Prakticka Elektronika 2001-02

NÁŠ ROZHOVOR

ROÈNÍK VI/2001 ÈÍSLO 2

V TOMTO SEŠITÌ

Praktická elektronika A Radio

Vydavatel: AMARO spol. s r. o.

Redakce: Šéfredaktor: ing. Josef Kellner, redaktoøi: ing. Jaroslav Belza, Petr Havliš, OK1PFM, ing. Jan Klabal, ing. Miloš Munzar, CSc., sekretariát: Eva Kelárková.

Redakce: Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: (02) 57 31 73 11, tel./fax: (02) 57 31 73 10, sekretariát: (02) 57 32 11 09, l. 268. Roènì vychází 12 èísel. Cena výtisku 36 Kè. Rozšiøuje PNS a. s., Transpress spol. s r. o., Mediaprint & Kapa a soukromí distributoøi. Pøedplatné v ÈR zajišuje Amaro spol. s r. o. - Michaela Jiráèková, Hana Merglová (Radlic-ká 2, 150 00 Praha 5, tel./fax: (02) 57 31 73 13, 57 31 73 12). Distribuci pro pøedplatitele také provádí v zastoupení vydavatele spoleènost Pøedplatné tisku s. r. o., Abocentrum, Moravské námìstí 12D, P. O. BOX 351, 659 51 Brno; tel: (05) 4123 3232; fax: (05) 4161 6160; abocen-trum@pns.cz; reklamace - tel.: 0800-171 181. Objednávky a predplatné v Slovenskej republi-ke vybavuje MAGNET-PRESS Slovakia s. r. o., Teslova 12, P. O. box 169, 830 00 Bratislava 3, tel./fax (07) 444 545 59 - predplatné, (07) 444 546 28 - administratíva; email: magnet@press.sk. Podávání novinových zásilek povoleno Èeskou poštou - øeditelstvím OZ Praha (è.j. nov 6005/96 ze dne 9. 1. 1996).

Inzerci v ÈR pøijímá redakce, Radlická 2, 150 00 Praha 5, tel.: (02) 57 31 73 11, tel./ /fax: (02) 57 31 73 10.

Inzerci v SR vyøizuje MAGNET-PRESS Slovakia s. r. o., Teslova 12, 821 02 Bratisla-va, tel./fax (07) 444 506 93.

Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpoví-dá autor (platí i pro inzerci).

Internet: http://www.aradio.cz Email: pe@aradio.cz

Nevyžádané rukopisy nevracíme. ISSN 1211-328X, MKÈR 7409 © AMARO spol. s r. o.

s Ing. Vladimírem Rosùlkem,

øeditelem èeské firmy SEA,

za-bývající se vývojem a výrobou

elektroniky a zaøízení GSM.

Mohl byste našim ètenáøùm povì-dìt nìco o historii vaší firmy?

Firma SEA s. r. o. byla založena v ro-ce 1992. Pùvodnì jsme byli všichni za-mìstnáni ve VÚOSO (Výzkumný ústav obrábìcích strojù a obrábìní). Jelikož ale tehdejší vedení nemìlo zájem o udr-žení oddìlení vývoje elektroniky, ve kte-rém jsme pracovali, rozhodli jsme se založit vlastní firmu. Od VÚOSO jsme si pronajali pøístrojové vybavení a pro-story a zaèali „podnikat“.

Firma zaèala pracovat se ètyømi pra-covníky a zpoèátku byla orientována výhradnì na návrh desek s plošnými spoji, kreslení filmových pøedloh pro vý-robu desek s plošnými spoji a vše, co s tím souvisí. Tuto èinnost provozuje-me dodnes, i když v podstatnì provozuje-menším rozsahu než v poèátcích. Další aktivi-tou byla modernizace, servis a prodej výpoèetní techniky a software.

Od ukonèení studia jsem pracoval na vývoji prùmyslové elektroniky a pøichá-zel jsem do styku s mnoha zákazníky, kteøí potøebovali vyøešit zakázkovì vý-voj, popøípadì subdodávky a osazení desek s plošnými spoji. Proto jsme se snažili dále rozšíøit rozsah èinnosti fir-my a postupnì se k návrhu plošných spojù pøidalo i osazování a oživování desek plošných spojù a výroba jedno-duchých elektronických celkù. V roce 1996 jsme pronajali další prostory, jed-nak v sídle firmy v Hostivaøi a také v Mníšku pod Brdy, kde se od té doby osazují plošné spoje a montují elektro-nické výrobky.

Èím se dále vaše firma zabývá?

Jednou z dalších nových aktivit fir-my je pøímý dovoz konektorù, optoelek-tronických a nìkterých automatizaèních prvkù z Taiwanu, které jsou používány pøedevším ve vlastní výrobì, a souèas-nì jsou také prodávány.

S rozvojem GSM zaèala naše firma vyvíjet a vyrábìt zaøízení umožòující technické využití sítì GSM. S øeše-ním této problematiky máme v souèas-né dobì nìkolikaleté zkušenosti a naše výrobky pokrývají širokou škálu oblastí využití. Rostoucí objem vývoje zaøíze-ní pro technické využití GSM sítì, zej-ména v oblasti SW pro mikroproceso-rové systémy a také následné výroby a kompletace zaøízení, si vyžádal další rùst firmy, a to jak v technickém vyba-vení, tak i v poètu pracovníkù, a tím i nutnost vìtších prostor.

V roce 2001 má firma 18 zamìstnan-cù a 3 externí programátory. Hlavní náplní její èinnosti je:

• vývoj a výroba elektronických sys-témù (vlastních èi podle požadavkù zákazníka),

• návrh desek s plošnými spoji a vy-kreslování filmových pøedloh pro výro-bu PCB,

• dovoz a prodej konektorù, optoelek-troniky a programovatelných automatù z Taiwanu,

• dovoz a prodej vysokofrekvenèních modulù 433,92 MHz z Itálie,

• prodej a servis výpoèetní techniky a poèítaèových sítí.

Z èinnosti vaší firmy mne zaujala možnost využít sítì GSM i k jiným úèelùm, než je telefonování a po-sílání zpráv SMS.

Mezi nejžádanìjší zaøízení pro tech-nické aplikace GSM patøí malý SMS procesor s typovým oznaèením SP-1. SP-1 je malý SMS procesor s 8+8 digi-tálními vstupy/výstupy s modulem SIE-MENS A1. Umožòuje ètení dat z logic-kých vstupù a øízení logiclogic-kých výstupù výmìnou SMS zpráv s dalším zaøíze-ním na síti GSM, napø. mobilzaøíze-ním tele-fonem èi øídicím poèítaèem s modulem GSM a pøíslušným SW pro práci se SMS. Zaøízení je vyrábìno jako deska s plošnými spoji (155x72 mm) s modu-lem A1 nad souèástkami (celková výš-ka 35 mm) bez krytí (IP00) a je urèeno k vestavbì do skøínì (rozvadìèe) stá-vajícího zaøízení. Bìhem normálního provozu je stav zaøízení signalizován tøemi LED (STATUS, RECEIVE, SEND). Pro uvedení do provozu je vhodné pøi-pojit odnímatelný servisní modul s dis-plejem LED, tlaèítky a rotaèním spína-èem, který umožòuje lépe sledovat stav zaøízení a testovat nìkteré jeho funk-ce. Servisní modul je také nutný pro pro-gramování modulu z PC pøes rozhraní RS232.

Podstatnì výkonnìjší verzí je zaøí-zení s oznaèením SPADC-1, které slou-ží pro monitorování stavu a pøípadnì umožòuje omezené dálkové ovládání nìkterých technologických souèástí Ing. Vladimír Rosùlek, øeditel firmy SEA

Nᚠrozhovor ... 1

AR mládeži: Jak na decibely, LED ... 3

Jednoduchá zapojení pro volný èas ... 4

Informace, Informace ... 5

Elektronická èasomíra ... 6

Automatická nabíjaèka miniatúrnych gombíkových batérií ... 9

Hlasový výstup k meteostanici ... 10

Sezam - Jednoduchý pøístupový systém . 14 Pøípravek pro ovládání sbìrnice I2_{C ... 16}

Zajímavý páskový indikátor ... 18

Nové knihy ... 18

Laserový „holoprojektor“ ... 19

Svítilny s LED ... 21

Spínané regulátory napìtí øady L497x ... 22

Stavíme reproduktorové soustavy (XLI) ... 24

Inzerce I-XXIV, 48 Jednoduchý regulátor osvìtlení s dálkovým ovládáním ... 25

Impulzní nabíjeèka olovìných akumulátorù ... 29

Lineární usmìròovaèe signálu ... 31

PC hobby ... 33

CB report ... 42

Rádio „Historie“ ... 43

objektu (napø. vodárna, malá vodní elektrárna, atd.). Modul je trvale vesta-vìn v pøíslušném objektu a pøipojen k jeho zaøízením. Prostøednictvím sítì GSM je tento modul „propojen“ s cent-rálním poèítaèem vybaveným modulem GSM nebo s mobilním telefonem maji-tele (nebo uživamaji-tele) objektu, který má takto možnost kdykoliv sledovat stav objektu a mùže dálkovì ovládat nìkte-rá zaøízení. Nìkteré události detekova-né modulem SPADC-1 vyvolávají au-tomaticky okamžitì pøenos informace (napøíklad otevøení objektu, výpadek a obnovení dodávky elektrického proudu èi pøekroèení mezí zvolené analogové velièiny). Pøenos informace se dìje pøe-nosem zpráv SMS zasílaných mezi mo-dulem SPADC-1 a mobilním telefonem nebo poèítaèovým centrem pro SMS. Konkrétní texty SMS zpráv si naprogra-muje uživatel sám pomocí PC a doda-ného SW pro Windows.

V úvodu jste se zmínil o progra-movatelných automatech. K èemu je lze použít?

Programovatelné logické automaty patøí mezi automatizaèní prvky s vyso-kou užitnou hodnotou. Jsou moderním automatizaèním prvkem schopným vel-mi výhodnì nahradit skupinu relé se vzájemnì propojenými kontakty s urèi-tou logickou funkcí, vèetnì èasových relé a èítaèù. Jejich pøedností je jedno-duché pøipojení k øídicímu systému, možnost snadno modifikovat a rozšiøo-vat logické funkce systému (u reléové-ho systému toto zpravidla znamená mìnit zapojení a pøidávat další relé) a snadná realizace nìkterých funkcí, kte-ré jsou u reléové logiky obtížnì reali-zovatelné (napø. èítání impulsù nebo èasovì závislé øízení podle elektronic-kého kalendáøe a hodin reálného èasu). Øada programovatelných logických automatù FACON je nabízena v prove-dení typu kostka (brick type).

