbeeld een spanning willen meten, die in werkelijkheid 1,658 volt bedraagt, zal d e meter op de diverse bereiken de volgende waarden aanwijzen: — op het 2-V-bereik: 1.658 V — o p het 20-V-bereik: 1.65 V — op het 200-V-bereik: 1.6 V

— o p het 2000-V-bereik: 1V Bij d e laagste stand van S2 is theoretisch een spanning van 2000 volt op d e ingang mogelijk. Aan te bevelen is dat b e p a a l d niet: daarvoor zitten de printsporen en de onderdelen op de print te dicht bij elkaar. Bij hogere spanningen d a n 1000 volt kan er vonkoverslag optreden en dat kan zowel voor d e spanningsdelerprint als voor de meter levensgevaarlijk zijn. Een echte h a n d i c a p is dat overigens niet: zelfs spanningen van 1000 volt zult u in de hobby-praktijk maar uiterst

zelden tegenkomen en dat is maar goed ook. De ingangsimpedantie is gelijk a a n de totale weerstand van de delerketen en bedraagt dus 10 MQ. De nauwkeurigheid van de meter hangt, behalve van de afregeling, ook af van de tolerantie van de ingangsweerstanden; daarom moeten dat precisieweerstanden zijn. Vijf weerstanden met een tolerantie van 0,1% leveren een nauwkeurigheid op, die waarschijnlijk beter is dan 0,5%. In het schema is te zien, dat aansluiting 6 van S2b naar buiten wordt gevoerd. Die aansluiting zul-

len we later nodig hebben bij de modulen voor stroom- en weerstandsmeting.

Inbouw De hele serie modulen is zo opgezet, dat de afzonderlijke elementen via een 9-polige steker gemakkelijk met elkaar kunnen worden verbonden. De foto geeft er een idee van, hoe wij ons dat voorstellen. Misschien zijn er lezers die het probleem nog veel mooier hebben opgelost; we houden ons van harte aanbevolen voor suggesties in die richting.

MARKT-INFO \ Gratis

mini-boekje

Van de firma Penhold BV. ontvingen wij een (bescheiden) boekje, dat zij speciaal hebben uitgegeven ten behoeve van serieuze amateurs die zich bezig willen g a a n houden met het zelf maken van geluidsopnamen. In dit boekwerkje, dat overigens geschreven is door de in het audio-vak tamelijk gereputeerde Armand van Ommeren, worden diverse aspekten van de mikrofoontechniek o p beknopte wijze besproken. Zo passeren de bestaande typen mikrofoons de revue, de verschillende karakteristieken worden genoemd en

er wordt even ingegaan op praktische zaken als aansluiten, statiefgebruik e.d. Ook de opstelling van de mikrofoons krijgt de nodige aandacht. De zaak wordt gekompleteerd door een stel beknopte testrapporten van een aantal gangbare mikrofoons — voornamelijk van het merk Audio-Technica. Omdat alles zo summier gehouden is, heeft het boekje zowel inhoudelijk als kwa omvang niet zo gek veel om het lijf, maar geïnteresseerden vinden er misschien toch een paar nuttige dingen in. Eenieder die belangstelling heeft, kan het boekje

tegen vergoeding van de verzendkosten (f 2,50) toegestuurd krijgen. Penhold BV. Isarweg 6 1043 AK Amsterdam tel.: 020-114957 (X300 M)

elex 1-23

elex experimenteer-systeem kombinaties

Er zijn inmiddels al flink wat printen die kunnen worden gebruikt in het elex-experimenteersysteem. Daarom gaan we aan de hand van enige voorbeelden nu eens bekijken hoe we te werk moeten gaan als we de diverse modulen met elkaar willen kombineren tot een schakeling van eigen ontwerp. Stap voor stap Er is een duidelijk verschil in werkwijze tussen een professionele ontwerper en een hobbyist, die voor zichzelf een schakeling op papier zet. En daarmee willen we beslist niet zeggen, dat de hobbyist het slechter zou doen, maar gewoon, dat de aan de schakeling te stellen eisen -24 elex

in beide gevallen anders zijn. Een "echte" ontwerper probeert uit te komen met zo weinig mogelijk komponenten: iedere transistor minder bespaart later bij de seriefabrikage honderden guldens. Vaak kan een enkele komponent meerdere funkties vervullen. Een transistor kan te-

gelijkertijd versterken en inverteren; een luidspreker kan omgeschakeld worden om tevens als mikrofoon te dienen. De opneemversterker van een cassetterecorder kan met behulp van een x-polige schakelaar ook dienen als weergaveversterker. Natuurlijk is de overzichtelijkheid van het schema

daar niet mee gediend; zelfs voor een ervaren elektronicus is het vaak moeilijk uit zo'n schakeling wijs te worden. Niets voor ons dus. Een hobbyist hoeft niet op een paar komponenten meer of minder te kijken: d e prijs daarvan valt volkomen weg tegen al het werk, dat hij a a n de scha-

Figuur 1. Een overzichtelijke schakeling bevat een aantal blokken, die ieder een duidelijke eigen funktie hebben. Veel tot nu toe gepubliceerde Elex-schakelingen passen in dit schema. Het eerste blok, de sensortrap, is tot nu toe in het elex-experimenteersysteem nog niet aan de orde gekomen. Het vormt de verbinding tussen de schakeling en de buitenwereld. Met behulp van een NTC-weerstand en een LDR als sensors kunnen we met ons experimenteersysteem al heel wat interessante schakelingen opbouwen.

l

#*& -iP sensor

i

••

signaal* versterking

signaal» verwerking

uitgang

Jfc groep 1 86798X-1

015V Figuur 2. Om plaats en geld te besparen kunnen we de licht- en de temperatuursensor op een print plaatsen; op de weerstandsprint is nog ruimte genoeg. Een bouwtekening leek ons hier overbodig.

Onderdeleniijst 5000 bij 20C

LDR

1 LDR 1 NTC-weerstand (ca. 500 Q bij kamertemperatuur) 1 print nr. 86661X (indien niet reeds aanwezig)

-? keling besteedt. Dat heeft het grote voordeel, dat de zaak mooi overzichtelijk opgezet kan worden: iedere schakeling bestaat uit een aantal blokken, die elk een duidelijke eigen funktie hebben. Met behulp van een beperkt aantal van deze blokken kan ook de meest ingewikkelde schakeling worden opgebouwd. De blokken hebben we al tot onze beschikking: dat zijn de modulen van het experimenteersysteem. Wie wat oude nummers van Elex doorbladert, zal al gauw vaststellen, dat veel alarm- en kontroleschakelingen volgens dit principe werken: een signaal wordt van de ingang tot a a n de uitgang van de schakeling stap voor stap verwerkt, als het ware in één rechte lijn, zonder aftakkingen of terugkoppelingen. In principe kunnen we daarbij in al die schakelingen de volgende blokken terugvinden: —

ingangstrap: warmte-, druk-, licht- of geluidssensor — versterkertrap — signaalverwerking: trigger, logische poort, flipflop of monoflop — uitgangstrap:

P1A = instelpotmeter 5 kS P1B = instelpotmeter 25 Q

het opwekken van een uitgangssignaal in de vorm van licht of geluid: LED, piëzo-zoemer, luidspreker; of het aansturen van een ander apparaat met behulp van een relais. In figuur 1 is nog eens aangegeven, hoe deze trappen met elkaar zijn verbonden. Voor de groepen 2, 3 en 4 hebben we d e modulen al in huis. We hebben dus alleen nog een eenvoudige ingangstrap nodig om interessante en praktisch bruikbare schakelingen als lichtsluizen of thermostaten te kunnen maken. Als ingangstrap gebruiken we de weerstandsprint (86661) waar we nog vier komponenten op moeten monteren: een LDR, een NTCweerstand en twee instelpotmeters. Hoe die onderdelen met elkaar worden verbonden, is duidelijk te zien in figuur 2.

Licht en warmte Het is niet toevallig, dat we met deze twee fysische grootheden beginnen: ze zijn namelijk zeer eenvoud i g om te zetten in elektrische signalen. We begin-

nen met de LDR (Light Dependent Resistor). Zoals de n a a m al zegt, is dit een weerstand, waarvan de waarde verandert als er meer of minder licht op valt. Daartoe is de weerstand voorzien van een transparant kunststof venster, waarachter de zig-zag lopende weerstandsbaan te zien is. De weerstand kan variëren van enkele mega-ohms in volkomen duisternis tot enkele honderden ohms bij daglicht. Een NTC is een weerstand met een Negatieve Temperatuur-Coëfficient. Normale weerstanden krijgen een grotere waarde als ze warmer worden; daarom is de inschakelstroom van een gloeilamp veel groter dan de brandstroom. Bij NTC-weerstanden is dat precies andersom. Zowel de LDR als de NTCweerstand staan op de ingangsprint tussen voedingsspanning en massa in serie met een andere weerstand. In beide gevallen is de spanning op het knooppunt (Q1 of Q2) een maat voor de hoeveelheid licht of warmte waaraan de weerstand is blootgesteld. Door het veranderen van de waarde van

Geschatte bouwkosten zonder print: ca. f 7,50

de serieweerstand kan het bereik van de spanningsvol zó worden vastgelegd, dat bij het overschrijden van een kritische licht- of temperatuurgrens de drempelspanning van een transistor over- of onderschreden wordt. Uit de aflevering "de transistor als schakelaar" herinnert u zich misschien nog, dat er een minimale spanning van ongeveer 0,6 volt a a n de basis van een transistor nodig is, om het kollektoremitter-circuit te laten geleiden. Daardoor kan op een eenvoudige manier een lamp of een relais worden aangestuurd met behulp van een lichtstraal of een kleine temperatuursverandering.

De

lichtsluis

Daarvoor hebben we de print "transistor met lamp" nodig, waarvan we de ing a n g rechtstreeks verbinden met de uitgang Q1 van de sensorprint. Als stroombron dient de 15-volt-voeding, die natuurlijk ook op de basisprint moet worden gestoken (figuur 3). Bij het afregelen van de lichtsluis moet de ruimte waarin we werken elex 1-25

15V

0

15V

NTC

02

t

Q1

-0-

ir°

KT

©

®

-a-p-

I

zo donker mogelijk zijn. Maar voordat we zover zijn, zal er eerst wat gerekend moeten worden. Niet alleen moet de drempelspanning van 0,6 volt worden overschreden, er is ook nog een minimale stroom nodig door de basis, die b e p a a l d wordt door de stroomversterkingsfaktor van de transistor (ca. 250) en het stroomverbruik van het lampje (ca. 50 mA). We komen zo op een minimale basisstroom van 0,2 mA. Bij een voedingsspanning van 15 volt moet de LDR d a n een weerstand hebben van minder dan 40 kQ om het lampje te laten branden. Dat is geen probleem, omdat de LDR die waarde al bij betrekkelijk weinig licht bereikt. De stand van de instelpotmeter bepaalt, bij welke lichtsterkte op de LDR het lampje gaat branden. Ook dat kunnen we het best duidelijk maken aan de hand van een rekenvoorbeeld: In het donker is de waarde van de LDR hoger dan 100 kQ. Als P1A in de middenstand staat (2,5 kQ), d a n is de spanningsvol over deze instelpotmeter ongeveer 1/40 deel van de voedingsspanning. Dat is c a . 0,3 volt, beslist te weinig om de transistor open te sturen. Verlicht is

