nr. 22 juni 1985 f4,25 Bfrs. 84
ïi
I t ' ^ m • I • I • ^ K T i B II
hobby-elektronica
C
I' U U u » KJI"-|--H_l t. ...
85 downloads
991 Views
54MB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
nr. 22 juni 1985 f4,25 Bfrs. 84
ïi
I t ' ^ m • I • I • ^ K T i B II
hobby-elektronica
C
I' U U u » KJI"-|--H_l t. .«ca i D
'-^
111
1
i
^^^^^^^ft.#"l .
|É|Hik.'-.«»^'J V ^ami^tia-f. Wj}
-
Met deze afstandsbediening, die met ultrageluid (ultrasoon) werkt, kunnen apparaten binnen een bereik van 10 meter in- en uitgeschakeld worden. Wie dat niet genoeg vindt, kan het apparaat eventueel nog "opvoeren"; daarover later. Bij een afstand van minder dan drie meter is het niet nodig om de zender op de ontvanger te richten. In kombinatie met de netschakelunit (elders in dit Elex-nummer) kunnen ook uit het lichtnet-gevoede apparaten met een maximaal vermogen van
300 watt op afstand worden bediend. De bediening is uitermate eenvoudig: een druk op de zendtoets schakelt het aangesloten apparaat in, na nog een keer drukken is het weer uitgeschakeld.
Hoe w e r k t het? Eigenlijk is ultrageluid of ultrasoon niets bijzonders. Het enige verschil met "gewoon" geluid is de frekwentie: die is te hoog voor het menselijk oor. Onze afstandsbediening werkt met
ontvanger
Figuur 1. Het blokschema van de komplete schakeling. De akoestische signalering kan eventueel worden weggelaten. Figuur 2. Het schema van de zender en van de ontvanger.
ongeveer 42 kHz. In het blokschema (figuur 1) zien we wat er in de zender en in de ontvanger allemaal moet gebeuren. De zender zit erg eenvoudig in elkaar. Als er op de knop wordt gedrukt, begint de astabiele multivibrator (AMV) te oscilleren op een frekwentie van 42 kHz. Die wisselstroom wordt in het zendelement, een soort hogetonenluidsprekertje, omgezet in geluid. Dat element heeft een uitgesproken resonantiefrekwentie; daarop moet de AMV precies worden afgeregeld.
De ontvanger is wat ingewikkelder. Het ontvangelement, een soort mikrofoon, zet de van de zender afkomstige geluidstrillingen om in een wisselstroompje, dat in blok 1 eerst wordt versterkt. Dan volgt het bandfilter 2. Dat heeft een duidelijke voorkeur voor frekwenties van omstreeks 42 kHz; die worden ongehinderd doorgelaten. Hogere en lagere frekwenties houdt het filter tegen. Blok 3 is weer een versterker, waarna het signaal op komparator 4 terechtkomt. De uitgang daarvan is logisch O als er
ontvanger
^7
N I . . . N3 = %IC2 = 4093 FF1 =y2lC3 = 4013
geen signaal is en wisselt 42000 keer per sekonde van O naar 1 als dat wel het geval is. Die wisselspanning wordt in blok 5 gelijkgericht en door een kondensator afgevlakt. De uitgang van dit blok is dus " h o o g " (logisch 1) als er op de knop van de zender wordt gedrukt; in rusttoestand is de uitgang "laag". Dit signaal volgt dus precies de kapriolen van de drukknop en juist daar zit een addertje onder het gras. Mechanische schakelaars lijden namelijk allemaal in mindere of meerdere mate aan een verschijnsel, dat "kontaktdender" heet: ze openen en sluiten niet in een keer, maar maken gedurende een zeer korte tijd afwisselend wel en geen kontakt. Om te voorkomen dat de rest van de schakeling dat gaat
opvatten als afwisselend inen uitschakelen, bevat blok 6 een soort vertraging: de ontvanger schakelt pas om, als de zendknop ongeveer een halve sekonde lang ingedrukt is gehouden. Door die vertraging krijgt het signaal een geleidelijk verloop van " h o o g " naar "laag" en omgekeerd. Om dat te verhelpen bevat blok 7 een Schmitt-trigger; die levert aan de uitgang weer een keurige blokgolf met steile flanken. De uitgang van de flipflop in blok 8 tenslotte, schakelt om bij iedere stijgende flank van de spanning op de "klok"-ingang (CLK). Daardoor wordt de schakeltransistor bij iedere druk op de zenderknop afwisselend open- en dichtgestuurd. Het akoestisch signaal is geen wezenlijk onderdeel
van de schakeling. Het bestaat uit een oscillator, die wordt geaktiveerd als de uitgang van de Schmitt-trigger " h o o g " is. De gebruiker kan op die manier horen, of het signaal al dan niet "aangekomen" is.
