ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1989-72 issue august

nr. 72 augustus 1989 f 5,50 Bfrs. 114

telefoon-LED handige optische verklikker

vogeldeurbel belt niet maar tjilpt

kamerplanten-bewa waarschuwt als ze droog

metronoom zonder slinger toch maatvast

ELEX 7 e jaargang nr. 8 augustus 1989 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Uitgeversmij. Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04490-89444 Telex 56617, fax: 04490-70161 Korrespondentie-adres: Post¬ bus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: M. Landman Bourgognestraat 13, Beek (L) Elex verschijnt de eerste van elke maand. Het blad wordt ook uitgegeven in het Frans en in het Indonesisch. Elex/Elektuur-databank: 24 uur per dag bereikbaar (be¬ halve op maandagmiddag tussen 12.30 en 16.00 uur) voor infor¬ matie en bestellingen via com¬ puter, modem en telefoon (Viditel-systeem). Tel.: 04490-71850 Auteursrecht: Niets uit deze uitgave mag ver¬ veelvoudigd en/of openbaar ge¬ maakt worden door middel van druk, fotokopie, mikrofilm of op welke wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgeefster. De auteursrechtelijke bescher¬ ming van Elex strekt zich mede uit tot de illustraties met inbe¬ grip van de printed circuits, evenals tot de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex op¬ genomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschap¬ pelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoor¬ delijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdra¬ gen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een inge¬ zonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewer¬ ken; de uitgeefster is tevens ge¬ rechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uit¬ gaven en aktiviteiten te gebrui¬ ken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke ver¬ goeding. Nadrukrecht: © Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1989 Printed in the Netherlands Druk: NDB, Zoeterwoude

lid NOTU, Nederlandse Organisa¬ tie van Tijdschrift- Uitgevers

8-2 - elex

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

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

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

formaat 2:

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

formaat 4' Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom Vormgeving/graf, prod.: G.B.S., Beek (L)

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

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

Techn. illustraties: L.M. Martin Fotografie: J.M.A. Peters Abonnementen: Th.H. Dewitte Jaarabonnement Nederland België buitenland f 5 5 , - Bfrs. 1140,- f 8 0 , Studie-abonnement f 4 4 , - (Bfrs. 912) Een abonnement kan op ieder ge¬ wenst tijdstip ingaan en loopt au¬ tomatisch door, tenzij het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige lossenummerprijs geldt). Losse nummerprijs: Nederland f 5,50; België Bfrs. 114 Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Advertenties: R.F.G.G. Troquet (hfd. adv. expl.) M.H. Bertram-Meijering (verkoop) P.J.M. Kunkels (adm.) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

1986 f 34, — /Bfrs. 670 86659 -Basisprint f 9,65/Bfrs. 190 86660 -5 V netvoeding f 15,20/Bfrs. 300 86661 -experimenteerprint 86717 -+ / - 15-volt-voeding f 16,40/Bfrs. 323 86681 -sinusgenerator f 12,40/Bfrs. 244 86688 f 9,75/Bfrs. 192 86723 -transistor als schakelaar 86687 -complementaire eindtrap f 10,40/Bfrs. 205 86725 -transistor en relais f 9,75/Bfrs. 192 86756 f 10,90/Bfrs. 218 86724 -astabiele multivibrator f 11,70/Bfrs. 234 86765 -mini-fm-ontvanger 1987 bistabiele multivibrator f 10,60/Bfrs. 212 86766 - LCD-display (universeel) f 14,35/Bfrs. 287 87640 f 11,20/Bfrs. 224 87022 - ingangsverzwakker 87636 - IR audiotransmissie f 17,45/Bfrs. 349 87653 - LED VU meter f 6,95/Bfrs. 139 1988 f 16,95/Bfrs. 334 85493 - éénknopstreinbesturing 886025 fruitmachine f 23,75/Bfrs. 468 886026 wisselstraat-indikatie f 14,70/Bfrs. 290 886027 f 27,75/Bfrs. 547 86799 - auto-audio: regelversterker f 14,85/Bfrs. 293 886034 - auto-audio: inschakelautomaat 886071 - auto-audio: boosterprint f 18,50/Bfrs. 365 886077 f 10,15/Bfrs. 200 886087 - testprint opamptester f 27,70/Bfrs. 545 884015 - DC-ontvanger 80543 - dipmeter ƒ 15,30/Bfrs. 301 886126 - tiptoets-orgel f 40,28/Bfrs. 792 februari f 15,85/Bfrs. 312 886127 - transistor-kurve-tracer mei '89 - transistor- en FET-tester f 15,35/Bfrs. 303 896038 - meeluisterversterker (twee stuks) f 16,30/Bfrs. 322 - auto-service-module f 16,25/Bfrs. 321 89 software: - VHF-ontvanger f 29,75/Bfrs. 586 oktober '87 ff 22,15/Bfrs. 436 XSS-100• -dia-overvloeier telex voor MSX 25,-/Bfrs. 493 (geformatteerde diskette met MSX.DOS.COM en C0MMAND.COM op¬ sturen) oktober '88 XSS-101 - digisimulator voor Atari 1040 ST f 25, - /Bfrs. 493 (dubbelzijdig-geformatteerde 314 "diskette opsturen) Verzend- en administratiekosten f 5,00/Bfrs. 99 per bestelling. Elexprinten zijn in de meeste elektronica-zaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur B.V. te bestellen d.m.v. de bestelkaart elders in dit blad, of tegen vooruitbetaling op giro 1 24.11.00 t.n.v. Elektuur B.V., Beek (L) (België: PCR 000-01 7-70.26.01) o.v.v. de desbetreffen¬ de print. Ook via de "databank" (zie kolofon) kan besteld worden.