®H-

v-p 86734X-12

1-26 elex

0-

lichtsluis onderbroken

86798X-3

de weerstand van de LDR minimaal 5 kQ. Aan Q1 ontstaat daardoor een spanning van Va van de voedingsspanning, 5 volt. Dat is ver boven de drempelspanning; de transistor zal dan ook volledig in geleiding zijn. Als lichtbron kan een zaklantaarn dienen, die aanvankelijk vanaf een paar centimeter afstand rechtstreeks op de LDR wordt gericht. Na enig draaien a a n de LDR-potmeter moet het lampje dan in ieder geval reageren, anders is de schakeling niet in orde of er is te veel storend licht uit de omgeving. Bij het in- en uitschakelen van de zaklantaarn moet de basisspanning van T1 rond de 0,6 volt schommelen. Als dat allemaal in orde is, kunnen we proberen de zaklantaarn steeds verder te verwijderen van de LDR. Daarbij moet P1 steeds worden nageregeld. Eventueel kan de LDR worden ingebouwd in een zwart kartonnen kokertje, zodat hij alleen de zaklantaarn kan "zien" en niet meer gevoelig is voor zijdelings invallend ander licht. Met behulp van een klein lensje kan het gezichtsveld van de LDR dan nog verder worden vernauwd. Houd altijd in gedachten, dat de LDR reageert op

helderheidsverschillen: het verschil tussen wel en niet belicht is nog maar heel klein, als de LDR door "vals" licht al een betrekkelijk lage weerstand heeft. Daarom werken "kommerciële" lichtsluizen meestal volgens een ander principe: het licht wordt met een b e p a a l d e frekwentie in- en uitgeschakeld. In de ontvanger bevindt zich dan een filter, dat alleen de door het pulserende licht veroorzaakte wisselstroom doorlaat. De verliezen in dat filter maken het noodzakelijk, extra stroomversterking toe te passen. Vaak wordt ook infrarood licht gebruikt: de LDR krijgt dan een infrarood filter, waardoor hij op andere soorten licht helemaal niet meer reageert. Maar voor experimentele doeleinden voldoet de door ons beschreven schakeling prima.

De

warmtesensor

In ons tweede voorbeeld gaat het erom, een relais in te schakelen door middel van een temperatuurverschil. Toepassingen voor zoiets zijn er genoeg, van akwariumthermostaat tot brandalarm. De warmtesensor, samengesteld uit NTC-weerstand en instel-

Figuur 3. De transistor dient hier gelijktijdig als versterker van de kleine basisstroom en als schakelaar, omdat de lamp maar twee toestanden kent: aan of uit. De spanning tussen lamp en koliektor kan daarom morden beschouwd als een digitaal signaal, dat we eventueel kunnen gebruiken om er een andere schakeling mee aan te sturen. Figuur 4. Een komplete schakeling voor temperatuurbewaking. Als het te warm wordt, wordt het relais ingeschakeld (of uitgeschakeld; het ligt er maar aan welke kontakten je kiest). Met behulp van een verwarmingselement kan op die manier een thermostaat worden gebouwd. Andere mogelijkheden: een vorstalarm (iets voor de organisatoren van de Elfstedentocht), of een brandalarm. Figuur 5. De uitgang (pijl) van de schakeling van figuur 3 kan worden verbonden met de bistabiele multivibrator. Een korte impuls, afkomstig van de lichtsluis, is dan voldoende om de flipflop te laten omklappen. Daardoor wordt Q logisch 1 en de oscillator (AMV) wordt via de stuurspanningsingang B geaktiveerd. Hij blijft dan ingeschakeld, totdat er met behulp van SI een reset wordt gegeven.

S1 van "transistor met lamp"

¥

15V

15V

„

?-©•

Oo&

1

-*

-CZD—\—#* T2

Kr

h

a f"*!

£

D3

D4

HI^HH

>lr*v

keling geen zorgen te maken: de sensor is zo laagohmig, dat er een basisstroom van enkele tientallen mA loopt (figuur 4).

Relais — maar dan? Wat er met het relais wordt aangestuurd, hangt af van het doel waarvoor de schakeling moet worden gebruikt. We kunnen o p het relais vrijwel alles aansluiten: een bel, een flitslicht, een sirene of een blusinstallatie bijvoorbeeld. Het enige waar we rekening mee moeten houden is, dat de kontakten van het relais niet meer stroom mogen schakelen d a n waarvoor ze ontworpen zijn. Wat ook van belang kan zijn, is de duur van het gegeven signaal. Een brandalarm, dat door een NTCweerstand wordt aangestuurd, blijft loeien totdat het wordt afgezet of totdat de brandweer de brand heeft geblust, waardoor de NTC weer afkoelt. Een inbraakalarm met een lichtsluis zal alleen even reageren op het moment dat d e inbreker het huis binnenkomt; daarna is er, althans voor de LDR, niets meer a a n d e hand. In dat geval zullen we er wat elektronica bij moeten

j

i

D3

1Nd1dH

RSpl

H*

^-O

lOOn T1

bistabiele multivibrator

potmeter, vertoont overeenkomsten met het "oog" van onze lichtsluis. Ook hier vinden we een "afhankelijke" weerstand in serie met een andere weerstand, waardoor onder invloed van de temperatuur de spanning op het knooppunt van de twee hoger of lager wordt. De waarden zijn zo gedimensioneerd, dat bij kamertemperatuur de spanning o p het knooppunt net iets onder de 0,6 volt ligt. P1B moet daarvoor worden ingesteld op een waarde van ongeveer 15 Q. De waarde van de NTC wordt per graad Celsius 6 procent kleiner. Als de kamertemperatuur zo'n 5 a 6 graden hoger wordt, gaat het brandalarm af. De NTC die wij hebben toegepast heeft bij kamertemperatuur een waarde van ongeveer 500 Q. Als P1B is ingesteld op 15 Q, krijgen we bij 20 °C een spanning van 0,44 volt op de basis van T l Bij 25 °C is de waarde van de NTC met 30% afgenomen. Dat levert een basisspanning op van 0,62 volt: de transistor begint te geleiden. Als de waarde van P1B groter wordt gemaakt, is er een hogere temperatuur nodig om de transistor door te schakelen. Over de stroomsterkte hoeven we ons in deze scha-

£-

A

^"^1

•

A

versterker

f

O

86725X-2

AMV

verzinnen om het signaal wat langer te laten duren. Voor de gelukkige bezitter van een kompleet experimenteersysteem is dat geen probleem: de bistabiele multivibrator is uitermate geschikt voor deze taak. Een korte positieve impuls aan een ingang heeft tot gevolg, dat de andere uitgang omklapt. De positieve impuls ontstaat op het moment, dat d e onderbroken lichtstraal weer op de LDR valt. Het relais kan rechtstreeks worden aangesloten op de tweede uitgang. Het alarmsignaal blijft dan klinken, totdat de tweede ingang door middel van een toetsschakelaar met de hand wordt geaktiveerd. In plaats van het relais kunnen we op de uitgang ook een astabiele multivibrator aansluiten. Die wekt een toonsignaal op, dat met behulp van een versterker en een luidspreker hoorbaar kan worden gemaakt (figuur 5). Ook dat signaal houdt pas op, als er op de resettoets van de bistabiele multivibrator wordt gedrukt. In de voorbeelden hierboven was het steeds zo, dat bij toenemende lichtsterkte of temperatuur ook de spanning o p de knooppunten Q1 en Q2 toenam. Voor sommige toepassin-

gen moet dat worden omgekeerd: een akwariumverwarming bijvoorbeeld moet worden ingeschakeld als de temperatuur teveel daalt. Dat is heel eenvoudig te verwezenlijken, door o p de sensorprint de NTC-weerstand en de instelpotmeter van plaats te verwisselen. Voorlopig laten we het hierbij. Natuurlijk zijn er nog tientallen andere kombinaties te verzinnen, waarin de verschillende printen van het experimenteersysteem samen een nieuwe zinvolle schakeling opleveren, maar dat laten we met een gerust hart aan de inventiviteit van onze lezers over.

elex 1-27

telefoonbewaker Dat een flipflop gebruikt kan worden als een eenvoudig elektronisch geheugen, zal voor de meeste Elex-lezers geen opzienbarend nieuws zijn. Zo'n schakeling kan bijvoorbeeld signaleren, of er tijdens de afwezigheid van de bewoner iemand aan de voordeur heeft gebeld. Een logisch vervolg hierop is de telefoonbewaker: zodra de bel of de zoemer van de telefoon overgaat, begint er een LED te branden, die pas weer uitgaat als er op de RESET-knop wordt gedrukt.

Figuur 1. Zo wordt de telefoonbewaker op de telefoon aangesloten. Een nette behuizing is natuurlijk geen overbodige luxe.

1-28 elex

Een in het oog lopend nadeel van de schakeling is natuurlijk dat de gebruiker niet weet, wie er heeft opgebeld. Wie dat een onoverkomelijk bezwaar vindt, zal moeten overg a a n tot de aanschaf van een kompleet antwoordapparaat. Toch kan onze eenvoudige schakeling wel degelijk zin hebben. Een paar voorbeelden: Terwijl u in afwachting

bent van een belangrijk telefoongesprek, wordt uw aanwezigheid plotseling elders vereist. Na uw terugkeer bevangt u een kwellende onzekerheid; heeft hij/zij nu gebeld of niet? Of: Iemand beweert bij hoog en laag, dat hij u heeft o p g e b e l d , maar dat er niet werd opgenomen. U vertrouwt de betreffende persoon niet, maar er valt

natuurlijk niets te bewijzen. In beide gevallen zou onze telefoon bewaker aan alle onzekerheid een einde hebben kunnen maken, en dai voor een prijs die aanmerkelijk lager ligt dan die van welk antwoordapparaat dan ook.

De schakeling Als opnemer fungeert een telefoonadapter. Dat is

Figuur 2. De telefoonbewaker is samengesteld uit vier standaard-schakelingen: opamp IC1 werkt als een 500-voudige versterker. De uitgangsimpulsen ervan komen via C4 op de inverter NI terecht. Een "laag"-nivo op de uitgang van de inverter schakelt de flipflop N2/N3 om. De door een transistor gestuurde LED tenslotte geeft de uitgangstoestand van de flipflop aan. Met SI wordt de flipflop teruggezet, als iemand heeft opgebeld. Figuur 3. De diverse komponenten zijn ruim over de print verspreid. Dat maakt het nabouwen een stuk gemakkelijker. Het spoelsymbool LI stelt de telefoonadapter voor, die via een afgeschermde kabel met de print is verbonden.

een spoel met een groot aantal windingen, die met behulp van een zuignapje op de behuizing van de telefoon kan worden aangebracht. Dat spoeltje pikt het belsignaal op, dat vervolgens terechtkomt op de niet-inverterende ingang van een o p a m p (IC1). De versterking, die bep a a l d wordt door de verhouding R2/R1, is zo hoog dat het uitgangssignaal van de o p a m p voldoende is om de inverter N1 te sturen. De uitgang daarvan wordt "laag". Daardoor klapt de flipflop, die wordt gevormd door de poorten N2 en N3, om. Op pen 10 van N2 komt dan een "hoog"-signaal te staan, dat de transistor open stuurt, zodt de LED oplicht. Dat blijft zo, ook als de telefoon ophoudt met rinkelen en het spanningsnivo op pen 8 niet meer " l a a g " is. De enige manier om de LED uit te schakelen, is een "laag"-nivo op pen 13. Dat gebeurt als de RESET-toets (S1) even wordt ingedrukt. R3 en R4 zorgen ervoor, dat in rusttoestand de uitg a n g van de o p a m p op de halve voedingsspanning ligt. Dat is nodig om de o p a m p als gevoelige versterker te kunnen gebruiken. Voor de erachter geschakelde inverter is dat geen optimale toestand: de ing a n g van CMOS-poorten moet "hoog" zijn of "laag",

niet iets ertussenin. Om die reden zijn C4 en C5 aangebracht. De scheidingskondensator C4 blokkeert d e gelijkspanning, maar laat wel de versterkte wisselspanningsimpulsen door. R5 legt de ingangen van N1 vast op nul volt. Doordat deze NAND-poort als inverter is geschakeld, is in rusttoestand de uitgang "hoog". Pen 10 is daardoor "laag", zodat de transistor geen basisstroom krijgt en dus spert. Een enkele impuls van de bel is voldoende om de flipflop om te schakelen. In rusttoestand verbruiken zowel de o p a m p als het CMOSIC zeer weinig stroom. Daardoor gaat een 9-voltbatterij heel lang mee.