Základní jednotka a další moduly rozšíøení jsou mechanicky shodné a øadí se v rozvadìèi do jedné vodorov-né øady (pøípadnì do více øad pod se-bou) s propojením páskovým kabelem s konektory, který je souèástí rozšiøují-cích jednotek. Upevnìní je možné buï šrouby na panel, nebo na lištu DIN.

Programovatelný automat FACON Základní jednotka obsahuje impuls-ní napájecí zdroj logického automatu a napájecí zdroj 24 V pro logické obvody vstupu a výstupu, který mùže pracovat pøi napájecím napìtí sítì 90 až 260 V s kmitoètem 50 nebo 60 Hz, jednotky rozšíøení jsou k dispozici se zdrojem i beze zdroje podle požadavkù dané aplikace.

Pøedností automatù FACON nové øady FBE/FBN je vysoká operaèní rych-lost 0,33 µs na jednu sekvenèní in-strukci, což je 5 až 10x rychlejší než nìkteré jiné automaty nabízené v po-dobných cenových relacích.

Tato vysoká operaèní rychlost je do-sažena použitím rozsáhlého programo-vatelného logického pole, naprogramo-vaného jako speciální logický procesor, který spolupracuje s normálním 16bi-tovým procesorem ZlLOG, vykonáva-jícím èasovì ménì kritické èinnosti au-tomatu. Kromì zvýšené rychlosti programu, zvìtšené kapacity pamìti programu a dat a doplnìní dalších

in-strukcí (zejména pro øízení pohybu) mají automaty této øady 3 sériové porty (TTL, RS232 a RS485) a volitelnou polaritu vstupù a výstupù NPN/PNP.

Vnitøní struktura automatu je konci-pována jako „velké PLC“ s maximálním poètem 160 vstupù a 160 výstupù. Sku-teèný poèet vstupù a výstupù je dán volbou základní jednotky a rozšiøujících modulù podle požadavkù dané aplika-ce. Poèet vnitøních èasovaèù, èítaèù, re-gistrù a interních logických bodù odpo-vídá maximální konfiguraci automatu, a tak pøi praktických aplikacích je jejich poèet zpravidla více než dostateèný.

Vstupy logických automatù FACON-FB jsou pro napìtí 24 V. Aktivují se se-pnutím na zem a jsou oddìleny opto-èleny od vlastní elektroniky automatu. Výstupy jsou spínací kontakty relé s proudem max. 2 A pøi støídavém na-pìtí 230 V nebo maximálnì 30 V stej-nosmìrného napìtí. Existují také pro-vedení s bezkontaktním výstupem se spínacími tranzistory NPN (u sdruže-ných svorek výstupù jsou vzájemnì pro-pojeny emitory). Nová øada FBE/FBN umožòuje volit polaritu vstupù (všech spoleènì) a výstupù (individuálnì pro každý výstup jumperem).

Vysokofrekvenèní moduly byly souèástí nìkolika konstrukcí uve-øejnìných v našem èasopise. Co v této oblasti nabízíte?

Vf moduly patøí mezi nejžádanìjší souèástky pro amatérské i profesionál-ní použití. Z nabídky bych vybral napø. superreakèní pøijímaè RR3. Jeho ci-tlivost obvykle pøesahuje -100 dBm (2,2 µV) pøi vstupní impedanci 50 Ω. Vyznaèuje se velkou kmitoètovou sta-bilitou i v pøítomnosti mechanických vi-brací, pøi ruèní manipulaci a v širokém rozsahu teplot. Pøesnost nastaveného kmitoètu je velmi vysoká díky patento-vanému laserovému ladicímu procesu. Modul RR3 je schválen ÈTÚ (R783).

RT4–EA je hybridní modul, který umožòuje realizovat kompletní vf vysí-laè pøidáním kódovacího obvodu. Vy-znaèuje se stabilními elektrickými vlast-nostmi díky technologii „hustých vrstev“. Modul RT4 je schválen ÈTÚ (T832).Tyto moduly se dodávají pro kmitoèet 433,92 MHz. V pøípadì zájmu mùžeme dodat moduly i pro kmitoèty 315 MHz, 418 MHz nebo 433,92 MHz.

V souèasné dobì nabízíme kromì modulù s amplitudovou modulací také moduly s frekvenèní modulací. Úplnou novinkou v sortimentu vf modulù budou moduly s kmitoètem 866,35 MHz.

Kde vaši firmu pøípadní zájemci naleznou?

Od srpna 2000 sídlíme v nových pro-storách na adrese Dolnomìcholupská 21/96 (asi 200 m od pùvodního sídla). Internetová adresa: www.seapraha.cz, e-mail: sea@seapraha.cz. tel.: 727 000 58 nebo 727 000 62, fax. 72701418.

Dìkuji za rozhovor.

Pøipravil ing. Jaroslav Belza

AR ZAÈÍNAJÍCÍM A MÍRNÌ POKROÈILÝM

Jak na decibely

trochu jinak

V èlánku „Jak na decibely“ byly uve-deny nìkteré nepøesnosti, které se v dalším textu pokusíme uvést na pra-vou míru. Napø. úvodní úvaha o napì-ovém zesílení zesilovaèe by platila podle pùvodní definice v plné míøe jen tehdy, pokud by všechny napìové úrovnì byly mìøeny na stejném èinném odporu, jak vyplyne z dalšího textu.

Mìøit nìjakým zpùsobem pomìry na dálkových telefonních okruzích se uká-zalo úèelným brzy po zavedení telefo-nu do praxe. Návrhy byly rùzné a napø. Pupin navrhoval zavést „jednotku ze-slabení“, která se však neujala. Potøe-ba standardizace vedla k tomu, že byl jednak vytvoøen mezinárodní poradní orgán CCI (dnes CCITT), jednak v Bel-lových laboratoøích zpracovali metodi-ku mìøení úèinnosti pøenosu s jednot-kou TU (Transmission unit), která má charakter dnešního decibelu. To se sta-lo v roce 1924. V roce 1927 pak sku-teènì na plenárním zasedání CCI bylo rozhodnuto o zavedení pøenosových jednotek založených na srovnávání vý-konù, ale tehdy se nemohli dohodnout, zda vzít za základ logaritmy dekadické nebo pøirozené. Proto bylo nakonec rozhodnuto zavést jednotky dvì - jed-na byla jed-nazvájed-na neper (Np) podle vy-nálezce pøirozených logaritmù Johna Napiera (1550 až 1617), které byly v tomto pøípadì dosazovány do vzorcù, druhá využívala dekadických logaritmù a byla podle Alexandra Grahama Bella nazvána bel (B). Jednomyslnì (!) pak bylo rozhodnuto, že v oficiálních textech CCI se pøenosové ztráty, zisky, pøesle-chy ap. budou zároveò udávat v nepe-rech i belech, eventuálnì desetinách tìchto jednotek (z nich se ujala pouze jednotka decibel, o decineperu asi ni-kdo z nás neslyšel).

V Americe bylo více rozšíøeno pou-žívání decibelu, na evropském konti-nentì neperu. Postupnì se však zaèa-la více a více prosazovat jednotka decibel, až v roce 1968 na zasedání CCITT v Argentinì byla pøijata zásada, že všechny informace o pøenosových velièinách, pokud budou sdìlovány mezinárodnì, musí být v decibelech. U nás byl zaveden decibel pøedpisem FMS v roce 1974. Jako perlièku mùže-me ocitovat jednu významnou pracov-nici mezinárodní normativní organiza-ce, která prohlásila: „decibel je velmi užiteèná jednotka, ale do soustavy jed-notek nepatøí, protože je chudáèek bez-rozmìrný“.

Mùžeme se ptát, proè takové sou-peøení mezi tìmito dvìma jednotkami. Odpovìï je nasnadì, nebo decibel je jednoznaèná jednotka k vyjádøení

po-mìru výkonù. Pakliže ovšem hovoøíme o pomìru napìtí nebo proudù, vždy musí být navíc udáno, pøi jakém (stej-ném) odporu je údaj pravdivý. U nepe-ru je tomu obrácenì. Tam se udává pøi mìøení výkonù, pro jaký odpor (èi im-pedanci) jsou údaje platné, zatímco pøi porovnávání proudù nebo napìtí na tom nezáleží. Proè tomu tak je, bychom zjistili snadno pøi matematickém odvo-zení vzájemných vztahù. (V praxi však i renomované firmy uvádìjí napìové zesílení vypoètené (vzorce viz minulé èíslo PE) bez vztahu k vstupní nebo výstupní impedanci. Staèí nahlédnout do kteréhokoli katalogového listu na jakýkoli operaèní nebo nf zesilovaè -pozn. red.)

Jestliže mluvíme obecnì napø. o útlumu (v radiotechnice nejbìžnìjší vyjádøení pomìrù na napájecím vede-ní), pak nám údaj v decibelech vyho-vuje. Jenže jakmile zaèneme hovoøit o úrovních, toto vyjádøení již samotné obvykle nestaèí a k decibelu musíme navíc dodat upøesòující informaci, k èe-mu je udaná hodnota vztažena. Pøíklad: pro absolutní úroveò výkonu se použí-vá vztažná jednotka dB(1mVA) nebo dB(1mW) pøípadnì ještì struènìji dBm. Proè zase takto nejednoznaèné vyjád-øení? Odpovìï je opìt prostá. Zásady ISO (Mezinárodní organizace pro nor-malizaci) mluví jasnì - dB(1mW); ovšem naše interní smìrnice FMS na-øídily užívat dBm. To m je prvé písme-no z mili. A aby byl zmatek ještì vìtší, TESLA si zavedla do své podnikové normy oznaèení vztažných jednotek do závorky - dB(m).

Ale pokraèujme dále - relativní úro-veò výkonu vyjadøuje pomìr výkonù P_x / P₁, kde P₁ je výkon v libovolném místì vedení, pro dané mìøení zvole-né jako zaèátek. Používá se oznaèení dBr.

Pro mìøení absolutní úrovnì napìtí (vztaženo k absolutní úrovni výkonu) bereme v úvahu pomìr U_x / U_o, kde U_x je efektivní napìtí v mìøeném místì

daného pøenosového systému a U_o je referenèní hodnota napìtí 0,775 V, což odpovídá výkonu 1 mW na èinném od-poru 600 ohmù.

V praxi se používá oznaèení dBu. Pozor, u napìtí ale bývá také bìžná re-ferenèní hodnota U_o 1µV a pak píšeme dB(1µV).