Details Het schema (figuur 2) is eigenlijk nauwelijks ingewikkelder dan het blokschema. Over de zender valt weinig te vertellen; een astabiele multivibrator zal voor de meeste Elex-lezers niets nieuws meer zijn. IVIet de trimmer Cl wordt de oscillator op 42 kHz ingesteld. Het zendelement (ook wel transducer genoemd) is een MA40L1S van Murata. De bijpassende ontvanger heet MA40L1R (de R staat
voor "receiver"). Via de koppelkondensator C4 is hij verbonden met de inverterende ingang van versterker A l . Door middel van R5 en R6 is de versterkingsfaktor daarvan vastgelegd op 1000. Een interessant detail is de schakeling van R7, R8 en C5. Op het knooppunt van de twee weerstanden staat de halve voedingsspanning, die vervolgens gestabiliseerd wordt door C5. De nietinverterende ingangen van de opamps A l , A2 en A3 zijn met deze hulpspanning verbonden. Het uiteindelijke effekt is hetzelfde als dat van een symmetrische voeding, wat natuurlijk een mooie besparing oplevert. De opamp A2 is geschakeld als bandfilter met een middenfrekwentie van 42 kHz. A3 doet dienst als versterker, en doordat Ril en R12
Onderdelenlijst voor de afstandsbediening R1,R2 = 2,2 kQ R3,R4 = 220 kQ R5,R11,R16 = 10 kQ R6,R12 = 10 MQ R7,R8,R13,R14 = 47 kQ R9 = 33 kQ RIO = 100 kQ R15 = 4,7 kQ R17 = 220 Q PI = instelpotmeter 10 kQ P2,P3 = instelpotmeter 100 kQ Cl - 40 pF trimkondensator C2 = 47 pF C3,C6,C7 = 100 pF C4,C8 = 100 nF C5,C11 = 100 H F / 1 0 V C9 = 2,2 ^F/10 V CIO = 33 nF Dl = 1I\I4148 D2 = LED T l . .T4 = BC 547B IC1 = TL 084 IC2 = 4093 IC3 = 4013 Diversen; 51 = druktoetsschakelaar 52 = aan/uit-schakelaar BZ = piëzo-zoemer (Toko) IVIA 40L1S = ultrageluidzender (Murata) MA 40L1R = ultrageluidontvanger (Murata) 1 Elex-print, formaat 1 1 Elex-print, formaat 2 Behuizingen voor zender en ontvanger Geschatte bouwkosten; zonder "diversen" ongeveer f 25,—
Foto 1. De zender van de afstandsbediening, hier ingebouwd in een doorzichtige behuizing.
dezelfde waarden hebben als respektievelijk R5 en R6, versterkt ook deze trap 1000 maal. De referentiespanning voor de komparator A4 wordt nnet behulp van P2 ingesteld. Blok 5 van de schakeling omvat behalve Dl en C8 ook R13. Over die weerstand ontlaadt de kondensator zich, als de komparatoruitgang " l a a g " wordt. Voor de eerder genoemde vertraging zorgen R14 en C9. Het duurt namelijk ongeveer een halve sekonde voordat C9 zover geladen is, dat de spanning voldoende is om NI en N2 te "triggeren". IC3 bevat de komplete schakeling van de flipflop, dus daar hebben we geen omkijken meer naar. T3 en T4 vormen samen een transistor met een zeer hoge versterkingsfaktor, een zogenaamde "Darlington". Uiteindelijk wordt in het schema alleen een LED aan- en uitgeschakeld, een nogal mager resul-
taat voor zoveel moeite. Natuurlijk zijn er meer mogelijkheden; daar komen we straks op terug. De akoestische signalering wordt verzorgd door de als oscillator geschakelde Schmitt-trigger N3. Frekwentiebepalende elementen zijn CIO en R15/P3. De piëzo-zoemer BZ maakt het signaal hoorbaar. Wie geen prijs stelt op signalering, kan deze onderdelen dus weglaten, behalve natuurlijk N3, want die zit samen met NI en N2 in één IC. Als N3 niet wordt gebruikt, moeten de pennen 5 en 6 van IC2 worden verbonden met massa ( = nul van de voeding).