Aansluiting van de adapter Met behulp van de (eventueel licht bevochtigde) zuignap kan de adapter heel eenvoudig o p het g l a d d e oppervlak van de telefoon worden aangebracht. De vraag is alleen: waar? Wie avontuurlijk is a a n g e l e g d kan de telefoon openschroeven om te kijken waar de bel zich bevindt. De adapter moet namelijk zo dicht mogelijk bij de belspoel worden bevestigd. Mensen die er tegenop zien zich te vergrijpen aan de eigendommen van de

PTT zullen moeten experimenteren. Vraag een vriend of kennis die over een telefoon beschikt u op te bellen. Zoek dan, terwijl de telefoon belt, het gunstigste bevestigingspunt o p voor de adapter. Dat is gevonden als de rode LED oplicht. Soms lukt d a n niet; d a n is het signaal dat de telefoon afgeeft niet voldoende sterk om de schakeling te sturen. In zo'n (zelden voorkomend) geval moet de waarde van R2 worden vergoot.

Onderdelenlijst R1 = 2,2 kQ R2 = 1 MQ R 3 . . R6 = 100 kQ R7 = 220 Q C L . C3 = 470 pF C2 = 4,7 pF/16 V C4 = 470 nF C5 = 10 M F / 1 6 V D1 = LED T l = BC547B IC1 == 3130 IC2 =- 4011

Diversen: S1 = druktoetsschakelaar S2 = aan/uit-schakelaar L1 = telefoonadapter 1 kleine Elex-print

elex 1-29

thyristor-tester om de werking te kontroleren en de aansluitingen uit te zoeken Als je in de doos met "diverse onderdelen" nog een paar oude (gebruikte) thyristors hebt liggen, dan is het nog niet zo'n gek idee ze eventjes te testen voordat je ze in een schakeling soldeert. Vooral als we met de netspanning te maken hebben, moeten alle onderdelen absoluut in orde zijn. Daarom bevelen we deze kleine thyristor-tester van ganser harte aan, temeer omdat-ie nog méér kan dan alleen maar de werking kontroleren: het doet er niet toe hoe je de pootjes van d e "kandidaten" in de testklemmen steekt — alléén als het juiste pootje van de thyristor in de juiste klem van de tester zit, kan het kontrolelampje branden (vooropgesteld dat de thyristor niet defekt is, natuurlijk). De thyristor

Onderdelenlijst R1 R2

10 kQ 1 kQ

51 = wipschakelaar aan-uït 52 = druktoets (verbreekkontakt: bij indrukken opent de schakelaar) 53 = druktoets (maakkontakt) 1 fitting voor fiets- of modelbouwlampje 1 8-V-gloeilampje kosten van de onderdelen nog geen 5 gulden (als je een beetje op de prijzen let) 1-30 elex

(een soort elektronische schakelaar) kan door een verkeerde aansluiting op de tester niet worden beschadigd. Zodoende is het mogelijk om door uitproberen van alle (zes) kombinatiemogelijkheden er achter te komen welke van de drie pootjes de gate is, welke de anode en welke de kathode.

Met slechts een paar onderdelen Om een thyristor te testen hebben we een schakeling nodig die gebruik maakt van datgene wat een thyristor het beste kan-, het inschakelen van een stroom in A-K-richting door middel van een impuls op de gate. Als die stroom eventjes wordt onderbroken, keert de thyristor in de oorspronkelijke

Figuur 1. Weer een kandidaat voor de titel "eenvoudigste Elex-schakeling van het jaar"! Wie de eigenschappen van een thyristor kent, zal begrijpen waarom er maar zo weinig onderdelen nodig zijn om de werking van deze komponenten op betrouwbare manier te kontroleren. Figuur 2. Zo zit de test in elkaar! De hier getekende flowchart is goed te volgen, en leidt óók tot sukses als je de aansluitgegevens van de thyristor niet kent. Het duurt dan alleen een beetje langer, in het ergste geval heb je pas bij de zesde poging "beet". Dat geldt ook als je alleen maar wilt weten of een thyristor defekt is of niet.

(rust)toestand terug. We testen de thyristor hier uitsluitend met gelijkspanning, en daarvoor kunnen we gerust een ongevaarlijk l a a g voltage (van een batterij) gebruiken. Het resultaat wordt er niet minder betrouwbaar door. Figuur 1 laat zien hoe simpel de opzet van de testschakeling is. Laten we eens aannemen dat we de thyristor meteen al op de juiste manier in de testklemmen hebben gestoken. Als we schakelaar S1 sluiten, m a g d e lamp nog niet g a a n branden. Het A-K-trajekt is immers nog niet in geleiding gebracht. Dat gebeurt door middel van een gate-impuls, die wordt nagebootst door even op schakelaar S3 te drukken. Nu moet de lamp wel g a a n branden, omdat die

in het A-K-trajekt is opgenomen. Ook na het loslaten van S3 moet de lamp blijven branden, als de thyristor tenminste in orde is. Pas als de onderbreekschakelaar S2 eventjes wordt ingedrukt gaat de lamp uit, en blijft ook uit totdat opnieuw met S3 een gate-puls wordt gegeven. Het bovenstaande werkt natuurlijk alleen als de thyristor in orde is en g o e d is aangesloten. Je zou misschien denken dat de lamp toch zou branden, als je een kapotte thyristor verkeerd-om aansluit, maar dat kan gelukkig hier niet gebeuren. Daarom is deze schakeling zo geschikt om de werking te testen, en om de aansluitingen uit te zoeken. Om de testmethode wat te verduidelijken, hebben we

S3 even indrukken

aansluitingen verwisselen

S2 even indrukken

korrekïe aansluiting gevonden!

Figuur 3. Voor de bouw hebben we geen Elex-print nodig! De twee weerstanden hangen direkt aan de schakelaars en aan een aan de binnenkant vastgeschroefd soldeeroogje (soldeerlipje). De batterij zetten we vast met een stukje op maat gebogen aluminium, de rest is "zelfdragend". Het driepotige kroonsteentje (elektro- of doe-het-zelfwinkell kan op de bovenkant van de montageplaat vastgelijmd of -geschroefd worden.

net als bij onze transistortester een soort flow-chart (stroomdiagram) getekend (figuur 2). Computerbezitters die zelf programmeren zullen dit soort diagrammen wel kennen. Het is eigenlijk niets anders dan een van boven naar onder te lezen reeks opdrachten. De uitkomst van zo'n opdracht bepaalt, welke stap daarna moet worden gezet; bijvoorbeeld: "Verder naar de volgende opdracht", of: "Terug naar de vorige

opdracht, die onder andere omstandigheden moet worden herhaald". Opdrachten worden in een rechthoekig "doosje" gezet. Een beslissing (ja of nee) staat in een ruit. Een flow-chart is het beste te begrijpen door er gewoon mee a a n d e slag te gaan. Het legt zichzelf uit, om het maar eens zo te zeggen.

Bouw Gezien het geringe aantal

onderdelen hebben we geen Elex-print nodig. De drie schakelaars en de fitting voor het lampje worden op een stevig stukje kunststof vastgeschroefd (pertinax- of epoxy-printmateriaal is prima geschikt); de twee weerstanden en de batterijclip kunnen gewoon rechtstreeks a a n de schakelaars en enkele soldeerlipjes worden gesoldeerd. Als testklem voor de te onderzoeken kandidaten is een kroonsteentje heel

goed bruikbaar. Door middel van het schroefje daarin wordt de thyristor deugdelijk met de schakeling verbonden: een absolute noodzaak voor een betrouwbare kontrole, anders zou het middel erger zijn d a n de kwaal! Overigens: bij de meeste thyristoren is de anode verbonden met de metalen achterkant van de behuizing; daar hoef je dus niet lang naar te zoeken.

instelbare zenerdiode Zenerdioden worden vervaardigd met spanningswaarden volgens de E-12 reeks, net zoals dat ook met bijvoorbeeld weerstanden en kondensatoren het geval is. Er is dus keus uit een heleboel verschillende waarden. Maar wat doen we nu als we een spanning nodig hebben die precies tussen twee standaardwaarden in ligt? De hiernaast afgebeelde "namaak-zener" bouwen! Deze schakeling funktioneert tussen c a . 0,8 V en ca. ó V. De gewenste zenerspanning wordt ingesteld met de potmeter. R1 en P1 verdelen de spanning over de "zenerd i o d e " . Als d e spanning zo hoog wordt dat er over R1 0,6 V staat, d a n gaat T1 geleiden. Zijn kollektorstroom stuurt transistor T2 in geleiding. Naarmate

de spanning over R1 en P1 toeneemt, zal T2 sterker g a a n geleiden en probeert op die manier de spanningstoename te onderdrukken. Dit komt precies overeen met het gedrag van een zenerdiode, die eveneens gaat geleiden als een b e p a a l d e spanning bereikt wordt. De namaak-zener is zelfs nog stabieler; haar inwendige weerstand, d.w.z. de mate van instabiliteit van de spanning, bedraagt ca. 3 Q. De zenerspanning van de schakeling kan a a n d e h a n d van d e volgende formule berekend worden: U2

1 + P1

0

€)

*r "ó

0

DC557B

» X BC547B

0

©

RÏ

Deze formule karakteriseert het hierboven beschreven g e d r a g van d e spanningsdeler.

86821X-1

elex 1-

walkman-pico een minibox voor uw walkman-booster

De belangstelling voor de walkman-booster uit het augustusnummer blijkt niet gering te zijn. Daarom deze maand een bijpassende minibox die zich uitstekend laat kombineren met de versterkerprint. Omdat dit een uiterst kompakt weergevertje is, noemen we hem "Pico". Niet voor audiofreaks De bouw van luidsprekerboxen is een onderwerp dat talloze aspekten kent. De totale informatie op dit g e b i e d beslaat vele meters boekenplank. Enthousiaste luidsprekerbouwers kunnen dan ook urenlang vertellen over Thiele-Smallparameters, Linkwitzfilters, demping, faselineariteit en vele andere belangrijke begrippen. In dit artikel zullen wij op een andere wijze te werk g a a n — het 1-32 elex

aantal pagina's in Elex is immers beperkt, en bovendien is onze minibox niet bestemd voor audiofanaten. De Pico is een ontwerp voor optimisten: geen geavanceerde theorieën, en toch muziek! Dit weergevertje is bedoeld als uitbreiding van de walkman-booster die in het augustusnummer werd gepubliceerd. In dat artikel was weliswaar voortdurend sprake van luidsprekers, maar een aangepast ontwerp was nog niet voorhanden. Ontwerp? —

dat is een groot woord. De Pico is een klein kastje met een breedbandluidspreker. Geen scheidingsfilter, geen basreflexpoort, geen plasmatweeter of andere rompslomp.