Existuje ještì mnoho dalších zkrá-cených oznaèení decibelù - napø. dBa - jednotka v decibelech nad referenè-ním šumem, psofometrické jednotky dBmp, dBw jako absolutní jednotky vý-konu vztažené k 1 W, nebo dokonce dBk - což je totéž, ale vztaženo k 1 kW, pøi mìøení pøeslechù se užívá dBx atd. Jako radioamatéøi se èasto setkáte v anténní technice s údajem dBi - což používají hlavnì výrobci ve svých inze-rátech, aby opticky „vylepšili“ zisk u smìrových antén. Znamená to zisk dané antény vùèi tzv. izotropnímu záøi-èi (což je spíše fiktivní pojem), místo aby byl zisk udáván vùèi pùlvlnnému dipólu - dBd. Vzhledem k tomu, že platí pøi-bližnì dBd = 3 dBi je snad smysl užití této vztažné velièiny jasný.

QX

Není LED

jako LED

Svítivé diody naleznete pomalu v každém elektronickém zaøízení. Kro-mì barvy vyzaøovaného svìtla bývá nejdùležitìjším údajem velikost napá-jecího proudu. Napájecí proud bývá od-vozen vìtšinou tak, že LED je pøipoje-na pøipoje-na pøipoje-napájecí pøipoje-napìtí pøes rezistor s vhodným odporem. Pro správný výpo-èet (nebo odhad) odporu rezistoru je tøeba vzít v úvahu i úbytek napìtí na LED, který bývá podle použité techno-logie výroby 1 až 5 V. Pro usnadnìní návrhu pøedøadného rezistoru mùžete použít graf na obr. 1, ve kterém jsou voltampérové charakteristiky nìkolika bìžných LED. VH Obr. 1. Voltampéro-vé charakteristiky bìžných, supersvíti-vých a infra LED v propustném smìru v semiloga-ritmických souøadni-cích. Nìkteré typy èervených LED (vyrábìných jinou technologií) mají vìtší napìtí, obdobné jako standardní žluté a zelené LED

Jednoduchá zapojení

pro volný èas

Obr. 1. Bzuèák s napájecím napìtím 3 V

Obr. 2. Obrazec plošných spojù a rozmístìní souèástek na desce bzuèáku s napájecím napìtím 3 V (mìø.: 1:1)

Bzuèák

s napájecím napìtím 3 V

Tento jednoduchý bzuèák, ovládaný tlaèítkem, je jedním ze zaøízení, která je možné použít pro mnoho úèelù.

Lze s ním napøíklad procvièovat Morseovu abecedu, mùžeme ho pou-žít jako zvonek na dveøích pokoje nebo ho tøeba mùžeme vestavìt do nìjaké hraèky.

Pokud místo tlaèítka S1 zapojíme dva kablíky s mìøicími hroty nebo s banánky, získáme pomìrnì èasto používanou zkoušeèku pro testování vodivosti (celistvosti) obvodù.

Popis zapojení

Schéma bzuèáku je na obr. 1. Èin-nost obvodu je velice jednoduchá.

Jako zdroj signálu je použit asta-bilní klopný obvod, vytvoøený ze dvou hradel integrovaného obvodu CMOS typu 4011. Pokud chce nìkdo vyšší nebo nižší kmitoèet signálu (vyšší nebo n힚í tón), mùže zkusit zmìnit odpor rezistoru R1 nebo kapacitu kondenzátoru C1. Souèin hodnot R1, C1 urèuje kmitoèet, na nìmž bude astabilní klopný obvod pracovat.

Nepoužitá hradla mají vstupy ošet-øené tím, že jsou pøipojeny ke kladné napájecí sbìrnici Udd. Pokud by vstupy nebyly ošetøené, mohla by mít nepoužitá hradla nahodilý odbìr na-pájecího proudu až nìkolik desítek mA, což je nežádoucí.

Tranzistor T1 zesiluje signál pro sluchátkovou vložku nebo reproduk-tor SP1.

Bzuèák je napájen napìtím 3 V (napø. ze dvou tužkových èlánkù), kte-ré se zapíná tlaèítkem S1. Odbìr proudu je asi 3 mA (záleží na impe-danci použitého reproduktoru).

Stavba

Souèástky bzuèáku jsou pøipáje-ny na desce s jednostrannými ploš-nými spoji, která má rozmìry asi 20x50 mm.

Obrazec plošných spojù a rozmís-tìní souèástek na desce je na obr. 2.

Stavba je pomìrnì jednoduchá a zvládne ji i zaèáteèník. Integrovaný obvod IO1 je vhodné umístit do ob-jímky, aby jej bylo možné v budouc-nosti použít i k jiným úèelùm.

Seznam souèástek

R1 18 kΩ R2 2,7 kΩ C1 10 nF, fóliový (v nouzi keramický) IO1 CMOS 4011 T1 BC546 SP1 sluchátková vložka nebo reproduktor S1 spínací tlaèítko (mikrospínaè) baterie 3 V (dva èlánky AA v držáku) deska s plošnými spoji è. PE193

Ladislav Stratil ml.

Bistabilní obvod ovládaný

spínacím tlaèítkem

Na obr. 3 je schéma obvodu, který využívá kondenzátor C1 jako pamìo-vou souèástku rozhodující o tom, zda po stisknutí tlaèítka S1 relé RE1 se-pne nebo vyse-pne.

Obvod na obr. 3 emuluje tyristor s pøechody PNPN a mùžeme jej po-užít jako náhradu klopného obvodu CMOS 4013 v pøípadì, kdy chceme konstrukci vtìsnat do velmi malého prostoru. Hodnoty souèástek na schématu jsou urèeny pro napájecí

Obr. 3. Bistabilní obvod ovládaný spínacím tlaèítkem

napìtí 12 V a automobilové relé RE1 je schopné spínat proud až 30 A.

Po pøipojení napájecího napìtí zù-stane relé vypnuto a kondenzátor C1 se pøes R1, R2, D1 a R3 nabije s èa-sovou konstantou 100 ms na koneè-né napìtí asi 10 V. Oba tranzistory T1 i T2 jsou vypnuté, LED D1 nesvítí a obvodem protéká pouze zbytkový proud tranzistorù (zlomky µA).

Pøi stisknutí tlaèítka S1 se kon-denzátor C1 vybíjí pøes rezistor R4 do báze NPN tranzistoru T1, který se-pne. Kolektorovým proudem tranzis-toru T1 se rozsvítí LED D1 a vybudí se báze tranzistoru T2 (PNP), který také sepne. Kolektorový proud tran-zistoru T2 sepne relé R1 a pøes re-zistor R5 udržuje sepnutý tranre-zistor T1 i po uvolnìní tlaèítka.

Oba tranzistory se vzájemnì udr-žují sepnuté a trvale sepnuté zùstává i relé. Spotøeba obvodu (bez proudu cívkou relé) je v tomto stavu asi 10 mA. Sepnutým tranzistorem T1 se pøes R3 zcela vybije kondenzátor C1, na kterém zùstane napìtí asi 100 mV, odpovídající saturaènímu napìtí T1.

Pøi opìtovném stisknutí tlaèítka se napìtí 100 mV z kondenzátoru zave-de na bázi T1, který následkem toho vypne. Po zániku kolektorového prou-du T1 pøestane být buzen T2, který také vypne. Pøerušením kolektorové-ho proudu T2 se vypne relé RE1 a pøestane být buzen T1, který proto zù-stane vypnutý i po uvolnìní tlaèítka.

Oba tranzistory se vzájemnì udr-žují vypnuté a trvale vypnuté zùstává i relé. V tomto stavu má obvod témìø nulovou spotøebu (obvodem protéká pouze zbytkový proud tranzistorù). Díky vypnutému tranzistoru T1 se kondenzátor C1 opìt nabije a je na nìm napìtí asi 10 V.

Následujícím stisknutím tlaèítka se relé opìt zapne, pak se vypne atd. Každým stisknutím tlaèítka se tedy obvod pøeklopí do opaèného stavu, než ve kterém se nacházel pøed stisknutím tlaèítka.

INFORMACE, INFORMACE ...

Na tomto místì vás pravidelnì informujeme o nabídce knihovny Starman Bohemia, Konviktská 24, 110 00 Praha 1, tel.: (02) 24 23 96 84, fax: (02) 24 23 19 33 (Internet: http:// www.starman.net, E-mail: prague@starman.bohemia.net), v níž si lze pøedplatit jakékoliv èasopisy z USA a

za-koupit cokoli z velmi bohaté nabídky knih, vycházejících v USA, v Anglii, Holandsku a ve Springer Verlag (BRD) (èasopisy i knihy nejen elektrotechnické, elektronic-ké èi poèítaèové - nìkolik set titulù) - pro stálé zákaz-níky sleva až 14 %.

Knihu Photoshop Web Techniques, jejímž autorem je J. Scott Hamlin, vydalo nakladatelství New Riders Publis-hing v roce 1997.

Kniha je urèena pro tvùrce webových stránek, kteøí chtìjí navrhnout originální a pøitažlivé stránky, na které se budou jejich návštìvníci rádi vracet. Autor používá Photoshop, aby ukázal, jak právì takové stránky vytvoøit. Na pøiloženém CD jsou užiteèné utilities, plug-ins a vzorky obrázkù.

Kniha má 270 stran textu s mnoha barevnými ilustra-cemi a je k ní pøiložen doprovodný CD. Má formát o nìco nižší než A4, mìkkou obálku a v ÈR stojí 2380,- Kè.

Tématem èasopisu Konstrukèní elek-tronika A Radio (modré) 1/2001, který vychází souèasnì s tímto èíslem PE, je øada pøístrojù z oboru nízkofrek-venèní techniky, jako jsou korekèní zesilovaèe a ekvalizéry, výkonové ze-silovaèe, rùzné pomocné obvody atd.

! Upozoròujeme !

Vážení ètenáøi,

máte-li k dispozici pomùcky èi pøipravky a pøístroje, jejichž popis by byl vhodný k uveøejnìní v této rubrice, neváhejte a zašle-te je na adresu redakce - dob-rých a krátkých èlánkù je stálý nedostatek.

Pomùžete tak tvoøit zajímavý èasopis i pro skupinu ètenáøù s menšími zkušenostmi v elek-tronice.

Redakce Kromì jednoduchosti je

popiso-vané zapojení výhodné také tím, že kondenzátor C1 ošetøuje odskaková-ní spínacího kontaktu tlaèítka. Odska-kováním kontaktu proto nemùže být obvod pøeklápìn do nahodilého stavu.