augustus 1989

DEZE I\/IAAIMD

inhoud

binnenkort Op het moment dat we dit schrijven, heeft de tempera¬ tuur op de redaktielokalen zojuist de respektabele waar¬ de van 32 °C be¬ reikt. Het vooruit¬ blikken op de in¬ houd van het septembernummer lijkt daarmee heel pre¬ matuur, want we zijn er allerminst ze¬ ker van of we deze slopende aanval van tropische hitte wel overleven. Lukt dat, dan hebben we voor volgende maand een paar in¬ teressante schake¬ lingen voor u in petto. We noemen er twee: een ionisator en een minimotor-snelheidsregelaar. De eerste zorgt door de produktie van negatie¬ ve lucht-ionen voor een beter leefmi¬ lieu en de tweede is een alleraardigste schakeling voor o.a. modelbouw-freaks. Hopelijk tot over een maand.

zelfbouwprojekten metronoom zond» slinger toch maaftraul

bij het omslag De omslagplaat toont een ty¬ pisch zelfbouwprojekt voor alle knutselende musici en musice¬ rende knutselaars.

slimme interkom Een eenvoudig te bouwen in¬ terkom, die een unieke eigen¬ schap bezit: voor de verbinding met de andere posten is slechts een éénaderig draadje nodig. QQ

pulsgenerator

informatieve artikelen

Dit instrument bewijst zijn waarde vooral bij het testen van digitale schakelingen en audio-versterkers. OA

4 5 10

kamerplanten¬ bewaker Deze schakeling houdt de vochtigheidsgraad van de potaarde in de gaten en waar¬ schuwt bijtijds als de gieter er aan te pas moet komen. *Q

metronoom

12 kamerplanten-bewaker — elektronische vochtigheidsindikator 18 telefoon-LED — handig accessoire voor weinig geld 20 elektronische metro¬ noom — met "bij-tik" 24 tjilpende deurbel — geen hinderlijk gezoem of gerinkel meer 30 pulsgenerator — met variabele pulsbreedte 36 elektronisch vis-aas — ook bruibaar als diskobroche 38 slimme interkom — ideaal als veldtelefoon 44 hoogspanningsindikator — lichtend toverstokje

elextra veiligheid hoe zit dat? — basisbe¬ rekeningen: Thévenin 27,45 kaleidoskoop 35 markt-info 41 SMD-onderdelen — piepkleine elektronicakomponenten 46 basisschakeling — poorten als oscillator 48 elex-info - eenvoudige thyristor/triactester 49 nadenkertje 50 komponenten

Het bijzondere van deze elektronische maatgever is dat hij exakt hetzelfde klinkt als een mechanische meQf\ tronoom. ó\J

elex - 8-3

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

Databank Voor informatie en bestellingen is Elex 24 uur per dag bereikbaar via de Elex/Elektuurdatabank, op telefoonnummer 04490-71850 (behalve op maandag van 12.30 tot 16.00 uur). Voor een verbinding met onze databank hebt u drie dingen no¬ dig, namelijk een computer, een viditel-ontvangprogramma en een telefoonmodem. De procedure is uitermate simpel: — Het databank-systeem is viditel-kompatibel (dus ook dezelfde kodes, adressen en op¬ drachten). — Sluit de computer aan op de modem en de modem op de telefoonlijn. — Start het viditelontvangprogramma. — Draai het bovengenoemde tele¬ foonnummer. — Druk, zodra u een fluittoon hoort, het knopje 'data' in op de modem. Klaar!

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

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voor¬ voegsels: p = (pico) = 10~12 = een mil¬ joenste van een miljoenste n = (nano) = 10~ 9 = een miljardste H = (micro) = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10~3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Megal = 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 = 6 800 000 Ö 0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 PF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4fi7 = 4,7 nF = 0,000 0047 F De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeg¬ gen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

Meetwaarden Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de fei¬ telijk gemeten spanningen en stro¬ men mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De me¬ tingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kQ/V.

Schema's Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de ge¬ bruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (DIN, NEN). De schema's worden name¬ lijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Ame¬ rikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens "&", " S 1", " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen in¬ ternationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehand¬ haafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

8-4 - elex

Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn meestal vrij klein, ongekompliceerd en betrek¬ kelijk gemakkelijk na te bouwen. Voor een aantal schakelingen wor¬ den speciale printen ontworpen, waarvan een deel in kant-en-klare vorm bij ons verkrijgbaar is. Op pagina 2 vindt u daarvan een overzicht. De overige Elex-schake¬ lingen kunnen worden gebouwd op onze standaard-printen, welke leverbaar zijn in drie formaten: Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4: 16 cm x 10 cm (Europa-formaat)

Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden ge¬ plaatst en aansluitingen en even¬ tuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een platte¬ grond geeft de opgebouwde scha¬ keling in bovenaanzicht weer. Dezich op de onderkant (soldeerzijde) van de print bevindende ko¬ perbanen zijn in de plattegrond dun gedrukt. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een standaard-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een ga¬ tenrij afzagen.

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 onderbrekin¬ gen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden ver¬ wijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwij¬ deren tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op. 10. Oefening baart kunst. Weer¬ standen of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.

Onderdelen

Foutzoeken

Elex-schakelingen bevatten door¬ gaans uitsluitend standaard¬ onderdelen, die goed verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezui¬ nigen op de aanschaf door het ko¬ pen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden V*-watt-weerstanden gebruikt.

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 wattsoldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samen¬ gesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm door¬ snede 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 bevesti¬ gingsgaten 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 moe¬ ten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus ver¬ spreiden 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 verhit¬ ten. 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 des¬ noods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden.

Doet de schakeling het niet met¬ een? 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 ver¬ keerd om? Zijn de voedings¬ spanningsaansluitingen niet ver¬ wisseld? — Zijn de aansluitingen van half¬ geleiders korrekt? Heeft u de onderdelenplattegrond misschien opgevat als het onderaanzicht van de schakeling, in plaats van het bovenaanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig.