De kast De klank en het rendement van een box worden niet alleen b e p a a l d door de eigenschappen en de kwaliteit van de luidspreker. Ook het kastmateriaal speelt een belangrijke rol. Hoe dunner de wanden,

des te groter is het gevaar, dat de achter- of de zijpanelen g a a n meetrillen in het ritme van het luidsprekermembraan. Dit leidt niet alleen tot verlies van kostbare geluidsenergie, maar het veroorzaakt ook kleuring: het meetrillen is in hoge mate frekwentie-afhankelijk, zodat zeer specifieke frekwentiegebieden versterkt of verzwakt worden. Om deze reden bouwen sommige luidsprekerenthousiasten uitsluitend boxen van marmer, steen of be-

Figuur 1. De Pico-box kan er ook zo uitzien: linker en rechter kanaal in dezelfde kast. Een tweede kastje kan men zich bij deze bouwwijze besparen. Dit systeem is vooral geschikt als de luisteraar met zijn oren dicht bij de boxen zit (fietsen, skieën, paardrijden, surfen, zwemmen of aan de schrijftafel. . .)

ton (het breukrisico nemen ze op de koop toe). Voor de Pico zult u dergelijke materialen niet nodig hebben, maar wie na marmer en steen spontaan a a n ijzer denkt, heeft het al bijna geraden: d e kast van onze minibox is namelijk van aluminium. In d e vakhandel zijn deze kastjes (instrumentenkastjes van spuitgietwerk) in verschillende maten verkrijgbaar. In het deksel kan probleemloos een kleine breedbandluidspreker gemonteerd worden. Als die luidspreker bedoeld is voor montage aan de binnenzijde (zoals in figuur 1 getekend is), bevindt het frontgat zich in het zicht, zodat een gave, zuiver ronde afwerking de voorkeur verdient. We kunnen dit bereiken door op de kast een cirkel te tekenen en langs de omtrek daarvan kleine gaatjes te boren. Als de gaatjes dicht genoeg bij elkaar zitten, kunnen we de overgebleven brugjes wegbeitelen met een oude, geslepen schroevedraaier en een hamer. Daarna worden de bramen zorgvuldig weggevijld met een (half)ronde vijl.

Inbouw van de booster Als we de versterkerprint in het luidsprekerkastje bouwen, wordt de box aktief. Dat bespaart ruimte en kabels. De aanwezigheid van de print in de kast heeft geen invloed op het geluid. Er zijn in principe twee DIN-chassisdelen nodig. Eén voor het aansluiten op de walkman en de tweede voor het doorlussen naar het tweede boxje. De voeding kan een externe netvoeding zijn, of een batterij die in één van de boxen wordt ingebouwd. Een voedingsspanning van 4,5 of 6 V geeft een beter resultaat dan de walkman-voedingsspanning van 3 V: bij 6 V en een luidspreker van 4 Q bedraagt het vermogen 350 mW. Als u van plan bent, de boosterkombinatie uitsluitend stationair te gebruiken, kan de netvoeding natuurlijk ook in een box worden ingebouwd. In de oude nummers van Elex kunt u allerlei geschikte netvoedingen vinden, maar houd wel rekening met de maximale stroom: bij 6 V bedraagt die 1 A! Zoals u ziet, zijn er

vele mogelijkheden om een walkman te kombineren met de booster en een stel boxen. Bovendien kunt u het systeem naar eigen idee aanpassen: kastjes van hout, twee kanalen in een box (dubbelbox voor mobiel gebruik — zie tiguur 1), of zelfs een meerweg-systeem. Denk er in elk geval aan, dat men met het maximale uitgangsvermogen van het booster-IC (350 mW) geen wonderen kan verrichten. Dat neemt echter niet weg, dat met een akoestisch g o e d afgedicht luidsprekerboxje het rendement van het IC optimaal benut wordt. Geschikte breedbandluidsprekertjes zijn er in de handel voldoende te vinden. In het proefmodel gebruikten wij het type BPSL65 van Isophon. De meeste autoradio-luidsprekers lenen zich echter ook uitstekend voor de "Pico".

elex 1-33

LED-achterlicht

lichtsterke en onverslijtbare levensverzekering Zorg dat je gezien wordt! Dat is een uitspraak waarover je van mening kunt verschillen — behalve in het verkeer: daar is het van levensbelang, vooral 's nachts en bij slecht weer. Dat geldt niet in het minst voor fietsers, die nu dankzij ons ietwat ongewone achterlicht beter dan ooit beschermd worden. "Lamp kapot? Nou èn?" Jammer genoeg kan het veel fietsers niets schelen, als de verlichting van hun rijwiel defekt raakt. Tenminste, die indruk krijg je wanneer je eens kijkt hoeveel mensen er 's avonds onbekommerd zonder licht rondpeddelen. Toegegeven, de verplichte reflektoren hebben veel bijgedragen tot een betere zichtbaarheid van de fietsers, maar sommigen schijnen te denken dat daarmee het achterlicht overbodig 1-34 elex

is geworden. Zo ligt het natuurlijk niet! Daarom blijft Veilig Verkeer Nederland ook steeds hameren op de noodzaak van een goede verlichting. Dat is echter makkelijker gezegd dan g e d a a n . Voor auto's is er immers zoiets als de verplichte periodieke autokeuring, waardoor gelukkig al veel wrakken van de weg zijn gehaald. Er bestaat echter geen enkele verplichting voor de fietser om zijn stalen ros regelmatig te laten kontroleren. Gemakzucht, vergeetachtigheid en onder-

schatting van de gevaren zorgen ervoor dat het probleem blijft bestaan, nog geholpen door het beslist lichtzinnige idee van "niksmee-te-maken". Het probleem zou veel minder ernstig zijn, wanneer de gloeilampjes in het achterlicht een levensduur hadden die enigszins in de buurt komt van die van de fiets zelf. Maar helaas, juist als gevolg van de aard van het beestje, gaat zo'n lampje op den duur letterlijk in d a m p op. De gloeidraad (van wolfraam) zal tijdens het licht-

geven langzamerhand steeds dunner worden, als gevolg van een verdampingsproces dat niet geheel te voorkomen is. Als er eenmaal een dunner plekje in de gloeidraad zit, zal dat nog heter worden (immers: hogere weerstand) en nog sneller verdampen: dit gaat steeds sneller tot de lamp uiteindelijk doorbrandt. Wis- en natuurkundig gezien is dit overigens een erg interessant verschijnsel, dat behoort tot de groep van "zichzelf versterkende processen": vergelijkbaar met

een versterker die door meekoppeling gaat oscilleren en uiteindelijk zichzelf opblaast (wat gelukkig bij een goed ontwerp niet kan voorkomen). Fietslampjes hebben ten opzichte van hun "soortgenoten" in huis nog het voordeel, dat ze tamelijk vriendelijk gebruikt worden. De manier van inschakelen is van zeer grote invloed op de levensduur. De weerstand van de koude gloeidraad is namelijk flink kleiner dan die van een hete gloeidraad, zodat de bij het inschakelen optredende forse stroomstoot voor het plotseling en onverwacht "overlijden" van de lamp kan zorgen. Fietslampjes geven direkt na het aanzetten maar heel weinig licht; voordat ze op vol vermogen branden moet eerst de dynamo door stevig trappen op toeren zijn gekomen. Maar ondanks dat: er bestaat een betere oplossing, die ook al uit de titel van dit artikel blijkt: LED's! De levensduur daarvan is nagenoeg onbeperkt, omdat ze volgens een heel ander principe werken, zonder gloeidraad o.i.d. die witheet gestookt moet worden.

Schakeling? — welke schakeling? Het is niet zozeer een schakeling die we hier beschrijven, als wel een methode om 32 LED's aan elkaar te knopen: het oude achterlicht gaat op de schroothoop en de LED's worden gemonteerd! In tegenstelling tot een gloeilampje, hebben we hier natuurlijk meer dan één lichtbron (lees: diode) nodig. In de eerste plaats is het lichtgevend oppervlak van een LED maar heel klein, en in de tweede plaats produceert een dynamo veel meer energie d a n één LED kan verwerken. Bovendien levert de fietsdynamo wisselstroom. Moeten we de negatieve halve perioden daarvan (de helft van de geleverde energie, met

veel moeite bij elkaar getrapt) dan zomaar ongebruikt laten? Daarom worden de LED's van ons achterlicht gemonteerd zoals figuur 1 laat zien: vier stuks in serie, en telkens andersom. Het totaal aantal op deze manier antiparallel geschakelde rijen hangt af van het vermogen van de gebruikte dynamo. De vier paren (acht rijen) in de figuur komen overeen met de door een g e m i d d e l d e dynamo geleverde stroom, waarbij we ervan uit g a a n dat de koplamp ook brandt (een "gewoon" lampje). Het aantal dioden in één rij hangt daarentegen weer af van de door de dynamo geleverde spanning. Zoals bekend, moet er over een rode LED tenminste een spanning van 1,5 V tot 1,6 V vallen, voordat die licht gaat geven. Bij een serieschakeling geldt dan natuurlijk de som van de afzonderlijke spanningen. Vier keer anderhalf geeft zes, zodat d e dynamo bij een normaal tempo minstens 12 Vtt (van positieve top tot negatieve top) moet leveren. Hoe sneller je rijdt, des te hoger wordt vanzelfsprekend deze spanning, zodat bij een zekere snelheid het gevaar bestaat dat de LED's doorbranden. Vandaar d e twee zenerdioden, die we parallel aan het LED-bouwsel hebben gezet. De positieve en negatieve periodehelften van de dynamo-wisselspanning worden hierdoor begrensd tot + en —8,2V. De schakeling heeft een nadeel: de LED's beginnen pas licht te geven als de b e n o d i g d e spanning van 6 V bereikt is. Bij een lagere spanning geven ze he-

Figuur 1. De schakeling van het LED-achterlicht is weliswaar enigszins eentonig, maar werkt daarom niet minder goed. Het aantal in serie geschakelde LED's hangt af van de dynamospanning. Het antiparallel schakelen is nodig om beide periodehelften van de sinusvormige wisselspanning te benutten. We hebben in totaal acht rijen gebruikt (vier keer twee antiparallelle series) om de lichtgevende oppervlakte en dus ook de helderheid van het achterlicht te vergroten. Gezien het geringe aantal verschillende onderdelen is het niet nodig om een aparte onderdelen/ijst te geven: 32 rechthoekige LED's en twee stuks zenerdioden van 8,2 V (en 1,3 W overigens, let daar wel op). Voor wie liever wat langzamer fietst: 24 LED's en twee 6,8-V-zenerdioden (zie tekst).

lemaal geen licht! Als mocht blijken dat de spanning die voor het achterlicht nodig is, op den duur een "adembenemende" snelheid noodzakelijk maakt, zijn er twee oplossingen mogelijk: a) konditietraining en niet (meer) roken b) (en dat is veel eenvoudiger) in elke rij een LED weglaten, en de 8,2-Vzeners vervangen door 6,8-V-exemplaren. Het achterlicht is dan weliswaar niet meer zo fel, maar daar is dan niets aan te doen: het is het één of het ander!