Everyday Practical Electronics, øíjen 1997

Mìøiè hlasitosti potlesku

Mìøiè hlasitosti potlesku byl na-vržen jako pùvodní konstrukce pro použití pøi soutìžích talentù nebo pøi kvízech apod., kdy je potøebné na zakladì hlasitosti potlesku urèit po-øadí soutìžících.

Mìøiè má citlivost pøibližnì 500 mV (efektivní hodnota napìtí) a jeho vstup se pøipojuje k linkovému výstu-pu zesilovaèe, který zesiluje signál z mikrofonu, umístìného na pódiu.

Schéma mìøièe je na obr. 4. Na vstupu mìøièe je filtr (typu horní pro-pust) s tranzistorem T1, který na svùj výstup propouští pouze složky nf

sig-Obr. 4. Mìøiè hlasitosti potlesku

nálu s kmitoètem vyšším než 3 kHz, které jsou charakteristické pro zvuk potlesku.

Signál z výstupu filtru se symetri-zuje dvojitým vinutím transformátoru TR1 a pak se dvoucestnì usmìròuje diodami D1 a D2 a vyhlazuje konden-zátorem C3.

Jako TR1 je použit výstupní trans-formátor z dvojèinného nf výkonové-ho zesilovaèe ze starévýkonové-ho tranzisto-rového pøijímaèe. K symetrizaci se využívá primární vinutí transformátoru, sekundární vinutí je nezapojeno. Di-ody D1 a D2 typu 0A91 jsou germa-niové hrotové, stejnì dobøe však po-slouží i bìžné Schottkyho diody, napø. typu BAT48 apod.

Velikost usmìrnìného signálu (a tedy i hlasitost potlesku) se zobrazuje magnetoelektrickým ruèkovým mìøi-dlem ME1 o jmenovité citlivosti 50 µA. Díky použití filtru mìøidlo indikuje hla-sitost potlesku, ale nereaguje na øeè.

Everyday Practical Electronics, øíjen 1997

Kempinková lampièka

rozsvìcená zvukem

Pøi kempování s velmi malými dìt-mi je potøebná nìjaká forma noèního osvìtlení stanu.

Protože trvalé osvìtlení není prak-tické, byla navržena lampièka, která se rozsvìcí zvukem, vydaným dítì-tem (nebo lusknutím prstù rodièù) a asi po dvanácti minutách plného svìtla plynule zhasíná. Rozsvìcení zvukem je podstatnì výhodnìjší než noèní šátrání a hledání vypínaèe.

Schéma lampièky je na obr. 5. Zvuk se snímá elektretovým mikrofo-nem MI1. Signál z mikrofonu je zesílen tranzistorem T1 a spouští monosta-bilní klopný obvod (MKO) s èasova-èem 555. Doba kyvu MKO je asi 12 minut a lze ji upravit zmìnou hodnot souèástek R4 a C3. T1 zesiluje pou-ze vyšší kmitoèty (C1 a C2 mají zá-mìrnì malou kapacitu), takže lam-pièka nereaguje na tlumený hovor.

MKO pøes zesilovaè proudu s T2 a T3 rozsvìcí malou žárovku 6 V/50 mA. V bázi T2 je zapojen kondenzátor C4, který zajišuje pomalé zhasínání žárovky po ukonèení kyvu MKO.

Everyday Practical Electronics, srpen 1997

Úvod

Èasomíra byla zhotovena speciál-nì pro mìøení „požárního útoku“. Za-øízení muselo splnit následující poža-davky: pøesnost mìøení na setiny sekundy, napájení nezávislé na síti, vzdálenost start – cíl vìtší než 100 m, signalizace pøipravenosti startovací pistole a stavu spínaèù obou cílových terèù (každého zvl᚝).

Vìtšinou není možné vést kabely ke startovní pistoli a cílùm mimo dosah divákù a soutìžících. Proto byl zvolen pro vìtší mechanickou odolnost kabel CYSY 2Dx1 (bìžný elektroinstalaèní kabel – hnìdý a modrý vodiè o prùøe-zu 1 mm2_{, vnìjší pl᚝ o prùmìru} 6 mm) a zaøízení signalizuje pøeruše-ní tìchto kabelù. K mìøepøeruše-ní èasu byly použity digitální stopky zakoupené v hodináøství. Domnívám se, že

v dnešní dobì se amatérská stavba stopek nevyplatí. Stopky jsou ovládá-ny prostøednictvím optoèlenù. Jedno tlaèítko je nulovací, druhé start/stop. Obì tlaèítka se spínají proti kladnému pólu napájecího napìtí. Toto zapojení používají i náramkové digitální hodin-ky. U soutìží, pøi nichž se èasomíra za-stavuje sepnutím pouze jediného tla-èítka, se nechá spínaè S1 nebo S2 trvale sepnutý, pøípadnì se použije ka-bel zapojený stejnì, jako kaka-bel ke star-tovací pistoli.

Popis zapojení

Schéma zapojení je na obr. 1. Zaøí-zení je pøipraveno na mìøení, jsou-li spínaèe S1 až S3 rozpojeny. Pro vy-nulování stopek musejí být splnìny následující podmínky: nejsou pøeruše-ny kabely ke spínaèùm S1 až S3

(vý-vod 2 IO4A je ve stavu L – zpùsob vy-hodnocení pøerušeného kabelu bude popsán pozdìji) a jsou vynulovány klopné obvody IO1A, IO1B a IO6B. Spl-nìní tìchto podmínek kontrolují IO4A a IO5C. Stlaèením nulovacího tlaèítka Tl1 se vynulují klopné obvody IO1A, IO1B a IO6B. Výstup IO5C pøejde do stavu L a pøes IO4B a IO10 jsou stop-ky vynulovány a LED1 indikuje pøipra-venost zaøízení. Sepnutím spínaèe S3 pøejde vstup CL IO6B do stavu H a LED4 zhasne. Vzestupnou hranou na vstupu CL se pøepíše na výstup /Q stav L, na výstup Q stav H. Impuls z výstupu /Q se pøenese pøes IO5B na IO9, který sepne stopky. Délka impulsu je urèe-ná èasovou konstantou C8, R16. Zmì-na stavu výstupu /Q Zmì-na L umožní prù-chod signálù pøes IO4C a IO4D na IO1A a IO1B. Stav H na výstupu Q IO6B zablokuje pøes IO4A a IO5C nu-lovací tlaèítko a zhasnutí LED1 indiku-je mìøení èasu.

Hradla IO2A a IO2B tvoøí oscilátor s kmitoètem pøibližnì 1 kHz. Výstupní signál je výkonovì posílen hradly IO2C až IO2F. V první polovinì periody os-cilátoru je na výstupu hradel IO2E, F stav H, na výstupu IO2C, D stav L. Proud prochází pøes R5, D10, R34, R4

Elektronická

èasomíra

Miloš Veèeøa

Zaøízení je urèeno pro mìøení èasu na soutìži hasièských družstev v požárním útoku, pøípadnì pro jiné soutìže, u nichž se mìøí èas jednoho soutìžícího. Èas se mìøí od výstøelu startovací pistole do okamžiku se-pnutí dvou cílových spínaèù (u požárního útoku zasažení obou cílù), pøí-padnì pouze jednoho spínaèe.

a kombinaci R3, IO7. V druhé polovi-nì periody je na výstupu IO2E, F stav L a na výstupu IO2C, D stav H. Proud prochází pøes kombinaci R3 a IO8, R4, D11, R33 a R5. Odpor R3 zmenšuje proud optoèlenem tak, aby na vývodu 4 IO7 i IO8 byl pøi rozpojeném spínaèi S2 stav H.

Po sepnutí spínaèe S1 (S2) vzroste proud optoèlenu IO8 (IO7) a jeho vý-vod 4 pøejde do stavu L. Tento impuls je negován hradlem IO4D (IO4C) a pøeklopí klopný obvod IO1A (IO1B). Vlivem kapacity kabelu ke spínaèùm S1 a S2 jsou pøi každé zmìnì signálu na krátkou dobu vybuzeny optoèleny IO7 a IO8. Tyto nežádoucí impulsy jsou kompenzovány pomocí C3, R9, D2 (C4, R8, D1). Zaøízení je v praxi pro-vozováno s kabelem o délce asi 150 m ke spínaèùm S1 a S2 – s uvedenými souèástkami a kabelem odhaduji pou-žitelnou délku na 200 m, kabel k pistoli má délku 20 m. Po pøeklopení obou klopných obvodù projde impuls pøes IO5A a IO5B do optoèlenu IO9, který zastaví stopky. Délka impulsu je urèe-ná èasovou konstantou C7, R18. Tím je mìøící cyklus ukonèen a po nasta-vení spínaèù S1 až S3 do výchozí po-lohy (spínaè rozepnut) a vynulování je zaøízení pøipraveno na další mìøení. Stav spínaèe S1 je indikován následov-nì: po sepnutí S1 se na vývodu 4 IO8 objeví impulsy o kmitoètu daném osci-látorem IO2A, B. Tyto impulsy jsou posíleny IO3B a pomocí D3 a C5 usmìrnìny. Usmìrnìné napìtí ovládá pøes IO3A LED3. Stejným zpùsobem je indikován stav spínaèe S2. Neporu-šenost kabelù kontroluje obvod s tran-zistory T1 až T4. Pro kontrolu kabelu k S1 a S2 se využívá úbytek napìtí na R3. V bodì R3, R4, R20 je obdélníko-vý signál, jehož velikost se mìní podle stavu spínaèù S1 a S2. Pøi neporuše-ném kabelu je napìtí proti zemi vždy vìtší než 1 V. Pøi pøerušení kabelu na-pìtí v bodì R3, R4, R20 v jedné polo-vinì periody klesne na 0 V. Tím se na kolektoru tranzistoru T1 objeví signál, který je usmìrnìn diodou D7 a filtro-ván kondenzátorem C9. Napìtí na C9 otevøe T2 a rozsvítí se LED5. Pøes T3, IO4A a IO5C je blokováno nulovací tla-èítko. Pro kontrolu kabelu k S3 se vy-užívá úbytek napìtí na D8. Pøi pøeru-šení kabelu klesne napìtí v bodì D8,R27 na 0 V, tranzistor T4 se uza-vøe, pøes R28 a D9 se nabije C9 a dál probíhá vše stejnì jako pøi pøerušení kabelu k S1 a S2. Podle použitých tran-zistorù bude možná nutné zmìnit od-pory rezistorù R20 a R27.