Netspanning Maak voor de voeding van uw schakelingen zoveel mogelijk ge¬ bruik van een losse stekernetvoeding (net-adapter). Is dat niet mo¬ gelijk, houd u dan aan de in het artikel "Veiligheid" beschreven voorschriften. Bij reparaties of me¬ tingen aan netgevoede apparaten gelden de volgende hoofdregels: * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het ap¬ paraat. 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 geïsoleer¬ de meetklemmen; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspanningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

VEILIGHEID {bron: NEN3544 Elektronische en aan¬ verwante toestellen met netvoeding voor huishoudelijk en soortgelijk alge¬ meen gebruik — veiligheidseisen.! De wet schrijft (terecht!} voor dat alle elektrische apparaten veilig moeten zijn, met name wat betreft elektrische veilig¬ heid en brandgevaar. Dat geldt natuurlijk ook voor zelfgebouwde apparaten. Er is een Europese norm die grotendeels ook door Nederland is overgenomen. Niet iedereen is in het bezit van deze norm en bovendien is het interpreteren hier¬ van geen eenvoudige zaak. Het lijkt ons daarom verstandig deze NEN3544 — die we verder "de norm" zullen noemen — kompakt samen te vatten, waardoor het ook voor de niet-ingewijde beter mogelijk is op verantwoorde wijze een apparaat op te bouwen. De veiligheidseisen hebben voor een groot deei te maken met de netspan¬ ning, 220 voit, maar ook met de tempe¬ ratuur van aanraakbare onderdelen en de brandveiligheid. Alle netvoedingsproblemen kunt u vermijden door gebruik te maken van veilige (goedgekeurde) net-adapters. U bouwt dan geen direkt uit het net gevoed toestel en u hoeft zich geen zorgen meer te maken over de inhoud van de norm aangaande dit punt. Wij raden u daarom aan zoveet mogelijk adapters met een geschikt ver¬ mogen toe te passen bij zelfgebouwde schakelingen. Als het om direkt uit het net gevoede toestellen gaat, zijn voor de bouwer twee soorten isolatie van belang: klasse I (enkele isolatie, en altijd voorzien van aderig snoer) en klasse II (dubbel geïso¬ leerd en voorzien van een netsteker zon¬ der randaarde. U ziet dus dat er altijd een dubbele beveiliging wordt geëist, enkele isolatie met randaarde of dubbele isolatie. Waar het op aan komt, is dat bij een gesloten behuizing alle aanraakbare delen (dus kast, in- en uitgaande leidin¬ gen of stekerbussen, knoppen, schake¬ laarhefbomen enzovoort) geen gevaarlij¬ ke spanning kunnen voeren.

Klasse I

2) Een funktieschakelaar (hiermee wordt een aan/uitschakelaar bedoeld die niet in het 220-V-circuit is aangebrachtl is toegestaan als de voedingstransfor¬ mator gescheiden wikkelingen heeft en het verbruik van het toestel in de "uit'stand niet meer dan 10 W bedraagt. Wel moet er voor zijn gezorgd dat duidelijk zichtbaar is (bijvoorbeeld met een LED) wanneer de steker in het stopkontakt zit en er dus netspanning aanwezig is. 3} Er is geen netschakelaar vereist als het opgenomen vermogen bij normaal gebruik niet meer dan 10 W bedraagt of wanneer het toestel bedoeld is voor kontinu-bedrijf (klok, antenneversterker).

Figuur 1 geeft enkele voorbeelden van deze zogeheten euro-chassisdelen en een bijbehorende euroapparaatsteker. Denk eraan dal deze materialen op EMA zich ook veilig

|KEUR

<EMA-keur of VDE-keur (dat is het Duitse keur¬ merk). Wees hier l E\ kritisch het kan zijn dat op bijvoor¬ beeld een tuimelschakelaar staat dat hij geschikt is voor 250 V, ma ar dat deze och niet veilig is omdat de lucht- en cruipwegen op gei n enkoio wijze volm voor

•V

yX

Cl /.=

t

T

•

• ola

norm van 6 mm voor dubbele isolatie. De fabrikant bedoelt iets heel anders, n.l. dat de schakelaar niet stuk gaat bij 250 volt! Gebruikt u geen speciale net-entree, maar sluit u het netsnoer direkt aan op het apparaat, dan moet dit zijn voorzien van een deugdelijke trekontlasting. Fi¬ guur 2 geeft twee voorbeelden van trekontlastingen die voldoende bescherming bieden tegen schuren, torsie en trek op de bevestigingspunten. Denk eraan dat u apparaten van klasse I altijd voorziet van een drie-aderig snoer met daaraan een steker mèt randaarde en hiervoor netsteker zonder randaarde gebruikt! Deze laatste passen zowel in stopkontakten (wandkontaktdozenl zónder als mèt randaarde en mogen daarom alleen voor dubbel geïsoleerde (klasse-H-) apparaten worden gebruikt. Voor de dui¬ delijkheid: figuur 3 toont een steker met randaarde (links) en een euro-netsteker zonder randaarde (rechts}.

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

Kort samengevat komt de norm op het volgende neer: Klasse-l-isolatie vereist dat alle geleidende aanraakbare delen deugdelijk worden geaard. Verder moet de isolatie tussen de netspanning en ieder aanraakbaar deel een testspanning van minstens 2120 V (topwaardel kun¬ nen doorstaan. Om te voorkomen dat er doorslag optreedt door de lucht of over het isolatiemateriaal, moet er tussen de netspanning voerende delen en de aan¬ raakbare delen een lucht- of kruipweg worden aangehouden van tenminste De lucht- of de kruipweg afstand (door de lucht of tie) tussen het deel waar ning op staat en het deel raakt kan worden.

is de kortste over de isola¬ de netspan¬ dat aange¬

Klasse II Ook hier in het kort de eisen: een isola¬ tie die 4240 Vt doorstaat, hetgeen een lucht- of kruipweg vereist van tenminste 6 mm. Tevens moeten de draden die verbonden zijn met de netspanning

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

voldoet aan de eisen voor dubbeie isola¬ tie.