Nabou

w-tips

Het is nog niet eens zo gemakkelijk om 32 LED's samen te bouwen. Als we proberen ze "vrijhangend" aan elkaar te solderen, komen we al heel gauw in de problemen. We moeten dus onze toevlucht nemen tot een stukje gaatjesprint, waar we de LED's dicht o p elkaar gepakt in solderen. Aan de onderkant van de print verbinden we de LED's aan elkaar door middel van dunne koperlakdraad (draadpentechniek, ook wel bekend onder de (merk)naam "road-runner" — dat is géén grapje). Deze (speciale) draad heeft de eigenschap dat de isolatielak tijdens het solderen na korte tijd wegsmelt. We kunnen dat heel gemakkelijk zien aan het soldeertin, dat dan niet meer als een druppel op de draad blijft liggen, maar mooi uitvloeit en een eenheid vormt met de aansluitdraad van de LED en het soldeereilandje. Om een vlak "naadloos" te bedekken, kunnen we rechthoeken of zeshoeken gebruiken. Zo krijgen we een mooi gelijkmatig lichtend oppervlak. Jammer genoeg bestaan er geen zeshoekige LED's (voor zover wij weten tenminste) en we bevelen dus "gewone" rechthoekige typen aan (zoals wel voor VUmeters worden gebruikt). We hopen dat u met dit achterlicht een "lichtend voorbeeld" zult zijn! elex 1-35

kathodezoeker ,,•,•

luxe diodetester met bedieningsgemak

V

Voor het testen van een diode, of voor het identificeren van de aansluitingen (anode-kathode), gebruikt men meestal een eenvoudige ohmmeter. Een speciale schakeling is voor dit doel dus eigenlijk niet nodig. Als we met de ohmmeter werken, wordt de diode eerst in de ene richting tussen de meetklemmen geplaatst, en daarna in de andere richting. Intussen letten we o p de uitslag van de meter: als de naald in beide gevallen uitslaat, is de diode gegarandeerd defekt. Zien we slechts in een van beide gevallen een uitslag, dan is de anode de aansluiting die bij uitslag van de naald verbonden is met de massa-ingang van het instrument. Deze methode is enigszins omslachtig als men grote aantallen dioden moet testen (gebruikers van voordeelpakketten weten wat we bedoelen). Als we de meetmethode kunnen vereenvoudigen, betekent dat niet alleen meer bedieningsgemak, maar vooral tijdwinst; tenslotte is onze vrije tijd te kostbaar om hem te verdoen met domme routinewerkjes. Daarom laten we de elektronica voor ons werken: ompolen kan immers ook automatisch! De gebruikers van deze kleine scha1-36 elex

LED2

1a

H

O-

•

H

V ©

Figuur 2. Als men op de klemmen A en B twee signalen aanbiedt die in tegen fa se zijn, zal door R een wisselstroom vloeien. . . mits de signaalbron niet alleen spanning, maar ook stroom kan leveren.

^ xM ^

«

O-

Figuur 1. Slechts indien de te testen diode (DT) en de meetspanning met de juiste polariteit zijn aangesloten, zal één van de twee LED's oplichten. De LED die oplicht, is de LED die in dezelfde richting wijst als DT. Als Dr wordt omgekeerd, moet de andere LED oplichten; maar dat gebeurt uitsluitend als we ook de polariteit van de meetspanning omkeren.

M

©

LED1

HKH

+<—e H LED1

2

f 0

U

I

J>*

ï

keling hoeven zelfs niet meer na te denken over de polariteit van de dioden: twee lichtgevende diodesymbolen (die uit LED's worden opgebouwd) geven rechtstreeks aan waar a n o d e en kathode zich bevinden. En wat daarvoor nodig is, kunnen we snel opnoemen: een IC, twee dioden, vier LED's, twee weerstanden en twee kondensatoren.

Het principe Voor een vlot begrip hebben we in figuur 1 een vereenvoudigde versie van de schakeling getekend. Waar het om gaat is dit: de twee anti-parallel geschakelde LED's staan in serie met de te testen diode (DT). Al naar g e l a n g de polariteit van de diode die we willen testen (= aansluitrichting) licht LED 1 of LED 2 op. Maar d a n moet wel de batterij met de juiste polariteit worden aangesloten. We kunnen 4 gevallen onderscheiden (figuur 1a. . .1d): LED 1 licht uitsluitend op in het geval b; in het geval a (omgepoolde meetspanning) blijven beide LED's donker. Als de te testen diode DT wordt omgepoold, licht LED 2 uitsluitend op als ook de stroom in d e omgekeerde richting vloeit. Als we dus

^4>C^D5 'JA 9V

03 >C.

1N4148 H •

J" 5ms:t = 200Hz

N1

86787 X -3

N6 = IC1 =4069

D4,D5 = LED, tood - plat D3.D6 = LED, rood - driehoekig

de anode en de kathode van DT willen identificeren, zullen we de meetspanning moeten ompolen. Het ompolen van een spanning kan op eenvoudige wijze worden gerealiseerd, als we Peschikken over twee symmetrische rechthoeksignalen met een onderlinge faseverschuiving van 180°. Dat

klinkt Pijzonder gekompliceerd, maar in feite is het nogal simpel: als we een rechthoeksignaal inverteren, hebben we beide signalen al. In figuur 2 is getekend wat we bedoelen. In de figuur zien we de aansluitingen A en B. Op die punten g a a n we de opgewekte signalen me-

ten. Is aansluiting A logisch "1", dan is aansluiting B logisch "0", en omgekeerd. De Pelasting die tussen de klemmen A en B is aangesloten, wordt dus gestuurd door een stroom die voortdurend van richting wisselt. Nu moet u zich even indenken, dat de schakeling van figuur 1 wordt aangesloten tussen

de klemmen in figuur 2. Onze diodetester werkt precies zo.

Tegenfase nu bijna gratis De oscillator die in deze schakeling is toegepast (figuur 3) levert de gewenste spanningen Pijna vanzelf.

ÏZ£& Figuur 3. De schakeling bestaat uit een standaard rechthoekoscillator die behalve het normale uitgangssignaal (pen 12) ook een tegenfasig signaal levert (pen 2/13). Dankzij twee buffertrappen kunnen we met deze signalen de antiparallel-geschakelde indikatie-LED's sturen. De LED's staan in serie met de te testen diode. Figuur 4. Met behulp van driehoekige en platte LED's kunnen we lichtgevende diodesymbolen konstrueren. Dat ziet er goed uit en het is ook handig. De polariteit is in één oogopslag af te lezen. elex 1-37

Het gaat hier om een standaardschakeling die van een tweede uitgang is voorzien. Op deze uitgangen (pen 2/13 en pen 12) vinden we rechthoeksignalen die bijna symmetrisch en in tegenfase zijn. Bij de gegeven dimensionering van de omliggend e weerstanden en C1, bedraagt de oscillatorfrekwentie ongeveer 200 Hz, wat hoog genoeg is om de indikatie-LED's D3 en D5 of D4 en D6 te laten oplichten zonder waarneembare flikkering. De beide LED's die in figuur 1 voor de indikatie zorgden, zijn in dit schema vervangen door twee LED-paren. Schakeltechnisch heeft dit geen voordelen, maar het verbetert wel de uitlezing. Met behulp van een platte en een driehoekige LED kunnen we namelijk een diodesymbool konstrueren (figuur 4), dat ons in één oogopslag laat zien waar de a n o d e en d e kathode zich bevinden. Natuurlijk

moeten de aansluitklemmen A en B d a n wel worden aangebracht zoals in het schema is getekend, anders wordt precies het tegendeel aangegeven. Voor de zekerheid kunt u een diode waarvan d e aansluitingen bekend zijn, als testobjekt gebruiken. Als blijkt dat de uitlezing niet op de juiste wijze werkt, moeten de klemmen A en B worden omgepoold. De stroom voor de LED's wordt geleverd door d e parallel geschakelde inverterparen N3/N4 en N5/N6. Stroombegrenzingsweerstanden zijn niet nodig, want de uitgangen van de inverters kunnen niet meer leveren dan een beperkte maximale stroom, en deze is voor de LED's niet gevaarlijk. De schakeling wordt gevoed uit een 9-V-batterij en ingeschakeld door middel van een druktoets. Als er niet gemeten wordt, verbruikt d e schakeling geen stroom, wat gunstig

Onderdelenlijst: R1 = 22 k R2 = 100 k C1,C2 = 100 nF D1.D2 w 1N4148 D3. . . 0 6 = LED (zie tekst) IC1 = 4069 S1 = druktoets (maakkontakt) 1 Elex-standaardprint formaat 1 Kosten zonder batterij en kast ca. i 12,50

mi

I

,*. I (

is voor de levensduur van de batterij. Wie van experimenteren houdt, kan d e oscillatorfrekwentie lager maken door

C1 een hogere waarde te geven. In dat geval wordt de tester opgefleurd door een knipperende uitlezing.

Bison lijm tips

Nieuw in deze 5 e editie is een speciale lijmwijzer voor houtkonstrukties, terwijl bovendien de bekende universele lijmwijzer uitneembaar is gemaakt, zodat deze in de hobbyruimte kan worden opgehangen. De lijmwijzer is bijgewerkt tot en met de nieuwste materiaalsoorten. In totaal zijn er 110 materialen in opgenomen en meer dan 1000 (!) lijmkombinaties. Zo vindt u snel voor elk karwei de juiste lijm.

De tijd ligt al lang achter ons dat je bij het woord "Bison" alleen maar aan Bison-kit hoefde te denken. Dat merk je pas goed bij het doorlezen van het boekje "Bison lijmtips", waarvan nu alweer de 5 e editie is verschenen. Elke klus heeft zijn eigen lijm tegenwoordig. Wat te denken bijvoorbeeld van nieuwe lijmsoorten als Bison Marathon, Bison superlijm extra en Bison openhaarden-kit? Het boekje geeft oplossingen voor alle voorkomende lijmproblemen. U kunt het zo gek niet bedenken: wand en plafond, vloeren en trappen, isoleren, tochtvrij maken, reparaties, werken met hout, reparaties a a n auto, fiets en motor, modelbouw, knutselen met papier en karton, opplakken van foto's en posters — kortom, u noemt het maar en Bison heeft er iets voor. 1-38 elex

d^DÓOCtHÜZPÓia

Het boekje "Bison lijmtips" is gratis verkrijgbaar bij doe-het-zelf-zaken of te bestellen bij: Perfecta Chemie BV. Postbus 160 4460 AD Goes tel.: 01100-31944 (X301 M)

scharentemmer slaat alarm als een schaar aan de haal gaat

Hoe komt het toch dat een schaar altijd kwijt is als je 'm nodig hebt? Op deze en andere knellende vragen trachten wij hier een antwoord te geven. . . Gewone huis-tuin-enkeuken-scharen zijn doorgaans, ongeacht het fabrikaat, van zo'n goede kwaliteit dat ze jarenlang m e e g a a n , als ze tenminste niet mishandeld worden. Toch verbruikt een gemiddeld huishouden nog altijd zo'n twee tot drie scharen per jaar. Dit ervaringsfeit is een direkt gevolg van het merkwaardige verschijnsel dat bekend staat onder de naam "schaarbeweging", waar de wetenschap tot nog toe maar heel weinig onderzoek naar heeft ged a a n . Waarschijnlijk hebt

u zelf ook al eens met dit fenomeen kennis gemaakt: een nieuwe schaar, pas een paar weken — of zelfs maar een paar dagen — geleden gekocht, is elke keer dat je 'm nod i g hebt, moeilijker te vinden. In het begin heb je nog maar een paar minuutjes nodig, voordat de schaar precies daar opduikt waar hij niet thuishoort; dit wordt langzamerhand steeds erger tot het ogenblik dat-ie in rook lijkt te zijn o p g e g a a n — en d a n moet je dus weer een nieuwe kopen. Het raadsel van dit opmer-

kelijke gedrag van scharen is nog niet geheel opgelost; veel domesticologen (huishoud-deskundigen) neigen echter naar de opvatting, dat een schaar een aangeboren afkeer heeft van het van hem verwachte gedrag (knippen, snijden, steken, kapotmaken) en zich d a a r a a n probeert te onttrekken door zich te verstoppen (vluchtgedrag). Er is een probaat middel om deze huishoudelijke stukjes gereedschap de vlucht te bemoeilijken: na gebruik steeds weer naar een vaste plaats (gereed-

schapskast o.i.d.) terug brengen. Maar zelf weten we maar al te g o e d waarom een dergelijk prijzenswaardig initiatief ged o e m d is om te mislukken: vergeetachtigheid! Wie denkt er immers steeds weer aan om een schaar netjes terug te leggen waar je 'm hebt gepakt! Met andere dingen (bijvoorbeeld kurketrekkers of balpennen) lukt dat immers ook al niet! Talrijke timer-schakelingen die we in het verleden hebben gepubliceerd, hebben inmiddels afdoende bewezen dat de elekelex 1-39

3

1

Il

VKM
I [0

reset TIMER TIMER

86794-2

86794-1

tronica best in staat is om ons geheugen af en toe een duwtje in de goede richting te geven. Als het nou eens zou lukken om een timer te kombineren met een schaar. . .We zullen u niet langer in spanning houden: we hebben het voor elkaar gekregen; en het apparaatje dat we de toepasselijke naam "scharentemmer" hebben meegegeven, bevat alleen maar onderdelen die we in diverse andere schakelingen al eerder hebben gebruikt, zodat we daar geen paginaverslindende uitleg over hoeven te geven. Voordat we nu het schema zelf g a a n bespreken, zullen we het nog even in 't kort hebben over het principe dat ten grondslag ligt aan onze scharentemmer.