Napájecí napìtí je stabilizováno obvodem s malým úbytkem napìtí. Vzhledem k odbìru je možné použít i jiný typ pro menší proudové zatížení, viz [1].

Mechanická konstrukce

Spínaè S3 je zamontován v rukojeti startovací pistole, jeho ovládání je od-vozeno z pohybu kohoutku (obr. 5).

Rezistor R35 je umístìn tìsnì u spí-naèe, aby kontrola neporušenosti kabelu byla funkèní. Konkrétní

prove-dení je závislé na použité pistoli. Vzhle-dem k úèelu pøístroje byly zvoleny spí-naèe S1 a S2 v provedení odolném Obr. 2. Deska s plošnými spoji v mìøítku 1:1 - strana spojù

proti støíkající vodì, rezistory R33, R34, diody D10, D11 jsou umístìny uvnitø spínaèù.

Všechny ostatní souèástky jsou umístìny v plastové krabièce o rozmì-rech 220x168x35 mm (horní èást elek-troinstalaèní krabice). Spínaè S4 je umístìn na panelu, konektory K1 a K3 na zadní stìnì, všechny ostatní sou-èástky jsou na desce s plošnými spoji. Stopky jsou propojeny 3žilovým kabe-lem, vodièe jsou pøipájeny pøímo na desku s plošnými spoji stopek.

Výkres desky ze strany spojù je na obr. 2, ze strany souèástek na obr. 3. Osazovací výkres je na obr. 4.

Závìr

Vìtšina souèástek byla ze „šuplíko-vých zásob“, proto neuvádím typy spí-naèù a nulovacího tlaèítka. Také by bylo vhodnìjší použít místo obvodù LS obvody HC nebo HCT, ale i s obvody LS jedna sada baterií umožòuje pro-voz po dobu asi 10 hodin. Kabely, vzhledem k jejich velké délce, není vhodné vést v blízkosti síového napì-tí.

Seznam souèástek

Rezistory (miniaturní) R1, R2, R16, R17, R18, R22 10 kΩ R3, R19, R21, R25, R27, R28 4,7 kΩ R4, R5 15 Ω R6, R7 820 Ω R8, R9, R29 3,3 kΩ R10, R13, R14, R30, R31, R32 68 Ω R11, R12 680 Ω R15 2,7 kΩ R20 8,2 kΩ R23 180 Ω R24 33 kΩ R26 270 Ω Kondenzátory C1, C2, C3, C4 47 nF, keramický C5, C6, C9, C12 až C17 10 µF/6,3 V, tantal. C7, C8 20 µF/6,3 V C10 220 µF/16 V C11 220 µF/6,3 V Polovodièové souèástky D1 až D9 1N4448 T1 až T4 KSY62 IO1, IO6 74LS74 IO2, IO3 74LS04 IO4 74LS02 IO5 74LS10

IO7 až IO10 PC817

IO11 LM2940CT5,0

LED1 zelená LED

LED2, LED3, LED4 žlutá LED

LED5 èervená LED

Obr. 4. Osazovací výkres

Obr. 5. Umístìní spinaèe v rukojeti pistole ostatní K1, K4 CANNON 9 vidlice K3, K2 CANNON 9 zásuvka Kabel CYSY 2Dx1

Literatura

[1] Stabilizátory LOW-DROP. Rádio plus – KTE 4/98.

Štandardný postup platný kedysi (zanies hodinky hodinárovi, ktorý ich otvorí, vyberie baterku, vloží novú, za-vrie hodinky a zaúètuje si za všetko) už tiež celkom neplatí, nejako nám ta-kéto hodinárstva zakapávajú. Takže smrte¾níkovi nezostane niè iné, iba ho-dinky s citom otvori, vybra baterku, kúpi podobnú a modli sa, èi bude pa-sova. Kedysi existovali aj smetné koše pre toxický odpad, medzi ktorý tieto ba-térie patria, no už ve¾mi dlho som ich nikde nevidel. Ak ešte k tomu nepra-cujeme v centre mesta, nastáva pro-blém s ich výmenou.

Pretože tento stav ma dos otravo-val – len vo svojej rodine mám štvoro náramkových hodiniek a tri kalkulaè-ky, ešte v roku 1989 som pre potreby svoje a svojich priate¾ov vytvoril malú nabíjaèku na tieto batérie. Oznaèujú sa ako jednorazové, ale bez väèších pro-blémov sa dajú nabi. Samozrejme sa musí dodrža nieko¾ko zásad: - Batéria sa nesmie hlboko vybi, t.j.

jej napätie by nemalo klesnú pod asi 0,6 V. Potom sa už nedá nabi. Prakticky to znamená, že pri ruèiè-kových hodinách s motorèekom po ich zastavení tam batéria môže zosta ešte nieko¾ko dní (nie dva týždne!).

- Nesmie sa prekroèi primeraný na-bíjací prúd, inak batéria vybuchne. Pri nabíjaní sa vytvárajú plyny (po-dobne ako pri NiCd akumulátoroch) a keï sa nestíhajú absorbova do materiálu, batéria sa zohreje, nadu-je a roztrhne. Býva to dobrá rana. Mne osobne sa to nikdy nestalo, ale niektorým mojim známym, ktorí sa pokúšali o rýchlonabíjanie, veru áno. Odporúèam pre ve¾ké gombí-kové èlánky (priemer 20 mm) pou-ži prúd maximálne 1 mA, pre men-šie úmerne menej.

- Nemá význam nabíja na väèšie napätie ako na 1,75 V. Potom sa iba neúmerne predlžuje nabíjací èas. Dobrá hodnota je 1,68 V.

Pri dodržaní týchto zásad majú ba-térie zaruèenú životnos aspoò pä cyklov - niektoré aj viac. Chúlostivé sú

najmenšie - do dámskych hodiniek, zatia¾ èo kalkulaèkové - väèšie vydržia viac - mám starú kalkulaèku s originál-nym párom bateriek skoro 14 rokov.

Popis zapojenia

Schéma je ve¾mi jednoduchá. Celé zapojenie je napájané priamo zo siete 230 V, nie je galvanicky oddelené. Kto chce, môže použi odde¾ovací trans-formátor, vhodné ve¾kosti sú už bežne k dispozícii, iba výsledný produkt bude o nieèo väèší.

Pretože som chcel zariadenie na-pája zo siete a zachova malé rozme-ry, je napájací zdroj koncipovaný ako prúdový zdroj s metalizovaným kon-denzátorom C1. R1 je ochranný, mi-niatúrneho typu, a pri prípadnom prie-raze C1 sa prepáli. R2 je vybíjací. Cez D1, LED1 prechádza záporná polvna prúdu, zároveò zelená LED1 indikuje sieové napätie. Kladná polvna vytvá-ra stabilizované napätie na D4 a

pred-pätie na R5 pre IO1. Odporovým deli-èom R3, R4, R7 je nastavené koneè-né nabíjacie napätie batérie. C3 slúži na spo¾ahlivý štart nabíjania. R6 urèu-je nabíjací prúd, ktorý urèu-je asi 0,3 mA, s rezervou dostatoèný i pre najmenšie batérie. IO1 porovnáva napätie na ba-térii, a ak je väèšie ako nastavené de-lièom, zapne èervenú LED2. Napätie na D4 potom už nie je 10 V, ale výstup IO1 ho stiahne na asi 4 V, pretože na-bíjaèka je napájaná z prúdového zdro-ja. Nabíjací prúd klesne na menej ako 0,08 mA. Takýto stav zostane až do vy-tiahnutia nabíjaèky zo siete. Pri nabí-janí odporúèam nabíjací cyklus zopa-kova, ten druhý je ove¾a kratší.

Najmenšie èlánky sa nabíjajú cez noc, stredné (do bežných hodín) nie-èo viac ako 1 deò. Kalkulaèkové i týž-deò - ale tie obvykle neponáh¾ajú.

Pracovný postup pri nabíjaní je taký, že batéria sa vloží do nabíjaèky na sto-le (nie keï je zapnutá nabíjaèka v sie-ti!), a až potom sa nabíjaèka zasunie do zásuvky. Ak sa to urobí opaène, na-bíjací cyklus nezaène (a ide to aj dos zle). Pri vyberaní sa najprv nabíjaèka vyberie zo zásuvky a až potom sa vy-sype batéria.

Stavba

Celé zariadenie je dôležité dobre izolova od sieového napätia. Doska s plošným spojom (30x40 mm) je v kra-bièke z 3 mm hrubého organického skla (vnútorné rozmery 32x42x21 mm), na spodnej èasti je zrezaná vidlica do zásuvky 220 V (pevne uchytené kolí-ky - na to pozor, predávajú sa ve¾mi zvláštne veci), na vrchnej èasti plasto-vý štipec na bielizeò s dvomi pripiná-èikmi v úlohe kontaktných prvkov. De-taily sú vidite¾né na fotografii.

robert.vojdan@vrm.sk

Automatická nabíjaèka

miniatúrnych

gombíkových batérií

Ing. Róbert Vojdan

Skoro v každej súèasnej domácnosti sa nachádzajú urèité množstvá mi-niatúrnych celokovovových alkalických gombíkových batérií - v hodinkách, kalkulaèkách, niektorých hrách... V hodinkách vydržia priemerne rok, v kal-kulaèkách /ak sa s nimi nepoèíta/ aj štyri roky. A keï príde ich èas – obvykle práve vtedy, keï nám to nevyhovuje, nastane otázka, èo s nimi.

Obr. 1. Schéma nabíjaèky Obr. 2. Fotografia konštrukèného prevedenia

Zapojení, jehož blokové schéma je na obr. 1, využívá modulu èasovaèe v použitém procesoru MC68HC908KX8. Patøí mezi horké novinky firmy Moto-rola, byl uveden na trh ve tøetím ètvrt-letí 2000.

Mikroprocesory z rodiny Motorola 68HC08 jsou vybaveny celou øadou periferií, z nichž èasovaèe patøí mezi velmi èasto využívané. V modulu hla-sového výstupu pro meteostanici pra-cuje 16bitový èasovaè jako generátor audio (nf) signálu.

Základem celého modulu je volnì bìžící, vratný 16bitový èítaè. Èasová základna procesoru poskytuje hodino-vý kmitoèet, který mùže být vydìlen jedním z osmi pøednastavených dìli-cích pomìrù. Na tomto základním kmitoètu pak pracuje zmínìný 16bito-vý èítaè. Blokové schéma jednoho modulu TIM je na obr. 2.

Mikropocesor mùže obsahovat také nìkolik modulù TIM (napø. procesor 68HC908GP32 má dva moduly TIM, 68HC908KX8 jen jeden).