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

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

Smeltveiligheden en spoelen, kondensatoren en weerstanden voor storingson¬ derdrukking hoeven echter niet te wor¬ den uitgeschakeld. Hoewel het niet voorgeschreven wordt, is het in dit ver¬ band wel aan te bevelen om een primai¬ re zekering voor de schakelaar te monteook beveiligd.

Bedrading Bij de bedrading van het 220-V-gedeelte moet men zeer zorgvuldig te werk gaan. Gebruik netsnoer of montagesnoer van tenminste 0,75 mm 3 , met een isolatie van tenminste 0,4 mm. Netsnoer met 2 lagen isolatie verdient de voorkeur. De draad moet ook mechanisch stevig zijn doende! De draad dient u door een soldeeroogje te steken, om te buigen en dan te solderen. Ontbreken soldeeroogjes, dan kunt u na het solderen een ex¬ tra versteviging aanbrengen met krimpkous. Geschikt zijn ook kabelschoentjes die met een speciale tang worden dicht¬ geknepen en dan niet meer hoeven te worden gesoldeerd of printkroonsteentjes. U mag de draden van het netsnoer nooit direkt op de print vastsolderen. Wie een klasse-l-apparaat bouwt, moet ook speciale aandacht besteden aan de randaarde. Gebruik een geel/groene geï¬ soleerde draad, die zo lang moet zijn dat, als er aan de bedrading wordt ge¬ trokken, de aarddraad als laatste wordt losgetrokken. De randaarde moet deug¬ delijk zijn verbonden met alle elektrisch geleidende delen die aanraakbaar zijn. "Deugdelijk" kan dus inhouden dat u bijvoorbeeld de frontplaat wel degelijk moet voorzien van een eigen aarddraad die met de binnenkomende randaarde is verbonden. Is de frontplaat echter d.m.v. metalen schroeven en metalen delen verbonden met een deel van de behui¬ zing dat al geaard is, dan kunt u dit achterwege laten. Let vooral ook op me¬ talen assen van potmeters of schake¬ laars. Ook die mogen geen gevaar voor aanraking opleveren! Ook als er een storing optreedt, mag er geen gevaar voor de gebruiker ontstaan. Kortgesloten uitgangen, defekte gelijkrichterbruggen en andere fouten die kunnen optreden in het apparaat, mo¬ gen geen gevaar opleveren. De temperatuur van aanraakbare delen mag niet te noog ^vorden en er ^vorden ook eisen gesteld aan de brandveilig¬ heid. Dit alles kan worden bereikt door een juiste keuze van zekeringen (smelt¬ veiligheden), een voldoend stevige me¬ chanische opbouw, de keuze van juiste isolatiematerialen en voldoende koeling (d.m.v. ventilatie, koellichamen). Laat dus geen zekeringen weg die wel in het schema staan. Voor het zelf dimensione-

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

Veilig werken Het voorgaande verhaal gaat vooral over de veiligheid van het apparaat tijdens

11 i IQ-J

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

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

.IR.f[_

^1

r

1

II- f

-11/

i """7" '--•

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

Figuur 5. Voor een klasse-ll-toestei is het voor wat betreft de trafo erg simpel: u mo teert een dubbel geïsoleerde trafo. U kunt hier ook zien dat de isolatie tussen puntei

vuistregel aanhouden dat de waarde van de trage zekering niet meer mag zijn dan 1,25 x (nominaal. Bij meerdere se¬ kundaire wikkelingen kan het nodig zijn om, met het oog op brandgevaar of een te hoge temperatuur, ook sekundair (snelle) zekeringen aan te brengen (Izekering = Inominaal). Zit er een elko achter de sekundaire zekering, dan is het beter een trage zekering te gebrui¬ ken in verband met de optredende laadstromen. Om nog even terug te komen op ventila¬ tie: Houd punten die de netspanning ook een naar binnen gestoken schroevedraaier of een naar binnen vallende me¬ talen ketting mag niet in aanraking ko¬ men met spanningvoerende delen. Apparaten moeten stevig worden ge¬ bouwd. Een val op de tafel van 5 cm hoogte moet ook na meerdere keren geen enkele schade opleveren. Ook na flink rammelen moeten de trafo, de voedingselko en andere essentiële komponenten nog vast op hun plaats zitten. Gebruik geen twijfelachtige of brandba¬ re materialen waaruit gassen kunnen vrijkomen (zoals limonaderïetjes als iso¬ latie voor blanke draad, of hout en pa¬ pier}. Schroeven die te lang zijn, moet u inkorten; soms komen die gevaarlijk dicht bij andere komponenten.

Transformatoren

Figuur l Enkele euro-chassisdelen en een euroapparaatsteker. Hiermee is de netspan¬ ning op een veilige manier aan te sluiten. Deze zijn overigens bedoeld voor klasse-lapparaten. Voor klasse-H mag er geen aardpen in het chassisdeel zitten.

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

In de figuren 4 en 5 hebben we gete¬ kend hoe een transformator met inacht¬ neming van de veiligheidseisen kan wor¬ den aangesloten. Met de aanduiding 1 en 2 geven we respektievelijk aan of er tussen de aangegeven punten een enke¬ le of een dubbele isolatie moet worden toegepast. In principe mogen de in de figuren getekende netschakelaars enkelpolig zijn, omdat alle getekende trafo's