Zoals figuur 1 laat zien, wordt de schaar aan twee houtschroeven opgehangen. Van elke schroef loopt er een draadfje) naar de timerschakeling. Omdat een schaar van metaal is gemaakt (die van ons wel, tenminste), worden de twee draden "automatisch" doorverbonden zolang de schaar op zijn plaats hangt. Omdat bij veel nieuwe en "professionele" scharen de greep is geplastificeerd, moeten we daar iets anders te werk gaan. In dat geval vervangen we de schroefkontakten door twee metalen klemmen (figuur 2) of door twee kleine magneetjes, die we dicht bij elkaar o p de gereedschapsplank plakken. De metalen snede van de schaar vormt nu de feitelijke schakelaar.

Schaar als schakelaar

De timer

De achterliggende gedachte is even simpel als doeltreffend: we nemen een timer, die precies op het moment dat iemand de schaar van zijn vaste plek weghaalt, gestart wordt. Na een b e p a a l d e tijd, bijvoorbeeld drie minuten, weerklinkt dan een zoemer, tenzij de schaar al weer is teruggelegd. De schaar is daarbij zelf een bestanddeel van de schakelaar.

Tot zover het principe. Alles duidelijk? Dan g a a n we verder met de praktijk van figuur 3. We maken voor de verandering weer eens gebruik van het bekende CMOS-IC 4060, dat voor dit soort toepassingen bijna ideaal te noemen is en dat we dan ook in veel andere schakelingen al dankbaar hebben gebruikt. Zoals bekend, gaat het bij dit IC om een meervoudige binaire de-

-40 elex

Ier met ingebouwde oscillator. Zodra na maximaal ongeveer drie minuten uitg a n g Q13 logisch één wordt, schakelt transistor T1 door. Als gevolg daarvan zal er een stroom door de buzzer (= zoemer) Bz lopen. We gebruiken voor deze zoemer een exemplaar met een ingebouwde oscillator. Zodoende kunnen we een extra IC uitsparen waarmee we anders een aparte toongenerator hadden moeten opbouwen. LED 2 geeft o p het moment dat de zoemer in aktie komt, ook nog een optisch signaal. D1 zorgt ervoor dat het alarm ook ingeschakeld blijft. De logische één op Q13 doet een stroompje lopen door D1 naar een pen die met de interne oscillator is verbonden. Hierdoor wordt de oscillator stopgezet zodat de hele schakeling "stil blijft staan". Het terug ophangen van de schaar zorgt voor een reset, waardoor de schakeling weer op scherp wordt gezet. De onderdelen die aan pennen 9, 10 en 11 van het IC hangen, bepalen de frekwentie van de interne oscillator. Die kan met P1 zó worden veranderd dat de timer kan worden ingesteld op tijden van minimaal 35 sekonden tot maximaal 3 minuten. Wie aan dat interval nog niet genoeg heeft kan tussen

Figuur 1 en 2. De startkontakten van de timerschakeling uit dit artikel worden, afhankelijk van het soort schaar, verbonden met twee houtschroeven of twee metalen klemmen, waar de schaar aan wordt opgehangen als hij niet wordt gebruikt. Door het weghalen van de schaar wordt het kontakt verbroken en kan de "count-down" van de timer beginnen. Figuur 3. Het schema van de timer heeft geen verder kommentaar nodig, omdat we dat (of een die er veel op lijkt) al vaker in Elex hebben besproken. Het vermelden waard is nog het feit dat we een audio oscillator hebben uitgespaard door een zoemer met ingebouwde oscillator te gebruiken. Aansluitingen a en b gaan naar de schroeven of magneten, waar de schaar aan hangt.

Figuur 4. Dwarsdoorsnede door een "elektronische gereedschapsplank", die natuurlijk behalve voor scharen ook voor allerlei andere metalen gebruiksvoorwerpen gebruikt kan worden, die anders gemakkelijk zoek raken. Als er meer dan één stuk gereedschap tegelijk bewaakt moet worden, hoeven de kontakten alleen maar in serie te worden geschakeld (figuur 4b). Als zoonlief (of pa, of zusje of wie dan ook) in de toekomst eventjes snel een schaar of tang wil "lenen" zal de verrassing niet langer dan drie minuten op zich laten wachten!

pen 10 en R3 een weerstand (van 1 MQ) of een instelpotmeter van 2,5 MS aanbrengen. De schakeling neemt genoegen met een voedingsspanning van 4,5 V (mag gerust meer zijn); het stroomverbruik (met de schaar o p zijn plaats) is minimaal. Een gewone platte batterij van 4,5 V houdt het gegarandeerd enkele weken uit, als u geen zin of geld over hebt voor een klein netvoedinkje. De print met de schakeling kan, bijvoorbeeld,

achter op de gereedschapsplank worden aangebracht. Dan blijven de draadjes naar schroeven of magneten onzichtbaar. Het is dan natuurlijk wel nodig om de plank met een aantal latjes op zo'n afstand van d e muur te monteren, dat de schakeling en de batterij niet in de verdrukking komen; figuur 4 laat duidelijk zien wat we daarbij in gedachten hadden. Als u in plaats van de getekende klemmen liever magneetjes wilt gebruiken, raden

we u magnetische slotjes a a n , zoals je die wel o p deuren van keukenkastjes e.d. vindt. Die dingen zijn bij de doe-het-zelf-winkel te koop.

Onderdelenlijst R1,R4 = 10 kS R2 = 10MS R3 = 470 kQ R5 = 470 Q P1 = 2,5 M S

LED

C1 = 100 nF C2 = 3,3 nF C3 = 10 nF/16 V T1 D1 D2 IC1

print

= = = =

BC547B 1N4148 LED 4060

1 zoemer met ingebouwde oscillator (type hangt af van de voedingsspanning; vraag uw onderdelenhandelaar) 1 standaardprint formaat 1 onderdelenkosten ongeveer f 12,50

BUZZER buzzer

f>

OAO

klemmen

M gaatjesbord

afstandslatje

86794-4

elex 1-41

0

simpele knipperled voor modelbouw, mode en serieuze toepassingen Spreek bij wijze van experiment de titel van dit artikel eens zo snel mogelijk tien keer achter elkaar uit! Goed — en bij de hoeveelste keer ging het mis? Helemaal niet? Gefeliciteerd! Dan is uw koncentratievermogen nog helemaal in orde. In alle andere gevallen raden we dringend een korte vakantie aan. Het bouwen van een simpele schakeling als deze is een uitstekende therapie tegen stress — daar durven we om te wedden! Een ervaren soldeerder zal voor de bouw nog niet eens een kwartiertje nodig hebben; en bovendien komt een knipperlichtje altijd wel een keer van pas.

Knipper-IC Om een LED aan het knipperen te krijgen, heb je uiteraard in de eerste plaats een LED nodig, vervolgens een stroombron (batterij) en daartussen nog ergens een oscillator, die de konstante batterijspanning omzet in een in het knipper-ritme onderbroken spanning (blokgolf). Het IC dat we hier gebruiken, met het typenummer LM3909, is speciaal voor deze toepassing ontwikkeld. De voordelen ervan zijn een uitzonderlijk lage voedingsspanning (1,5 V) en een zeer gering stroomverbruik. Bovendien is de stroombegrenzing (in de vorm van R1 in figuur 1) voor de LED al in het IC geïntegreerd. Het enige onderdeel dat naast de LED nog nodig is, is de frekwentiebepalende kondensator C l Om technische redenen is het niet mogelijk om grote kapaciteiten op een chip onder te brengen; en voor een knipperfrekwentie van 1 Hz is nu eenmaal een "dikke" kondensator nodig. 1-42 elex

Omdat eiko's een zeer grote tolerantie bezitten (10-20%), valt bovengenoemde frekwentie niet voor honderd procent te garanderen, zeker niet bij deze grote waarde van C l We zullen er ons dus ofwel bij moeten neerleggen dat de LED iets sneller

of langzamer knippert, of met verschillende kondensatoren g a a n experimenteren om precies 1 Hz te krijgen. En nog wat: tantaal-elko's geven een heel goed resultaat omdat die een kleinere lekstroom hebben d a n "gewone" eiko's. Bovendien zijn ze

beduidend kleiner van formaat: van belang voor iedereen die is geïnteresseerd in een "knipperbroche". De schakeling is zo ontworpen dat de pulspauze-verhouding klein is: de LED is veel langer "uit" dan "aan". Daar hebben we het al eens over ge-

Figuur 1. Knipperlichtschakelingen vormen altijd weer een suksesnummer binnen het terrein van de opto-elektronica. Dat is geen wonder, want naast de (meestal) eenvoudige bouw is het toepassingsgebied nagenoeg onbegrensd. Hier stellen we voor de verandering eens een versie voor, die werkt met een speciaal voor dit doel ontwikkeld IC! Het innerlijk daarvan is, in vergelijking met andere geïntegreerde schakelingen, beslist bescheiden te noemen. Toch is deze 1-chiposcillator veel kleiner dan met "losse" onderdelen gerealiseerd zou kunnen worden.

Onderdelenlijst

2 1^

C1 = 1 0 0 ^ F / 3 V tantaal D1 = LED rood IC1 = LM3909

6

5

Cl

batterij: 1,5 V (eventueel knoopcelletje)

e

100/Li 3V

I1

zonder batterij en behuizing kosten de onderdelen ongeveer f 7,50

+ 1.5V

LM3909 ?

I3

Figuur 2. De schakeling spreekt voor zich zelf: bij zo weinig onderdelen zou het gebruik van een print pure verspilling zijn. Wat de batterij betreft: de vermelde 1,5 V is beslist geen drukfout — het IC is echt zo bescheiden.

4

8680 1 - 2

had bij d e "batterijsparende LED" (Elex, maart '86): dat maakt onze kleine knipperaar een stuk zuiniger.