Každý modul TIM má dva kanály, z nichž každý mùže nezávisle na dru-hém pracovat v jednom z následují-cích režimù:

Input capture - èas, tedy údaj volnì bìžícího èasovaèe, kdy nastala exter-ní událost (aktivexter-ní hrana na vstupexter-ním vývodu modulu TIM), je zaznamenána v pøíslušném registru TCHx. Tato udá-lost mùže rovnìž vyvolat pøerušení. Aktivní hrana mùže být definována jako vzestupná, sestupná nebo libo-volná. Takto je možné „zachytávat“ rùzné signály, mìøit jejich délku, støídu nebo kmitoèet. V popisované meteo-stanici se tímto zpùsobem napø. mìøí støída signálu senzoru teploty nebo kmitoèet z obvodu mìøení vlhkosti.

Output compare - v tomto režimu mùže modul TIM generovat periodic-ké pulsy s programovatelnou polari-tou, délkou a kmitoètem. Jakmile volnì bežící èasovaè dosáhne pøednastave-né hodnoty v registru TCHx, modul TIM nastaví pøíslušný vývod do úrovnì „1“ nebo „0“, pøípadnì úroveò pøeklo-pí. Souèasnì mùže být vyvoláno i pøe-rušení. Pokud aplikace nevyžaduje žádnou aktivitu na výstupech èasova-èe, je samozøejmì možné periodicky vyvolávat pøerušení s tím, že vývody procesoru zachovávají svoji bìžnou funkci I/O.

Pulse-width modulation (PWM) - pøed-chozí dva režimy byly v zásadì pøe-vzaty z pøedchozí øady mikroproceso-rù 68HC05. Režim PWM dává modulu èasovaèe novou dimenzi. Implemen-továním modulu registru (TMOD) je nyní možné 16bitový èasovaè vynulo-vat pøi dosažení nastavené hodnoty a souèasnì ještì pøeklopit výstupní úro-veò vývodu. Tímto zpùsobem lze ge-nerovat periodický signál s prakticky libovolným kmitoètem a støídou (PWM) bez aktivní úèasti software. Po

nasta-vení pøíslušných registrù modul TIM automaticky generuje signál PWM ur-èeného kmitoètu a støídy.

Tento režim se právì využívá pro generování výstupního audio signálu v modulu hlasového výstupu. 16bitový èítaè pracuje na základním kmitoètu sbìrnice (dìlicí pomìr je 1), modul èí-taèe (TMOD) je nastaven na 0x100 (256 dec.), kmitoèet takto generova-ného signálu je tedy 31 250 Hz. Do re-gistru TCHx se pak ukládá aktuální vzorek hlasu (ten je v rozsahu 0x00 až 0xFF (0 až 255)). Jakmile èítaè do-sáhne hodnoty uložené v tomto regist-ru, úroveò výstupu je nastavena na „0“, pøi dosažení hodnoty modulu re-gistru pak zpìt na „1“. Výstupní signál pak støídou pøesnì odpovídá vzorku hlasového signálu. Bìhem každého 4. pøeteèení modulu registru je naèten nový vzorek hlasu a tím je uskuteènì-no efektivní vzorkování na kmitoètu 7812,5 Hz (originální vzorek hlasu byl sice navzorkován na kmitoètu 8000 Hz, malá (3 %) chyba není v tomto pøípa-dì na závadu).

Buffered output compare/buffered pul-se-width modulation (PWM) - v tomto režimu je funkce obou kanálù spøaže-na a aktuální údaj pro funkci output compare se vybírá støídavì z dvou re-gistrù TCH0 a TCH1 tak, aby se ne-mohly ztratit pulsy pøi naèítání nové hodnoty. Takto se bezpeènì aktuali-zuje obsah registru output compare i pøi èastìjším obnovování.

Bližší podrobnosti o funkci modulu TIM lze najít v dokumentaci k mikro-procesoru.

Popis zapojení

Podrobné schéma hlasového vý-stupu je na obr. 3. Pamì IC5 typu Flash 29F040 o velikosti 4 Mb je

roz-Hlasový výstup

k meteostanici

Ing. Pavel Lajšner (Motorola), Ing. Radek Václavík (ON Semiconductor)

V minulých dílech byl popsán základní mìøicí modul

meteostani-ce a displej, který zobrazoval data posílaná po sbìrnici RS232.

V dnešním èlánku bychom vás rádi seznámili s jednoduchým

hlaso-vým výstupem. Ten, podobnì jako displej, pøijímá data na sbìrnici a

pøevede je na hlasový výstup. Zapojení existuje i v modifikaci, kdy

mìøí tlak a teplotu bez nutnosti pøipojit základní mìøicí jednotku.

Obr. 1. Blokové schéma Obr. 2. Schéma modulu TIM mikroprocesoru

dìlena na 256 stránek o velikosti 2 kB, ve kterých jsou uložena zvuková data jednotlivých èíslovek. S použitým vzorkovacím kmitoètem 8 kHz dává jedna stránka zvukový výstup o délce 0,25 sekundy. To se ukázalo jako kompromisní délka pro optimální vy-užití pamìti, protože doba trvání jed-notlivých slov byla jejím násobkem. Celkem se tak do IC5 vejde 64 se-kund záznamu. Tab. 1. ukazuje obsa-zení nìkolika prvních stránek.

Dùvodù pro použití pamìti flash namísto bìžnì dostupných modulù nebo integrovaných obvodù pro zá-znam zvuku bylo nìkolik. Tím prvním je potøebná délka záznamu, která jde ruku v ruce s cenou modulu. Samo-statná pamì flash vychází levnìji.

Dalším dùležitým dùvodem byla mož-nost jednoduchého naprogramování všech potøebných slov.

Pro pamì flash je k dispozici je-den soubor pro programátor, zatímco data pro zvukové moduly by bylo po-tøeba „namluvit“ doma do pøesnì sta-novených míst.

IC2 a IC3 typu MC74HC4040 jsou èítaèe, které naèítají hodinové signály z mikroprocesoru a generují tak adre-sy jednotlivých stránek. IC2 zajišuje pøehrání jedné stránky záznamu, IC3 potom urèuje èíslo stránky. Jak je z oznaèní obvodu zøejmé, jedná se o TTL variantu oblíbeného obvodu øady 4000. Výstupní paralelní data na vý-vodech D0 až D7 pamìti jsou pøe-vedena do sériového tvaru v IC4 (MC74HC165 od ON Semiconductor). Data jsou naètena mikroprocesorem IC1 a použita k generování signálu PWM. Na obr. 4. je pøíklad èasového prùbìhu slova „hektopascalù“, které trvá 1,2 sekundy.

Mikroprocesor používá externí krys-talový oscilátor 32 MHz, ze kterého potom generuje všechny signály. PWM signál je k dispozici na vývodu 13 procesoru a je dále filtrován dolní propustí. Výstup lze pøímo použít pro modulování radiostanice. Doporuèuje-me použít vstup pro externí modulaci, aby byl signál dále filtrován v radiosta-nici. Signál PWM obsahuje znaènou øadu harmonických signálù mimo po-volené modulaèní pásmo.

IC8 LM386 slouží potom jako noto-ricky známý zesilovaè pro reproduktor s výkonem 0,5 W. Hlasitost lze regulo-vat trimrem P2.

Tranzistor T1 pracuje jako jedno-duchý pøevodník úrovní RS232 na TTL. Vzhledem k jednosmìrné komu-nikaci po sériové lince vychází použití jednoho tranzistoru levnìji než využít obousmìrný pøevodník MAX232 nebo MC1489.

Aktivovat hlasový výstup je možné nìkolika zpùsoby, které je možné volit vývodem MODE. Je-li v log. 0, spustí se hlasový výstup vždy po pøíchodu platných dat na sériové lince. Je-li vý-vod MODE pøipojen na 5 V, aktivuje se po stisku tlaèítka TL1. Uživatel tak mùže zaøízení aktivovat libovolným externím signálem. Platný signál DTMF má nejvyšší prioritu a aktivuje hlasový výstup.

Obr. 3. Schéma zapojení hlasového výstupu

Obr. 4. Èasový prùbìh slova „hektopascalù“ Tab. 1. Obsazení prvních adres pamìti

Symbolická Slovo adresa 0 „èárka“ 1 „celᓠ2 „celé“ 3 „celsia“ 4 „celých“ 5 „ètrnáct“ 6 „ètyøi“ 7 „ètyøicet“ 8 „deset“ 9 „desetina“ 10 „desetiny“ 11 „devadesát“ 12 „devatenáct“

diagram po pøíjmu platného tónu se aktivuje vývod DV (Data Valid - platná data) a mikroprocesor aktivuje výstu-py D1 až D8 signálem ENB (Enable). Platná data z DTMF mají nejvyšší prioritu a po jejich pøíjmu se okamžitì aktivuje hlasový výstup. Aktivaèní kódy DTMF jsou pevnì naprogramo-vány v mikroprocesoru a jsou to: Obr. 5. Možná zapojení modulu

hlasového výstupu

Obr. 6. Èasové prùbìhy dekodéru DTMF

*0 ... pøehraje kompletní meteorologickou informaci *1 ... pøehraje aktuální teplotu *2 ... pøehraje aktuální tlak *3 ... pøehraje aktuální vlhkost

*4 ... pøehraje aktuální informaci o vìtru Dekodér DTMF není nutné osazo-vat, pokud jej nechcete využívat.

Jak jsme zmínili v úvodu, hlasový výstup lze použít v rùzných režimech. Ten základní neobsahuje èidlo teploty a tlaku. Slouží tak pouze k pøevodu dat z externí mìøicí jednotky a nazývá-me jej „externí“.

Druhý režim byl vyvinut pro použití v domácnosti nebo pro výše zmínìný pøevádìè a kladli jsme si za cíl co nej-vìtší jednoduchost. Nevyžaduje exter-ní mìøicí jednotku a poskytuje údaje o aktuální teplotì a atmosférickém tlaku. Pro použití v domácnosti není nutné mít modul stále pod napìtím a lze jej aktivovat až po stisknutí tlaèítka. Proto okamžitì po zapnutí napájení mikro-procesor zmìøí a „odøíkᓠhodnotu tep-Obr. 7.Deska

s plošnými spoji

Mikroprocesor poskytuje také sig-nál PTT pro zaklíèování radiostanice, kdykoliv je aktivován hlasový výstup. Podle stávající konvence má opaènou polaritu, je aktivní v log. 0. Možnosti zapojení hlasového výstupu jsou na obr. 5. Tranzistor T2 slouží ke klíèová-ní radiostanice, ZD1 jej chráklíèová-ní pøed nechtìným znièením.