Figuur 6. Het meest praktische is het bouwen van een klasse-ll-toestel. In deze figuur hebben we de knelpunten van kommentaar voorzien. V Gebruik een netsnoer met aangegoten euro-netsteker. 2) Het netsnoer wordt via een deugdelijke trekontlasting naar binnen gevoerd. 3/ De zekeringhouder. De omgeving van de zekering is ook een prima plaats om type, "soort" netspanning, en de waarde van de zekering te vermelden (uiteraard aan de buitenzijde van de kast). 4) De netschakelaar. De lucht- en kruipweg tussen de kontakten en het chassis moet minstens 6 mm zijn. Gebruik geen metalen knoppen, deze zijn in de meeste gevallen onvoldoende geïsoleerd. 5! De draden dóór de soldeerogen steken en solderen. 6! Breng een kous aan voor dubbele isolatie of gebruik draad waarvan de isolatielaag voldoet aan de eisen voor dubbele isolatie. 7} De afstand tussen de primaire kontakten tot de kern en de rest van de omgeving moet minstens 6 mm (lucht- of kruipweg} zijn. 8} Gebruik snoer met tenminste 0,4 mm isolatie en een kerndoorsnede van 0,75 mm. 9/ Aan de print en de schakeling worden geen bijzondere eisen gesteld. Uiteraard moet de print wet stevig worden bevestigd. 10) De massa van de schakeling mag worden aangeraakt, omdat de nettrafo voor vol¬ doende veiligheid zorgt (als dit tenminste een veiligheidstrafo is). IV De kast mag best van metaal zijn, immers het primaire circuit is met een dubbele isolatie van de omgeving gescheiden. Kunststof heeft echter de voorkeur.

elex — 8-5

basisbetekeningen Thévenin

In de "hoe zit dat?" van mei zijn we blijven steken bij diverse ingewikkelde netwerken die met de wetten van Kirchhoff berekend konden worden. Wordt de schakeling erg groot, dan is de voorgestelde berekeningsmethode echter veel te ingewikkeld en dient er een andere weg bewandeld te worden. Welke dat is, gaan we deze keer bekijken. Voordat we echter hier op ingaan, moeten we nog het vraagstuk dat aan het einde van het Kirchhoff-verhaal stond, met u doornemen (zie blz. 5-11). Zoals u in ta¬ bel 1 kunt zien, is dit een hele rekenklus geweest. Er zijn namelijk twee onbeken¬ de grootheden (h en I2) en zoals u uit de wiskunde weet, valt zo'n probleem op te lossen met de methode van twee vergelijkingen die in elkaar ingevuld worden. Wat hebben we gedaan: Al¬ lereerst zijn we begonnen met de stromen Ii en I2 in de formules voor de eerste kring in te vullen. Vervol¬ gens zijn we aan het om¬ werken geslagen, waardoor er een formule ontstaan is voor de stroom Ii (formule 2). Hetzelfde hebben we ge¬ daan voor de tweede kring, met als resultaat formule 3. 8-10 - elex

Wanneer we in deze uit¬ drukking voor 12 formule 2 invulllen, ontstaat er een vergelijking waar nog maar één onbekende in staat (na¬ melijk I2). Met een aantal

goocheltruuks valt deze for¬ mule om te zetten, waarna de waarden van de weer¬ standen en spanningsbron¬ nen ingevuld kunnen wor¬ den en de rekenmachine de

rest moet doen. De bere¬ kende waarde van I2 moet tenslotte nog in formule 2 ingevuld worden om Ii te kunnen achterhalen. Zoals in de tabel is aange-

voor kring Ii geldt:

U2 - I2R2 - IsR3 = 0

na omrekening wordt dit:

Ui - IiRl - bR3 = 0 formule 1)

vervangen we I3 door Ii + I2 dan krijgen we:

tevens geldt dat:

U2 - I2R2 - R3(h + I2)

b = h + I2

dit kunnen we omwerken tot:

invullen in formule 1 geeft:

.

Tabel 1

l

U2-hR3, (

Ui - hRl - R3(h + I2) = 0 na omwerking wordt dit:

na invulling van formule 2 in formule 3 krijgen we:

Ui - I2R3 I

U2 - U 12 =

R3 Rl + R3

R2 + R3 -

R32 Rl + R3

vullen we nu de waarden in, dan krijgen we: 12 = -3,06 mA we kennen nu I2 en kunnen met formule 2 h bepalen: h = 3,25 mA als laatste is I3 aan de beurt:

(

voor kring I2 geldt:

I2=-

R2 + R3

13 = h - I2 = 3,25 mA 3,06 mA = 0,19 mA

1a

A

+ netwerk

b

Rth

hê-,

C

2a < )

A

v@u t h

netwerk

h

cD

A

netwerk

896112X-11

U2

ó eb

2VV. •

— AU + U2 = 9,015 V Rl + R2

geven, blijkt I2 -3,06 mA te zijn. Let wel: De stroom I2 is negatief, hetgeen wil zeg¬ gen dat de berekende stroom tegengesteld loopt aan de stroomvektor. Dit lijkt vreemd, maar u moet bedenken dat we de stroomrichting maar hebben aangenomen. De werkelijk¬ heid blijkt dus anders te zijn dan we gedacht had¬ den. Gemakkelijker Bij de opgave van vorige keer hebben we gevraagd om de stromen Ii en I2 te berekenen waaruit I3 te be¬ palen is (zie tabel 1). Er is echter een eenvoudigere ma¬ nier om de stroom door R3 te becijferen, namelijk door gebruik te maken van het theorema van Thévenin. Deze meneer heeft uitgeplo¬ zen dat elk willekeurig net¬ werk met spanningsbronnen en passieve komponenten (bijv. weerstanden) vervan¬ gen kan worden door één spanningsbron met een be¬ paalde inwendige weerstand. Stel dat er in het vierkante blok in figuur l a een komplexe schakeling verwerkt is waar een bepaalde spanning in gaat (Ui) en een weer¬ stand op is aangesloten. Om de stroom door de uit¬ gangsweerstand te kunnen bepalen met alleen de wet¬ ten van Kirchhoff, zullen er een groot aantal vellen pa¬ pier volgeschreven moeten worden, maar met Thévenin wordt het komplete netwerk plus de spanningsbron ver¬ vangen door de twee kom¬ ponenten in figuur lb. Zijn nu Uth en Rth (de Théveninspanningsbron met -inwen¬

dige weerstand) bekend, dan is het oplossen van het vraagstuk niet moeilijk meer. en Rth Voordat het echter zover is, moeten we beginnen met het bepalen van Uth en Rth. Meneer Thévenin heeft uit¬ gevonden dat Uth de span¬ ning is bij open klemmen. Dus bij het netwerk uit fi¬ guur l a is Uth de spanning tussen de punten A en B als de weerstand niet is aangesloten (zie figuur 2a). Voor het bepalen van Rth moeten we iets meer doen. Om te beginnen dient de spanningsbron vervangen te worden door een kortslui¬ ting. De weerstand tussen de klemmen A en B is nu de inwendige weerstand Rth (zie figuur 2b). Zijn er op het netwerk meerdere span¬ ningsbron aangesloten, dan dienen deze ook door kortsluitingen vervangen te worden.