De bouw Een schakeling die zo eenvoudig is als deze, vraagt er gewoonweg om, zonder print te worden gebouwd: gewoon d e onderdelen direkt aan elkaar solderen. Het is heel mooi om de schakeling in giethars te "verpakken". Als gietvorm kunnen we allerlei kleine voorwerpjes gebruiken, zoals legosteentjes of kleine bakjes van aluminiumfolie. Die

laatste zijn te maken door de alufolie om een houten blokje of iets dergelijks te vouwen en vast a a n te drukken. De bovenkant wordt open gelaten en nadat je het blokje eruit hebt g e h a a l d , hou je een soortement bakje over waar je d e schakeling en de giethars in doet (eerst wel even uitproberen of het allemaal g o e d werkt!). Als de hars is verhard kan de folie gemakkelijk verwijderd worden.

Toepassingen U moet de "ondertitel" van dit artikel niet al te persoonlijk opvatten! Ook

knipperbroches en modelbouw vormen een "serieuze" toepassing. In de modelbouw kunnen we bijvoorbeeld overwegen of bouwplaatsen van een knipperlicht voorzien, of de waarschuwingslichten van vliegtuigen op hoge schoorstenen en gebouwen. Een wezenlijk voordeel van de schakeling is dat hij dankzij het batterijtje volledig zelfstandig werkt (geen voedings- en bedradingsproblemen!) en dat wel een jaar (!) lang. Daarom is de schakeling ook prima geschikt om d e veiligheid in en om huis te verhogen: om de brandblusser, hoofdschakelaar

of een sleutelgat in het donker te kunnen vinden, of heel simpel: om inbrekers te verjagen (geldt ook voor de auto!) want alles dat knippert is verdacht!

Itnrwk Deze m a a n d een heel speciale tip: namelijk het "desolderen" van onderdelen met behulp van een hete-lucht-pistool of verfstripper. Na wat oefening blijkt dat uitstekend te werken. Men richt het pistool tegen de onderkant van de print en laat het net zolang hete lucht blazen tot het tin begint te smelten. Dan tikt men een keer flink met de print op de rand van de werktafel, zodat de onderdelen er uit vallen. Het is wel zaak de operatie zo snel mogelijk uit te voeren. De koperzijde van de print moet namelijk voldoende warmte krijgen, zonder dat de komponenten a a n de andere kant worden oververhit. Tussen het verhitten en "aftikken" m a g bovendien nauwelijks

tijd verstrijken, want anders koelt het tin weer af. De methode is natuurlijk niet zozeer bedoeld voor het verwijderen van een enkele transistor of weerstand, maar eerder voor het demonteren van komplete printen, die dan stukje voor stukje worden afgewerkt. Ook bij IC's werkt het systeem prima, zeker als men er een uit blik vervaardigde mal bij gebruikt, met een opening ter grootte van het IC-voetje. Als de print later nog dienst moet doen, is het aan te bevelen om hem na de hete-lucht-kuur terd e g e te kontroleren of de sporen niet beschadigd zijn en of zich geen ongewenste tinspatten tussen de sporen hebben genesteld. elex 1-43

watt-bewaker

optische indikator voorkomt overbelasting van hifi-boxen Muziek uit een stereoinstallatie klinkt eigenlijk pas g o e d , als ze een redelijke geluidssterkte heeft. Dit verschijnsel is een gevolg van het feit, dat ons oor bij geringe geluidssterkte minder gevoelig is voor zeer hoge en zeer lage frekwenties. De klank die we dan horen maakt een magere indruk — we horen immers hoofdzakelijk het middengebied. Alles wat leuk is, blijkt meestal ook ongezond te zijn: luide muziek verwoest het gehoor, de verstandhouding met de buren en, niet in de laatste plaats, de boxen. Voor de eerstgenoemde problemen kunnen wij, als elektronica-tijdschrift, geen oplossing geven. Tegen het opblazen van boxen kennen wij echter een uitstekend middel. Het recept verstrekken wij bij deze. Alles wat u nodig heeft, is een handvol komponenten en een soldeerbout. Geen pillen, geen injekties, geen vermoeiende oefeningen.

Watt is watt? Het vraagstuk van de watts bij luidsprekerboxen schijnt nog altijd veel verwarring te stichten. De kreet dat een box van 1-44 elex

50 watt meer geluid geeft d a n een box van 25 watt is niet zonder meer juist. Het aantal watts dat op de box of in de specifikaties wordt aangegeven, heeft namelijk slechts betrekking op één enkele eigenschap: de belastbaarheid. Dat houdt in: de luidsprekers worden vernield als de versterker aan de box meer vermogen toevoert d a n in de specifikatie is aangegeven. De defekten die op deze wijze ontstaan, kunnen van elektrische of van mechanische aard zijn. Soms zal de spreekspoel van de luidspreker doorbranden als gevolg van de warmte die door de elektrische stroom ontstaat; maar het

kan ook zijn, dat het membraan door d e kracht van de beweging (voorwaarts of achterwaarts) voorgoed uit zijn vorm getrokken wordt, zodat de spreekspoel blijft steken. Als we willen voorkomen dat een luidspreker door overbelasting de geest geeft, zullen we het vermogen dat door de uitg a n g van de versterker wordt geleverd, zorgvuldig moeten bewaken. Wat we dus nodig hebben, is een schakeling die ons vertelt, wanneer de maximale belastbaarheid van onze boxen wordt overschreden. Het vermogen dat een versterker levert bij een b e p a a l d e belastingsimpedantie, hangt recht-

streeks samen met de spanning die o p de luidsprekeruitgang aanwezig is. Door deze spanning te meten, krijgen we een nauwkeurige indikatie van het aantal watts dat de versterker op een b e p a a l d moment produceert. Onze watt-bewaker (die eigenlijk een LED-VU-meter is) werkt ook volgens dit principe.

Passieve LEDindikatie De spanning die aan de luidsprekeruitgang wordt afgenomen, stuurt niet alleen de indikator, maar dient tevens als voeding voor de schakeling. Vandaar de a a n d u i d i n g "pas-

$ zie tekst

i 1N4148

|J"P | [Tj

Figuur 1. Deze schakeling wordt niet alleen gestuurd, maar ook gevoed door het luidsprekersignaal van de versterker die men wil bewaken. De spanningsdelers aan de bases van de beide transistoren bepalen bij welke uitgangsspanning van de versterker ten dus bij hoeveel watt) de drempelspanning van de basis-emitter-dioden wordt overschreden. D4 licht reeds op als de helft van het maximaal toelaatbare vermogen wordt bereikt.

Tabel 1 P =

Ueff • leff Ueff — -

leff =

Hieruit volgt: P

- "V" z

(Z = luidspreker-impedantie Z = 8 Q of 4 S> Hieruit volgt: Ueff

=

Of Ueff

j/4 • P = v'8 ' P

(2 = 4 2 1 (2 = 8 Q )

Omrekening naar top-topwaarden: U« = 2|/2 • y'4 • P (voor Z = 4 55)

u„ =

2i/2 • V'8 • P (voor Z = 8 0)

P [W]

U« (4 9) [V]

U„ (8 Q| [VJ

1 2 4 10 20 40

4 5,7 8 12,6 17,9 25,3

5,7 8 11,3 17,9 25,3 35,8

sief", hoewel de schakeling is opgebouwd met aktieve komponenten (transistoren en dioden — zie figuur 1). De wisselspanning die over de aansluitklemmen van de luidspreker staat, wordt toegevoegd aan twee afzonderlijke gelijkrichtschakelingen: de ene levert de voedingsspanning van de transistoren op (dat is de kollektorspanning) en de andere levert de gelijk-

Tabel 1. Als de spanning over de luidsprekers en de luidsprekerimpedantie bekend zijn, kunt u met behulp van deze twee formules berekenen, welk vermogen uw versterker op een bepaald moment produceert. De oscilloskoopgebruikers zullen ook de top-top-waarde van de spanning willen weten, want die is op het scherm het meest nauwkeurig af te lezen. In dat geval vermenigvuldigt men de effektieve waarde met de faktor 2} 2. Het onderste gedeelte van deze tabel geeft het verband tussen een aantal luidsprekerspanningen (top-top) en het geleverde vermogen taan 4 Q en 8 Q).

Tabel 2. Met behulp van deze tabel vindt u de juiste waarden van de vier meetweerstanden (R2, R3, R4 en R7). In de kolom onder "rood" (=rode LED) zoekt u de maximale belastbaarheid van uw box, en rechts daarvan ziet u de juiste weerstandswaarden (boven = 4 Q, onder = 8 Q).

spanning voor de wattmeting. Voor de werking van de schakeling maakt het niet uit, hoe hoog de voedingsspanning van de transistoren is. De waarde van deze spanning beïnvloedt weliswaar de helderheid van de indikatie, maar niet de gevoeligheid. De gevoeligheid wordt uitsluitend b e p a a l d door de spanning die aan de bases van de transistoren wordt toege-

voerd. Als de basis-emitterspanning groter wordt dan 0,6 V g a a n de transistoren geleiden, ongeacht de waarde van de kollektorspanning. Natuurlijk is de werking van de schakeling hiermee nog niet geheel verklaard, want we weten nu nog niet hoe het komt, dat bij een b e p a a l d aantal watts de drempelspanning van 0,6 V wordt overschreden. Hoeveel watt de versterker

produceert, kunnen we met behulp van eenvoudige formules berekenen uit de spanning over de luidspreker. Deze formules hoeft u nog niet direkt te bestuderen; u vindt ze in een overzichtelijke tabel aan het einde van dit artikel. De verhouding tussen R4 en R5 (resp R6 en R7) bepaalt bij welke spanning (en dus bij hoeveel watt) de indikator aanspreekt. Waar de grens

Tabel 2 Onderdelenlijst: R1 = 220 Q R2,R3,R4,R7 zie tabel 2 R5.R6 = 1 kS C1 = 1 ^F/63 V C2

=

100 / J F / 6 3 V

T1.T2 = BC547B D1.D2 D3 = D4 = D5 =

= 1N4002 LED (rood) LED (geel) 1N4148

1 Elex-standaardprint formaat 1 Kosten van de onderdelen ca. f 1 0 , -

R2*

R3

R4

R7

39 9

180 9

5,6 k

3,9 k

89

56 0

330 9

10 k

5,6 k

4Q

559

330 9

10 k

5,6 k

rood 4S

2 W

4 W

geel 1 W

2 W

82

82 Q

560 9

15 k

10 k

4S

82 Q

680 9

15 k

10 k

8Q

120 9

1 k

22 k

15 k

4Q

120 9

1k

22 k

15 k

10 W

20 W

5 W

10 W

89

180 9

1,5 k

33 k

22 k

49

180 9

1,5 fc

33 k

22 k

2,2 k

47 k

33 k

40 W

89

20 W

220 9

R2 = 1 W

elex 1-45

moet liggen, hangt uiteraard af van uw luidsprekerboxen. Met behulp van de tweede tabel, die ook a a n het einde van dit artikel is afgedrukt, kunt u zelf de aanspreekdrempel bepalen. Natuurlijk zou een enkele LED met een transistor al genoeg zijn. De tweede LED is een soort luxevoorziening die een vervroegde waarschuwing geeft. Hij licht al op bij een vermogen dat lager is dan de kritische waarde en dooft uit als de eigenlijke waarschuwings-LED (D3) in werking treedt. We hebben dit gerealiseerd door R7 kleiner te maken

dan R4. Op de basis van T2 wordt de drempel van 0,6 V iets eerder bereikt dan op de basis van T l Waarom dooft D4 (gele LED) als D3 oplicht? Het verschil zit in de aanwezigheid van de diode D5. Als de beide transistoren geleiden, staat D3 praktisch parallel a a n de kombinatie D4/D5. Als D3 oplicht, bedraagt de spanning over deze LED ongeveer 1,5 V. Deze spanning staat dus ook over de serieschakeling van D4 en D5 en is niet hoog genoeg om door die beide dioden een stroom te laten lopen. D4 licht dus niet op; dat gebeurt pas

als de spanning over beide dioden groter wordt dan 3 V. De potentialen over D4 en D5 worden dus opgeteld — zo simpel is dat!