Pro použití v síti radioamatérských pøevádìèù jsme doplnili i dekodér DTMF IC6 typu MC145436A. Tento obvod firmy Motorola je možné nahradit jiným typem, který je bìžnì v prodeji. Pro zájemce je na obr. 6. èasovací

Obr. 8. Rozmístìní

loty a tlaku. Tento režim oznaèujeme jako „lokální“.

Druhý režim je zvolen automaticky, je-li pøipojeno teplotní èidlo IC10. SW kontroluje impulsy na vývodu 14.

Zapojení mìøení tlaku je shodné se zapojením v hlavní mìøicí jednotce [1], ke kalibraci slouží P1. IC7A pracu-je jako invertující zesilovaè 2,2x se stejnosmìrnì posunutým vstupním signálem.

Teplota se mìøí pøevodníkem tep-loty na kmitoèet IC10, opìt viz. [1]. Støída signálu je mìøena interním èa-sovaèem IC1. Podle katalogových údajù lze èidlo umístit až do vzdále-nosti 20 m od desky.

Osazení a oživení

Po dùkladné kontrole desky s ploš-nými spoji mùžeme osadit všechny souèástky (pro odpovídající variantu). Naprogramovanou pamì a mikropro-cesor umístíme do objímky. Pøipojíme napájení a zkontrolujeme odbìr prou-du. Trimrem P1 nastavíme na vývodu 3 IC7 napìtí pøibližnì 3,2 V.

U první verze modulu („externí“) pøipojíme sériový kabel z externí mìøi-cí jednotky a zkontrolujeme její nasta-vení. Musí mít nastavený nìkterý ze skriptù ve tvaru:

#%w,0,%d,0,%h,0,%t,%p,0\r; viz [1], [2]. Podle nastavení vývodu MODE aktivujeme hlasový výstup a trimrem P2 nastavíme potøebnou hlasitost nebo zdvih.

Verze „lokální“ nevyžaduje sériovou linku. Po aktivaci tlaèítkem TL1 nebo kódem DTMF uslyšíme údaje tlaku a teploty. Trimr P1 nastavíme tak, aby tlak odpovídal správné hodnotì.

Inspirace

od ON Semiconductor

Jak je již v našich èláncích zvy-kem, rádi bychom vás seznámili s nì-jakým zajímavým obvodem z produk-ce našich firem. V popsaném zapojení jsme použili nìkolik logických obvodù, a tak by bylo vhodné popsat portofolio logických obvodù.

Základ nabídky ON Semiconductor tvoøí standardní obvody øady TTL v provedení LS, které vynikají nízkou cenou a velkou univerzálností. Firma nabízí také klasickou øadu CMOS pod oznaèením MC14000B. Nìkteré obvo-dy jsou vývodovì kompatibilní s øadou TTL, LS, takže je konstruktér mùže použít se všemi výhodami plynoucími z technologie CMOS.

ON Semiconductor také nabízí zdo-konalené øady CMOS pod oznaèením LVX, LCX, VCX, VHC a VHCT, které mají menší pracovní napìtí èi vyšší pracovní kmitoèet. Tyto obvody u nás nejsou pøíliš známy, zájemce najde veškeré potøebné informace v [4].

Pro velmi rychlé aplikace mùžete využít logiku ECL pod oznaèením MECL. ECL opìt dnes zažívá velký rozvoj a mezi cílové aplikace patøí rùz-né obvody pro generování rychlých hodinových signálù, datové pøepínaèe apod.

U ON Semiconductor je najdete pod oznaèením MECL 10K, MECL 10H, ECLinePS (ECL v pikosekun-dách) v rùzných napìových varian-tách, vèetnì pøevodníkù úrovnì.

Novinkou je øada ECLinePS Plus nabízející opìt lepší parametry. V tech-nogii MECL jsou také vyrábìny rùzné budièe sbìrnic, napìtím øízené oscilá-tory, èipy pro programovatelné zpož-dìní nebo pro sériový pøenos dat.

Na ukázku jsme vybrali dva typické pøedstavitele - viz tab. 2.

Závìr

Popsaná jednotka hlasového vý-stupu má široké uplatnìní. Audio sig-nál mùže být vysílán pøes libovolnou radiostanici - v radioamatérském, CB, leteckém pásmu, pøes speciální mo-dul apod. Pozor, nezapomìòte na po-volovací podmínky! Zvláštì pøipojení do radioamatérského pøevádìèe mùže být atraktivní pro øadu posluchaèù. Tak napøíklad pøed výletem na hory lze snad-no zjistit meteorologické podmínky.

Zjednodušená verze pøístroje s mì-øením tlaku a teploty je díky své jedno-duchosti vhodná napøíklad do

domác-nosti nebo jako pomùcka pro nevido-mé.

Základní zapojení je možné rùznou modifikací programového vybavení mikroprocesoru použít v celé øadì aplikací, kde potøebujeme mít hla-sový výstup. Samozøejmì lze využít i procesor bez modulu PWM a na výstup pamìti pøipojit pøímo pøevod-ník D/A.

V nejjednodušší verzi lze pøevod-ník realizovat jako R-2R odporovou sí. Dalším zjednodušením pak mùže být využít pamì se sériovým interfa-ce. Odpadne tak generování stránek s IC2 a IC3.

Zdrojový program je volnì k dispo-zici všem zájemcùm na [3], vèetnì souborù pro programátor pamìti.

Použitá literatura

[1] Lajšner, P.; Václavík, R.: Domácí meteostanice. PE 9/2000, s. 6 až 10. [2] Lajšner, P.; Václavík, R.: Displej k domácí meteostanici. PE 10/2000. [3] Internet http://www.qsl.net/ok2xdx a http://www.qsl.net/ok2ucx.

[4] Internetová stránka ON Semicon-ductor http://www.onsemi.com. [5] Internetová stránka Motoroly http:// www.mot-sps.com/products.

Seznam souèástek

Rezistory P1, P2 100 kΩ, trimr R1 470 Ω R2, R6, R9 3,9 kΩ R3, R8 10 kΩ R4 22 kΩ R5 1 MΩ R10 12 Ω Kondenzátory C1, C2, C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10 100 nF C7, C11, C12 47 µF Polovodièové souèástky IC1 MC68HC908KX8 IC2, IO3 MC74HC4040, ON IC4 MC74HC165, ON IC5 29C040, CMOS Flash IC6 MC145436P, Motorola

IC7 MC33502P, ON

IC8 LM386

IC10 teplotní èidlo SMT160-30, TO92, Smartec IC11 MPX4115, Motorola IC12 MC78L05 T1 BC307 T2 BS170 D1 køemíková dioda ZD1 15 V Ostatní souèástky TLACtlaèítko K1, K2, K3, K4 svorkovnice TL1 tlumivka 100 µH X1 32 MHz, TTL oscilátor X2 3,58 MHz

MC10EL04, 2 vstupové hradlo NAND

Symbol Název MIN-TYP-MAX/25CJednotka

IEE Napájecí proud 11-14-17 mA

VEE Napájecí napìtí -5,2 typ V

TPLH Skupinové zpoždìní 130-240-370 ps TR, TF Vzestupná/sestupná hrana 100-225-350 ps MC10EL31, D flip-flop

Symbol Název MIN-TYP-MAX/25CJednotka

IEE Napájecí proud 18-27-32 mA

VEE Napájecí napìtí -5,2 V typ V

FMAX Maximální vstupní kmitoèet 2,8 typ GHz TPLH Skupinové zpoždìní (CLK) 375-475-590 ps Tab. 2. Parametry obvodù ECL ON Semiconductor

Použití pøístroje: Otevírání dveøí vyba-vených magnetickým zámkem pomocí volitelného sériového kódu.

Napájení (st i ss): 8 až 12 V.

Klidový odbìr: asi 10 mA.

Otevírací kód: Kód podobný Morseovì

abecedì, uživatelem programovatelný v rozsahu 3 až 16 èárek nebo teèek.

Mechanické rozmìry: 50 x 75 x 18 mm.

(bez akustického mìnièe).

Urèení pøístroje:

Zaøízení je urèeno jako jednoduchý pøístupový systém pro použití v místech, kde není zapotøebí pøíliš vysoký stupeò bezpeènosti proti vniknutí neoprávnìné osoby. Jeho pøedností je jednoduchost, malé rozmìry a nízká cena. Vznikl na základì potøeby jednoduššího otevírání vestibulových dveøí v „paneláku“, mùže být použit i k otevírání zahradní branky apod.

Úvod

U vìtšiny èinžovních domù a „pane-lákù“ je spoleèný vchod do budovy øešen tak, že dole u vchodových dveøí je místo kliky koule a je tedy nutné otevírat dveøe pootoèením klíèe v zámku. Tato operace plnì zamìstná jednu ruku, nehledì ke skuteènosti, že je potøeba klíèe nejprve vylovit z kapsy a poté se poprat se sys-témem „Brano“. Máte-li obì ruce plné zavazadel (což je v mém pøípadì velmi

èasto), je potøeba uskuteènit pomìrnì komplikovaný manévr. Jelikož bìžným doplòkem takto øešeného pøístupu do budov bývá elektrický vrátný, napadlo mì, jak si tuto situaci pomìrnì jednodu-chým zaøízením usnadnit. Jde o to, že i pøi plnì obsazených rukou je jednoduš-ší stisknout zvonkové tlaèítko a pak no-hou odstrèit dveøe a protáhnout se do budovy. Pro odjišování magnetického zámku jsem využil stávajícího zvonkové-ho tlaèítka, na které vyukám pøedem naprogramovaný kód, složený z teèek a èárek, jako u Morseovy abecedy. Pod-mínkou øešení této konstrukce bylo za-chování funkce zvonku a vylouèení zá-sahu do instalace domovního rozvodu.

Pùvodní elektromagnetický zvonek je pøitom nahrazen vestavìným elektro-nickým, hrajícím jednoduchou melodii s výstupem na malý reproduktor nebo vložku z  telefonního sluchátka. Pro svou funkci využívá pouze pøívody k pùvodní-mu zvonku (na støídavý proud) a tlaèítko (pøípadnì pøívody k tlaèítku) pro otevírá-ní magnetického zámku, které je sou-èástí domovního telefonu. Vstup i výstup jsou galvanicky oddìlené a tak funkci pùvodního zaøízení nemohou nežádou-cím zpùsobem ovlivnit.