Nogmaals de laatste opgave Dat het theorema van Thé¬ venin grote voordelen heeft, ziet u wanneer we hiermee de vorige opgave nog een keer doorwerken. In figuur 3a hebben we het netwerk opnieuw getekend en de "th

13

= 0,19 mA

vraag is om de stroom b te berekenen (figuur 3b toont overigens dezelfde schake¬ ling, alleen dan op een soortgelijke manier als in fi¬ guur 1 ). Allereerst beginnen we met Uth. Deze gaan we natuurlijk niet meten, zoals uit figuur 2 misschien gekonkludeerd kan worden. Uit figuur 4a valt af te leiden dat Uth ge¬ lijk is aan de som van U2 en de spanning over R2. Deze laatste wordt daarbij bepaald door de spanning - d U (delta-U) over Rl en R2 en de verhouding van Rl en R2 (de twee weerstanden vormen im¬ mers een normale span¬ ningsdeler). De formule die voor UA op te stellen is, vindt u onder het schema. Wanneer u de diverse waar¬ den invult, zal de uitkomst iets meer dan 9 V zijn. De berekening voor R* staat in figuur 4b. Te zien is dat Rl en R2 parallel ko¬ men te staan wanneer de spanningsbronnen vervan¬ gen worden door kortsluitin¬ gen. Dit betekent dat voor Rth geen moeilijke formule opgesteld hoeft te worden en zoals uit de figuur blijkt, wordt Rth ca. 150 Q. Met twee simpele berekenin¬ gen zijn we nu terecht geko¬ men bij het vervangings¬ schema in figuur 5 en hope¬

VL/

Rth = R l ' R 2 = 149,855 Q Rl + R2

lijk heeft niemand proble¬ men om in te zien dat I3 met de wet van Ohm be¬ paald kan worden. Met een aantal figuren en een stel eenvoudige formu¬ les hebben we, zoals in fi¬ guur 5 te zien is, hetzelfde antwoord gevonden als met de uitgebreide berekening in tabel 1. Het theorema van Thévenin maakt het ons dus een stuk eenvoudiger.

En nu zelf aan het werk Het gezegde "oefening baart kunst" geldt ook hier. Van¬ daar dat we voor u een aar¬ dige opgave hebben ge¬ maakt, waarbij Thévenin toegepast kan worden. Hier¬ bij gaat het om de schake¬ ling in figuur 6 en het is de bedoeling dat u de stroom door R7 berekent. Volgende keer zullen we dan het ant¬ woord met u doornemen. Geïnteresseerden kunnen nog eens proberen om de schakeling met behulp van de formules voor serie- en parallelschakelingen en de wetten van Kirchhoff te lijf te gaan. Ook dan moet u hetzelfde antwoord vinden. (896112X) P.S. Wij staan nog steeds open voor uw opmerkingen, suggesties of wensen om¬ trent de reeks "basisbereke¬ ningen".

6a

896112X- 16

Rth + R3

elex - 8-11

kamerplanten-bewaker laat ze niet verdorsten

Kamerplanten vragen de nodige verzorging. Zo moeten ze regelmatig vertroeteld worden met nieuwe aarde, voldoende water en sommige mensen beweren dat klassieke muziek ook wonderen doet. Deze verzorging kost natuurlijk de nodige tijd en wij hebben daarom een elektronische oplossing bedacht om optimaal te genieten van alles wat groeit en bloeit en ons altijd weer boeit.

zijn en of we niet beter nog Wij Nederlanders zijn dol enkele dagen hadden kun¬ op planten en heel wat hui¬ nen wachten. zen staan er dan ook vol Hoeveel water elke plant mee. Een nadeel heeft zon uitgebreide flora wel. Op ge¬ moet hebben, is een kwestie van ervaring en kennis van zette tijden moeten we met de desbetreffende plant en de gieter rond om in elke pot een afgepaste plens wa¬ omdat Elex geen kamer¬ plantenblad is, gaan we hier ter te deponeren. Daarbij is niet verder op in. Wat wel het altijd weer de vraag past binnen het kader van hoeveel water ze moeten de elektronica is de vraag hebben, of we niet te laat 8-12 - elex

of de aarde nog wel vochtig genoeg is. Dit kunnen we namelijk vrij gemakkelijk met een elektronische scha¬ keling vaststellen en op de een of andere manier weer¬ geven.

Natje en droogje Of de aarde in de pot nog nat genoeg is, kan vrij ge¬

makkelijk elektronisch be¬ paald worden. Vochtige grond blijkt namelijk prima stroom te kunnen geleiden. Is daarentegen al het water verbruikt of verdampt, dan daalt het geleidingsvermo¬ gen tot bijna nul, hetgeen in termen van weerstand neer komt op enkele honderden kilo-ohm's. Het probleem of uw planten

i Figuur 1. Het besta materiaal voor de opnemers is koolstof, dat u uit een gesloopte batte¬ rij haalt.

wel of geen water moeten hebben, is dus gereduceerd tot het meten van de weer¬ stand van de aarde in de pot en dat dit niet moeilijk is, kunt u aantonen met een ohmmeter. Steek de meetpennen maar in de potaarde bij een plant die al geruime tijd droog staat en giet er daarna wat water bij. U zult zien dat de weerstands¬ waarde drastisch zal afne¬ men.