Inbouw Als u toevallig zelf boxen g a a t bouwen, hoeft u over de inbouw niet lang na te denken: deze kleine schakeling kan probleemloos in een box worden gebouwd. Maar als u kant en klare boxen in gebruik heeft, kunt u deze het beste met rust laten — meestal zijn ze niet, of slechts met grote moeite open te krijgen. In dat ge-

val kunt u de schakeling onderbrengen in een afzonderlijk kastje, want aan de werking van de schakeling doet dat niets af. Als u een kastje van geeloxeerd aluminium kiest, kan de watt-bewaker op een box of naast de versterker staan zonder uit de toon te vallen.

kursus wisselstroom (7) Vermogen Op het eerste gezicht lijkt het vreemd, dat een wisselspanning ook vermogen kan leveren. Immers, net als de spanning en de stroom zou het vermogen dan steeds van richting moeten veranderen: eerst naar de verbruiker toe en vervolgens weer terug naar het lichtnet. Bij nader inzien kan dat natuurlijk helemaal niet: een lamp kan het eenmaal uitgestraalde licht niet terughalen en weer in stroom veranderen. Laten we eens g a a n kijken wat de stroom en de spanning in figuur 3-19 doen.

3-19

De weerstand van 100 Q zet het geleverde vermogen om in warmte. Dat vermogen kunnen we berekenen met de formule: P = U x I Als de spanning 3 volt is, loopt er een stroom van 30 mA, Het vermogen bedraagt dan 90 milliwatt. Bij een spanning van —1 volt gaat er een stroom in tegengestelde richting lopen, —10 mA dus. Als we nu het vermogen g a a n uitrekenen, vallen bij het vermenigvuldigen de twee mintekens tegen elkaar weg: p = - 1 v x - 1 0 mA = 10 mW

u-

Onafhankelijk van d e stroom- en spanningsrichting wordt er dus steeds vermogen geleverd. Dat vermogen is overigens niet konstant; in figuur 3-20 is dat duidelijk te zien.

**

o-

t

'

3-20

rv^ ,k

u 1

JOmA-

p

•

90 m W -

i toon

-1 V-

O—

i

lOmW-. 40 ni A „

0

t 86744X-19

t

' 86744X-18

1-46 elex

Het vermogen van een sinusvormige spanning (bijvoorbeeld de netspanning) neemt zelfs regelmatig af tot nul (figuur 3-21).

— De spanning over de kondensator wordt b e p a a l d door d e hoeveelheid elektrische lading. — De kapaciteit drukt uit, hoeveel lading een kondensator kan opslaan. Als de spanning over twee kondensatoren gelijk is, bevat die met de grootste kapaciteit de meeste lading. — Kondensatoren bestaan in principe uit twee, ten opzichte van elkaar geïsoleerde, metalen oppervlakken (2 aansluitingen) Kondensatoren kunnen ook wisselspanningen uitfilteren. Ze zijn namelijk niet doorlaatbaar voor gelijkstroom, omdat er geen geleidende verbinding bestaat tussen de twee aansluitingen. Maar een wisselstroom komt er wel doorheen.

4-1 II De maximale waarden van de spanning over en de stroom door een gloeilamp van 100 watt zijn j/2 maal zo hoog als de aangegeven effektieve waarden. Het maximale vermogen is dus tweemaal zo hoog als de effektieve waarde van 100 watt. Als we het onderste tekeningetje in figuur 3-21 nauwkeurig bekijken, zien we dat de toppen boven de 100-watt-lijn de dalen eronder precies op kunnen vullen. Gemiddeld bedraagt het vermogen dus 100 watt; die waarde staat dan ook op de lamp gestempeld. Vermogensberekeningen in de wisselstroomtechniek worden pas ingewikkeld, als de stroom- en d e spanningsperioden ten opzichte van elkaar verschoven zijn. Bij gloeilampen en verwarmingselementen is dat niet het geval; daar geldt de formule:

II — •

'S,

9_

Ó 86744X-1

ledere verandering van spanning of polariteit veroorzaakt een laad- of ontlaadstroom. Omdat die stroom maar gedurende een b e p a a l d e tijd loopt, kan alleen een veranderende spanning (dus bijvoorbeeld een wisselspanning), een stroom veroorzaken 'door" de kondensator. Daarom verschijnt in figuur 4-1 achter de kondensator alleen de wisselspanning.

Peff = Ueff X lefl

Samenvatting: — Golfvorm, spanningswaarde en periodeduur/frekwentie zijn de karakteristieke kenmerken van een wisselspanning. — De topspanning (amplitude) is de hoogste spanningswaarde van een periode. — De effektieve waarde van een wisselspanning is gelijk aan de waarde die een gelijkspanning zou moeten hebben om aan een verbruiker hetzelfde vermogen te leveren als de bedoelde wisselspanning. — De periodeduur is d e tijd waarin een periodiek signaal een komplete periode doorloopt. — De frekwentie is de reciproke waarde van de periodeduur, dus het aantal perioden per sekonde. — De gebruiksmogelijkheden van wisselspanningen zijn sterk afhankelijk van de frekwentie. — Luidsprekers of hoofdtelefoons zetten wisselspanningen binnen een b e p a a l d frekwentiegebied om in hoorbare tonen.

Hoofdstuk 4 Kondensator en wisselstroom De kondensator speelt in de wisselstroomtechniek een bijzondere rol. Daarom wijden we er in deze kursus een apart hoofdstuk aan. Hoe een kondensator zich gedraagt bij gelijkstroom, hebben we in Elex al herhaalde malen besproken. Daarom vatten we dat hier heel kort even samen: — Kondensatoren slaan elektrische ladingen op. De hoeveelheid lading is afhankelijk van de laadstroomsterkte en van de laadtijd. — Laad- en ontlaadstroom vloeien maar een b e p a a l d e tijd, totdat de kondensator geladen of ontladen is.

In figuur 4-2 wordt dat nog eens duidelijk voorgesteld a a n de hand van een watermodel. Het bakje bovena a n stelt de kondensator voor, de pomp is de stroombron. Middenin de "kondensator" is een rubber membraan aangebracht, zodat er geen kontinue kringloop van het water mogelijk is. Maar als de pomp afwisselend naar links en naar rechts draait, kan door de elasticiteit van het membraan het water wel heen en weer stromen. Dit model vertoont nog een ander punt van overeenkomst met een echter kondensator: als de waterdruk te hoog wordt, gaat het membraan kapot. Een kondensator slaat ook door als de spanning erover te hoog wordt. wordt

vervolgd

elex 1-47

f ^ ^ J

MA

,ü

ËfmÊk

f

'A

1

KOMPONENTEN Komponenten

koptelefoon

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

zenerdiode

aarde

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

-0"

gloeilampje

-©"

neonlamp je

thyristor

<4

luidspreker

spoel

draad (geleider)

diac verbindingen

weerstand

spoel met kern

potentiometer (potmeter)

transformator

kruising zonder verbinding

LED (lichtgevende diode)

afgeschermde kabel

£

instelpotmeter

schakelaar (open)

-J.

i

dp-ï fotodiode (lichtgevoelige diode)

relais (kontakt in ruststand)

NPN transistor

drukknop (open)

operationele versterker (opamp) stereo potmeter

O

aansluiting (vast)

PNP-transistor

-0^

inverter

AND-poort (EN-poort)

aansluiting (losneembaar)

LDR (lichtgevoelige weerstand)

<J>

0— 1—0

f

batteri

' cel

4

h | h | HE)

kondensator

variabele kondensator

zekering

N-kanaal J-FET

NOR-poort (NOF-poortl

€(

*

-0-

EXOR-poort (EX-OF-poort)

P-kanaal J-FET

H3 diode

1-48 elex

OR-poort (OF-poort)

elektrolytische kondensator

-Qbatterij (meer dan 3 cellen)

NAND-poort (NEN-poort)

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

«I

batterij (3 cellen)

0-h

4Z>

meetpunt

draaispoelinstru ment

^E>-

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

il

ik

'k\

I*

'k\

I

ItJiiPCNENTtN
*

'f~>

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

L^_ Jl mm"

:„

n

il mr

I

/ kteur

is,e cijfer

c jfer

vermentgvul- tolerantie digingsfaktor in %

zwart

-

0

1

-

bruvrv

1

1

10

± 1%

rood

2

2

100

± 2%

oranje

3

3

1000

geef

4

4

10.000

-

groen

5

5

100.000

± 0,5%

blauw

6

6

1.000 000

violet

7

7

grijs

8

8

wit

9

9

-

-

goud

-

-

zitve* geen

x0,1

± 5%

x0,01

± 10%

-

± 20%

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

zijn kleine ladingreservoirs. Ze worden met C aangeduid. Aangezien ze wel wisselspanning maar geen gelijkspanning doorlaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspanning. De hoeveelheid lading die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van gewone kondensatoren (keramische en folie-kondensatoren) liggen tussen 1 pF en 1 MF, dus tussen 1-0<x).000.000.000 F e n 1.000.000 R De waarde isop de kondensator vaak in de Elexschrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; ^03 = 0,03|uF = 30 nF; 100 p (of n100 of n1) = 100 pF. De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 20% hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de kapaciteit en van het materiaal waaruit de kondensator is opgebouwd: f 0,40 tot f 1,50.

-4F

Elektrolytische kondensatoren (eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen IjiF en 10.000/^F). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een min-aansluiting, die niet verwisseld mogen worden. Bij tantaal-elko's (een heel klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10^F/35 V kost zo rond f 0,40.

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

zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze om, dan sperren ze. In doorlaatrichting valt er over de aansluitingen van een

O

H doorlaatrichting

O

©

H

O

sperrichting

elex 1-49

A

ik

'IV

I"

'il

ƒ

KOMRONENTEN 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.

£

>K

'M lampje

Ê.

--®

-~i> ©

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. In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NPN) en BC 557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aansluitingen.

Zijn de aansluitingen onbekend, dan kan de diode m.b.v. een lampje en een batterij worden getest. Het lampje brandt alleen als de diode is aangesloten in de getekende richting. De belangrijkste technische gegevens van een diode zijn de sperspanning en de maximale stroom in doorlaatrichting. In Elex worden hoofdzakelijk twee typen gebruikt: 1N4148 (sperspanning 75 V, doorlaatstroom 75 mA), prijs ca. f 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A), prijs ca. f 0,25.

%

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

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

é Transistors zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en koliektor. Er zijn NPN- en PNP-transistors. Bij NPN-transistors ligt de emitter altijd aan een negatievere spanning dan de koliektor, bij PNPtypen is dat precies andersom. 1-50 elex

pen 1

Geïntegreerde schakelingen 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.

elektuur

COMPUTING 5 enkele items: interfacetechnieken en ergonomie Forth UCSD Pascal SRAM-kaart voor EC68K Centronics adapter laser printers 64 K DRAM geheugen uitbreidingskaart High Speed CMOS processor V30 EC-65 K/65816 software

deze computing is nu verkrijg de prijs is ƒ 18,75/ Bfrs. 370 (verzendkosten ƒ 2,50/Bfrs 50) gebruik de bestelkaart elders in het blad! advertentie

elex 1-51