Popis funkce

Aby pøi zadávání kódu pro odjištìní zámku nezvonil zvonek, bylo potøeba oba obvody od sebe oddìlit, avšak tak, aby pro každé jiné stisknutí zvonkového

tlaèítka byla funkce zvonku zachována. Použil jsem rozlišení délkou stisku tlaèít-ka. Krátkým stisknutím tlaèítka se pøe-pne do módu pro pøíjem a dekódování vstupního kódu a dalšími stisky tlaèítka zadáváme vstupní kód.

Za krátké stisknutí (teèka) je považo-váno stisknutí o délce 50 až 200 ms, jako dlouhé stisknutí (èárka) je vyhodno-cen vstupní impuls délky 201 až 500 ms. Impulsy kratší než 50 ms jsou považová-ny za rušivé a zaøízení na nì nereaguje. Naopak impuls delší než 500 ms zruší i již navozený mód pøíjmu kódu a zapne zvonek, který zní tak dlouho, dokud je tlaèítko stisknuto, maximálnì však dva-cet sekund. Po navození módu pro pøí-jem kódu krátkým stisknutím tlaèítka mù-žeme hned zadávat pøedprogramovaný otevírací kód. (Navození tohoto módu je opticky indikováno bliknutím zelené LED.) Nezadá-li se v dobì do 3 s kód, zazní krátce (asi 800 ms) akustický signál zvon-ku (jedenkrát zahraje melodii). Tímto opatøením je zabezpeèeno zachování funkce zvonku i pro pøípad krátkého „cinknutí“. (Zazní pouze se zpoždìním 3 s.) Stejný krátký akustický signál zazní i v pøípadì zadání nesprávného kódu. Po zadání správného kódu se na krátkou dobu (asi 200 ms) sepne výstupní relé jako potvrzení pøijmutí správného kódu (magnetický zámek u dveøí krátce za-bzuèí), pak vyèká asi 3 sekundy (doba

Sezam

Jednoduchý pøístupový systém

Ing. Pavel Hùla

Charakteristika pøístroje - jednoduchý pøístupový systém,

pøipo-jitelný místo bìžného zvonku (na støídavý i stejnosmìrný proud),

ovládaný sériovým kódem od zvonkového tlaèítka, zachovávající

funkci zvonku, doplnìného optickou signalizací s prodlouženou

dobou indikace.

potøebná na pøechod od tlaèítek ke dve-øím) a pak znovu sepne relé (tentokrát na dobu 3 s) a umožní vstup do budovy. Odjištìní zámku je signalizováno opticky rozsvícením zelené LED s prodloužením indikace na dobu 30 s a volitelnì (pøí-tomností jumperu) akusticky (sérií krát-kých pípnutí) po dobu sepnutí výstupního relé. Po zazvonìní zvonku (z kteréhoko-liv z výše uvedených dùvodù) se rozsvítí èervená LED, jejíž svit trvá ještì po dobu jedné minuty. Tato funkce slouží pro od-stranìní nejistoty, kdy si nejsme jisti, jestli nìkdo zvonil, nebo zda nás šálily smysly.

Kód se zadává v uèebním módu, kte-rý se navozuje postupným stisknutím tla-èítek „reset“ a „learn“ a jejich postupným uvolnìním (nejprve „reset“). Navození tohoto módu je signalizováno akusticky (trylek asi 1 s) a opticky svitem èervené i zelené LED (svítí až do doby opuštìní uèebního módu). Nyní mùžeme zadávat kód pøímo tlaèítkem zvonku (k tomuto úèelu lze použít tlaèítko u dveøí do bytu - tlaèítka jsou propojena paralelnì). Pro-gramem obvodu je vymezen poèet míst kódu na 3 až 16. Zadávání kódu ukonèí-me pøidržením tlaèítka na dobu delší než 1 s (pøièemž se tento dlouhý impuls do vstupního kódu nezapoèítává). Pøi poku-su zadat kód delší než 16 znakù se po zadání šestnáctého znaku pøíjem ukonèí a další znaky nejsou akceptovány. Zaøí-zení pak pracuje s prvními šestnácti znaky zadávaného kódu. Zadáme-li menší poèet znakù než 3, není vstupní kód akceptován vùbec, uèební mód je opuštìn bez pøepsání pùvodních hodnot. Úspìšné ukonèení uèebního módu je signalizováno akustickým signálem, stejným jako pøi jeho navození. Zadané hodnoty vstupního kódu se zapisují do pamìti EEPROM, a tak zùstávají zacho-vány i po odpojení zaøízení od napájecí-ho napìtí.

Obvodové øešení

Zapojení je díky využití mikrokontro-léru Atmel 89S2051 velmi jednoduché. Pro galvanické oddìlení vstupu je použit „støídavý“ optoèlen OP1 typu PC814, na jehož výstupu je zapojen jednoduchý filtr R2 C1, usnadòující zpracování støídavé-ho vstupnístøídavé-ho signálu. Rezistor R1 slouží

k omezení proudu do vstupu optoèlenu. Jeho velikost je zvolena pro vstupní napìtí 8 až 12 V. Rezistor R7 spolu s kondenzáto-rem C3 slouží k nulování mikropoèítaèe po pøipojení napájecího napìtí. Bìhem provozu je možné nulovat stisknutím tla-èítka TL1. Hodinový kmitoèet pro mikro-kontrolér je øízen krystalem X1. Použil jsem krystal 14,3 MHz, který lze snadno získat z jinak nepotøebného poèítaèové-ho šrotu - vyskytuje se na vìtšinì video-karet a velmi èasto i na základních des-kách. Jinak tato hodnota není nikterak kritická a lze ji použít i prakticky jakouko-liv jinou s tím, že se v odpovídajícím po-mìru odlišnosti kmitoètu upraví i všech-ny èasy a výšky tónù.

Tranzistory T1 a T3 zesilují signál pro elektroakustický mìniè. Je možné použít dynamický reproduktor (radìji s vìtší im-pedancí), dobøe se osvìdèila sluchátko-vá vložka z telefonu. Rezistor R3 slouží pro omezení výstupního proudu a jeho odpor tedy urèuje hlasitost. S uvedeným typem tranzistoru T1 lze výstup zatížit proudem až 1 A (samozøejmì s ohledem na použitý napájecí zdroj). V tomto pøí-padì by asi bylo nutné ještì zmenšit od-por rezistoru R5 a pøípadnì pøipojit rezis-tor mezi bázi T3 a +5 V. Tranzisrezis-tor T4 je zesilovaè pro buzení cívky relé. Tlaèítko TL2 slouží k navození uèebního módu (v kombinaci s tlaèítkem pro nulování „reset“), jumperem J1 lze zapínat nebo vypínat akustickou indikaci pøi sepnutí relé. Støídavé napájecí napìtí je usmìr-nìno diodovým mùstkem BR1, filtrováno kondenzátorem C5 a pro obvody mikro-kontroléru je stabilizováno na +5 V obvo-dem IC3 78L05. Tento typ vyhoví pro na-pájecí napìtí do velikosti 14 V. Pro vìtší napájecí napìtí by bylo vhodnìjší na této pozici použít nìkterý výkonìjší typ (z dù-vodu lepšího oddù-vodu tepla).

Mechanická konstrukce

Celý pøístroj je postaven na jedno-stranné desce s plošnými spoji o rozmì-rech 50 x 75 mm a tvarovì je uzpùsoben pro vestavìní do elektroinstalaèní kra-bice. Druh krabice závisí na použitém elektroakustickém mìnièi a na tom, má-li být tento mìniè umístìn ve spoleèné krabièce. Pro pøipojení pøívodù jsou pou-žity 4 svorky ARK 210/2.

Stavba a oživení

Díky jednoduché konstrukci je reali-zace bez jakýchkoliv záludností a pøi po-užití dobrých souèástek a kvalitní desky musí pracovat na první zapojení. Po osa-zení desky mùžeme zkontrolovat prou-dový odbìr (použijeme ss napájecí napìtí 12 V), který by mìl být v klidu asi 10 mA. Pokud chceme vyzkoušet funkci zaøízení na stole ještì pøed jeho montáží, pøipojí-me tlaèítko na svorky 3 a 8 a kouskem vodièe propojíme svorky 2 a 4. Nyní po stisknutí tlaèítka musí zaznít z reproduk-toru (pøipojeného na svorky 7 a 2) melo-die, která se s krátkými mezerami opa-kuje po celou dobu stisku tlaèítka. Pøitom se rozsvítí èervená LED (ta zùstane sví-tit ještì 60 s po uvolnìní tlaèítka). Po krátkém stisknutí tlaèítka blikne krátce zelená LED a po 3 sekundách zazní me-lodie. Stisknutím tlaèítek TL1 a TL2 a je-jich postupným uvolnìním (nejprve TL1, pak TL2) se nastaví uèební mód, jak je popsáno v odstavci popis funkce, a zaøí-zení èeká jeho zadání. Úspìšné zadání je oznámeno akustickým signálem a kód se zapíší do pamìti EEPROM. Opì-tovným vyukáním zvoleného kódu se musí odemknout zámek podle výše po-psaného algoritmu. Nesmíme pøitom za-pomenout pøed zvolený kód pøidat úvod-ní teèku. (Pøed jakýmkoliv zvoleným kódem je jakoby pøedøazena jedna teèka navíc.)

Seznam souèástek

Rezistory R1 100 Ω R2 4,7 kΩ R3 150 Ω R5 10 kΩ R6 10 kΩ R7 33 kΩ R8330 Ω R9 680 Ω R10 680 Ω R11 47 kΩ Kondenzátory C1 100 nF, keram. C2 10 µF/16 V C3 4,7 µF/16 V C4 10 µF/16 V C5 330 µF/16 V C6 22 pF, keramický C7 22 pF, keramický Polovodièové souèástky

IC1 AT89S2051 s programem SEZAM

IC2 93C46 IC3 78L05 T1 BC327-40 T3 BC546 T4 BC546 BR1 B80C1500 D2 LED 5 mm, èervená D3 LED 5 mm zelená D4 1N4005 OP1 PC814, Sharp Ostatní souèástky

J1 jumper - dva piny

RE1 JV12 KT, Takamisawa

TL1 miniaturní tlaèítko 6 x 6 mm TL2 miniaturní tlaèítko 6 x 6 mm

X1 14,3 MHz

SV1 až SV4 ARK210/2

Obr. 2. Deska s plošnými spoji

Naprogramovaný procesor si lze ob-jednat za 300 Kè na adrese: Ing. Pavel Hùla, Jabloòová 2, 106 00 Praha 10; tel.: 02/72 65 66 73, 0607 565 933; e-mail: hupa@post.cz.