Figuur 2. Deze foto laat de verschillende stadia uit het sloopproces zien. koolstaaf met salmiak doordrenkt bruinsteen zinkmantel (- pool) blikken omhulsel

Figuur 3. In de centrale post bevindt zich de voeding van alle sensoren en een indikatie-LED die aangeeft dat er ergens een plant droog staat.

Zuur Op zich werkt deze gelei¬ dingsbepaling heel aardig, maar er is een groot nadeel. De zuurgraad van de pot¬ aarde is dusdanig hoog, dat de metalen pennen na ver¬ loop van tijd behoorlijk geoxydeerd zijn. Door dit oxydelaagje loopt de overgangs¬ weerstand tussen de meetpennen en de aarde zo ver op dat de schakeling niet meer kan werken. We zou¬ den dus geregeld nieuwe pennen in de aarde moeten steken. Laten we bovendien een gelijkstroom lopen, dan is de kans groot dat er elektrolyse optreedt, waar¬ door metaal-ionen opgelost worden. Voor de plant is dit niet bepaald prettig, omdat de meeste metaal-ionen in grote koncentraties behoor¬ lijk giftig zijn en we willen nu juist het wel en wee van de plant met deze schake¬ ling verbeteren. Vandaar dat we gezocht hebben naar een ander soort materiaal dat geen schadelijke gevol¬ gen voor de plant heeft, niet oxydeert en ook nog goed¬ koop is. Platina zou een ge¬ schikte stof zijn, maar daar¬ van is de prijs helaas wat aan de hoge kant. Gelukkig is er een alternatief, name¬ lijk koolstof. Deze stof oxy¬ deert niet in het zure milieu en is tevens niet giftig voor de plant.

bodem (- pooi)

Een gesloopte batterij Hoe komen we aan koolstoffen staven die stevig zijn en een lage weerstand hebben? Dergelijke voorwer¬ pen zijn niet zo in de win¬ kel te koop, maar gelukkig bestaat er een alternatief. In de goedkope kool-zinkelex — 8-13

Figuur 4. De elektrische weerstand van de potaarde wordt met behulp van een spanningsdeler omgezet in een spanning, die vervolgens met IC1 vergeleken wordt met een referentiewaarde.

A

0-01N4148

batterijen, waarvan figuur 1 de interne opbouw laat zien, zit een staafje dat uit¬ stekend voor onze toepas¬ sing gebruikt kan worden. We moeten dus met andere woorden een stapel lege batterijen gaan slopen. Hier¬ voor kunnen het beste oude mono-cellen gebruikt wor¬ den, omdat de koolstaaf in dit type een behoorlijke lengte en diameter heeft. Daarnaast zijn de batterijen gemakkelijker te demonte¬ ren dan bijvoorbeeld een 4,5-V-exemplaar. Hoe u de batterijen uit el¬ kaar moet halen, is over het algemeen niet moeilijk en wijst zich zelf. Zorg er in ieder geval voor dat u de felsrand aan de bovenkant ombuigt. Daarna kan de koolstaaf vrij gemakkelijk uit het pakket getrokken worden (zie figuur 2). Als u nu geluk hebt, blijft de me¬ talen plus-aansluiting zitten. Hierop kunt u dan straks gemakkelijk de aansluitdraden vastsolderen. Sloop in geen geval alkalinebatterijen, omdat de inhoud hiervan voor u en het milieu behoorlijk giftig is.

Twee delen Nu we weten welk meetprincipe toegepast wordt en wat voor soort opnemers daarvoor gebruikt dienen te worden, kunnen we gaan kijken hoe onze ontwerpers dit omgewerkt hebben naar een elektronische schake¬ 8-14 — elex

ling. Hierbij is zo veel mo¬ gelijk rekening gehouden met het grote aantal plan¬ ten in huis. De schakeling moet dus met andere woor¬ den in staat zijn om het vochtgehalte van meerdere potten tegelijkertijd te bewa¬ ken. Vandaar dat we de ge¬ hele schakeling opgedeeld hebben in twee stukken, na¬ melijk een centrale post en de sensoren, waarvan er voor elke plant één ge¬ bouwd moet worden. Laten we beginnen met de centrale, waarvan u in figuur 3 het schema aantreft. Zo¬ als te zien is, gaat het voor¬ namelijk om een voeding, maar door R2 en D2 heeft dit deel nog een funktie. Als een van de sensoren re¬ gistreert dat de desbetref¬ fende plant droog staat, gaat LED D2 branden om aan te geven dat er ergens in huis een plant smeekt om water. Aangezien er over de cen¬ trale niet veel meer verteld kan worden dan dat de schakeling een wissel- en een gelijkspanning van 12 V levert, waarbij de 7812 voor stabilisatie van de gelijk¬ spanning zorgt en dat Dl aangeeft of de schakeling in werking is, gaan we snel door naar de melders. Hier¬ van toont figuur 4 het sche¬ ma en wie al wat vaker met opamps geknutseld heeft, zal onmiddellijk zien dat IC1, die als komparator ge¬ schakeld is, het belangrijk¬ ste onderdeel is. Dit IC ver¬

gelijkt namelijk de spanning op de min-ingang met die op de plus-ingang en zorgt ervoor dat Tl gaat geleiden als de spanning op de miningang kleiner dan ca. 6 V wordt (de plus-ingang wordt immers door R5 en R6 op de halve voedingsspanning gehouden). De spanning op de miningang wordt op de een of andere manier afgeleid van de waterhoeveelheid in de pot. Op de aansluitingen El en E2 worden namelijk de elektroden (de koolstaven dus) aangesloten en omdat we tussen deze punten een weerstand mogen denken, begint de schakeling met een spanningsdeler (de weerstand van de aarde plus PI en Rl). Deze drie weerstanden zorgen ervoor dat de spanning over PI en Rl een maat is voor de vochtigheid van de potaarde. Aangezien de ingangsspan¬ ning van de vochtafhankelijke-deler een wisselspanning is, zal er ook een wisselspanning via R2 richting opamp gaan. Hiermee kan IC1 echter niets beginnen, zodat de spanning eerst ge¬ lijkgericht en gebufferd moet worden, waarvoor Dl en Cl verantwoordelijk zijn. Weer¬ stand R2 voorkomt hierbij dat de laadstroom van Cl bij een eventuele kortsluiting tussen El en E2 dusdanig groot wordt dat de diode defekt raakt. Via een tweede spannings-