Montage Figuur 3 geeft de opbouw van de zender. Van een kleine Elex-print moet het met streeplijntjes aangegeven stuk worden afgezaagd.
Foto 1 brengt u misschien op een idee voor een passende behuizing. De ontvanger is wat veeleisender; daarvoor is een print van formaat 2 nodig (figuur 4). De buiten de print getekende onderdelen worden met behulp van soldeerpennen en aansluitdraden met de print verbonden. Als de onderdelen voor de akoestische signalering worden weggelaten, vervalt ook de draadbrug die pen 6 en pen 11 van IC2 met elkaar verbindt. C15 moet worden vervangen door een draadbrug en er moet een verbinding gemaakt worden tussen pen 5 en pen 6 IC2. Figuur 5 geeft alle informatie over het aansluiten op de netschakelunit. R17 wordt vervangen door een weerstand van 36 ohm; de LED vervalt. Vervolgens gaan er twee draden naar de aansluitpunten 2 en 3 van de schakelunit, waaruit de batterij en/of de schakelaar ver-
ontvanger afstandsbediening
netschakelunit
^
© 9V * 1 X2,
^
^
I
1Q Q Q !
^
•Nr I
! O Q CLiI I I P
NI
I ~ 1 I
_l TIC 226 M
Figuur 3. De zender kan heel kompakt worden opgebouwd; hij past op een klein stukje van de kleinste Elex-print. Figuur 4. Voor de schakeling van de ontvanger is een Elexprint, formaat 2, nodig. Figuur 5. Zo wordt de afstandsbediening met de netschakelunit verbonden.
Onderdelenlijst voor de netschakelunit R1 = LDR 07 R2 = 150 Q R3 = 220 Q/1 W Cl = 100 nF/600 V Tri = TIC226M Lal = 6 V/50 mA, met fitting Diversen: Montagestrip met soldeersteunen Aansluitmateriaal voor netspanning Eventueel een behuizing Geschatte bouwkosten: ca f 1 2 , -
wijderd moeten worden. Nu duikt er een klein probleem op: het lampje "trekt" ongeveer 50 mA en dat is door een 9-volt-batterij moeilijk op te brengen. Er zal dus een netvoeding aan te pas moeten komen. Elders in dit Elex-nummer, in het artikel over de emmerradio, staat een schema en een bouwtekening van de standaard Elex-voeding. Met enige wijzigingen is die ook voor deze schakeling geschikt. In plaats van de 7805 moet er een 7809 worden gebruikt; de werkspanning van de eiko's kan veiligheidshalve iets hoger worden gekozen. Ook de ontvanger moet natuurlijk worden voorzien van een behuizing. Het is geen gek idee om daar tevens het netvoedingsapparaat en de schakelunit bij in te bouwen; dat spaart weer wat verbindingsmateriaal uit. In het kastje moet een opening gemaakt worden, waar-
±in het ontvangelement past (foto 2). Overigens is de netschakelunit niet beslist noodzakelijk; de Darlington in de ontvanger kan ook een relais sturen. De spoel daarvan wordt geschakeld tussen de emitter van T4 en massa; R17 en de LED kunnen vervallen. Over de spoel moet (in sperrichting, dus anode aan massa en kathode aan emitter van T4) een diode worden geschakeld, die T4 beveiligt tegen negatieve spanningspieken, die bij het uitschakelen kunnen ontstaan.
Opvoeren Voor degenen die de reikwijdte van de zender onvoldoende vinden, hebben we nog twee trucs in petto. Ten eerste kan de voedingsspanning van de zender verhoogd worden door twee batterijen van 9 volt in serie
te schakelen (kies wel voor C5, C9 en C11 25-V-typen). Ten tweede kunnen we de massa-aansluiting van het zendelement losnemen en die verbinden met de koliektor van T l . Ook dat geeft een aanmerkelijke geluidswinst.
Afregeling We leggen de zender en de ontvanger op een paar centimeter afstand van elkaar en sluiten op de uitgang van A3 (pen 8) een meetapparaat aan. Dat kan een goede universeelmeter zijn, ingesteld op het laagste wisselspanningsbereik, of een oscilloskoop. We drukken de zendtoets in en regelen Cl af op maximale uitslag. Als er geen duidelijk maximum te vinden is, wordt Al overstuurd; dan moet de afstand tussen zender en ontvanger groter worden gemaakt. Met de zender zijn we dan klaar.
Om de ontvanger af te regelen verbinden we het meetapparaat met de uitgang van A2. De zender wordt weer in werl