deler (R3 en R4) komt de gelijkgerichte spanning uit¬ eindelijk bij de vergelijker aan. Gezien de waarden van de R3 en R4 verkleint de deler de spanning maar miniem. In feite hebben bei¬ de weerstanden een andere funktie. R3 moet er voor zorgen dat de stroom door D2 beperkt wordt, om gelijkspanningskomponenten op de 12-V-wisselspanning te voorkomen. Door deze tak gaat namelijk een stroom lopen op het mo¬ ment dat de spanning op de min-ingang groter dreigt te worden dan 12 V, maar door D2 wordt dit voorko¬ men. Diode D2 beveiligt dus de opamp. De funktie van R4 is tweele¬ dig. In de eerste plaats zorgt de weerstand er voor dat Cl zich kan ontladen als de spanning over PI en Rl daalt op het moment dat de weerstand van de potaarde groter wordt (de plant komt droog te staan). Daarnaast is er door deze weerstand altijd een gelijkstroomweg van de miningang naar massa. Als de meetpennen niet bij de plant in de aarde staan, is de weerstand tussen El en E2 oneindig hoog. Dienten¬ gevolge is de spanning over PI en Rl 0 V en staat er ook geen spanning over Cl. Als R4 nu niet in de scha¬ keling zou zitten, zou de min-ingang van IC1 voor gelijkstroom nergens meer mee verbonden zijn, omdat

Dl immers een stroom van¬ uit het IC naar massa spert. Het gedrag van de opamp wordt daardoor vrij onvoor¬ spelbaar. Door alle ingangen op een gedefinieerd potenti¬ aal te houden, treedt dit effekt niet op. Blijft er nog een vraag open. Waarom wordt er een wisselspanning gebruikt om de weerstand van de potaarde te meten? Dit kan toch immers ook met een gelijkspanning? Ja, dat kan ook, maar zodra we een ge¬ lijkstroom door water laten lopen, treedt er elektrolyse op, wat bij koolstaafelektroden tot gevolg heeft dat de watermolekulen gesplitst worden in zuurstof (O2) en het brandbare waterstofgas (H2). Gezien de lage kon-

centratie levert dit geen ge¬ vaarlijke situatie op, maar wel wordt er door het elektrolyseproces water ver¬ bruikt, terwijl we met deze schakeling nu juist het waterpeil zo goed mogelijk in de hand willen houden.

De komparator nader bekeken Uit het voorgaande kunt u konkluderen dat de gelijkge¬ richte spanning over Rl en PI vergeleken wordt met een referentiewaarde, die vast ingesteld is met R5 en R6. Om nu de sensor zoda¬ nig te kunnen instellen dat hij op verschillende vochtigheidsgraden reageert, heb¬ ben we de spanningsdeler, waarvan de plant een on¬

derdeel vormt, regelbaar ge¬ maakt. In principe had ook de referentiespanning instelbaar kunnen zijn, maar om praktische redenen hebben we hier niet voor gekozen. We weten nu bijvoorbeeld dat de opamp altijd om¬ schakelt bij een spanning van ca. 6 V. Let wel: niet precies 6 V, ook al zou u dat verwachten gezien het feit dat R5 en R6 dezelfde waarde hebben. Door de meekoppelweerstand (R8) heeft de opamp namelijk een bepaalde hysteresis ge¬ kregen en er valt te bereke¬ nen dat de uitgang pas om¬ klapt bij 5,45 V als de spanning op pen 2 van hoog naar laag gaat en dat er bij het omgekeerde ge¬ schakeld wordt bij 6,55 V.

Door deze hysteresis zijn de schakelpunten messcherp geworden en vermijden we dat de uitgang heen en weer staat te klapperen als de ingangsspanning bijna gelijk is aan de schakel¬ drempel.

Sturing van de LED's Vatten we de werking van de schakeling in het kort samen, dan kunnen we zeg¬ gen dat de uitgangs span¬ ning van IC1 laag is als de plant voldoende water heeft, terwijl er bijna 12 V op deze uitgang staat als de plant nodig begoten moet worden (uiteraard als PI juist is ingesteld). We zou¬ den ter indikatie dus bij-

Onderdeien lijst centrale post R1.R2 = 1 kQ Cl = IOOO^F/40 V C2,C3 = 100 nF D1 = LED groen D2 = LED rood D3 = 1N41< B1 = B40C1 IC1 = 781: Tr1 = trap 12 V/ 180 mA tge nullastspannirtg, •ijv. Slock VR 4,5/2/12 F1 = 32 mAT pius printzekarirtghoudsf K1 = printkroortsteen drie¬ voudig K2.K3 = printkroonsteen tweevoudig Elexprint formaat 1 ' Universeel trafoprintje

geschatte bouwkosten f 30,*zie tekst

•••&--

Figuur 5. Dit printje wordt gebruikt om de trafo volgens de veiligheidsvoorschriften te kunnen monteren.

elex — 8-15

Figuur 6. Zowel de centrale als de sensoren worden op Elex-printjes formaat 1 ge¬ bouwd. Figuur 7. Via een vier-aderige bandkabel worden alle senso¬ ren met de centrale verbon¬ den.

Onderdelenlijst sensor R1,R1O,R11 = 1 kQ R2,R9 = 10kQ R3,R7 = 100 kS R4,R8 = 1 R5,R6 = 5, P1 = 10 C2 = 1 0 p F 2 5

geschatte bouwkosten

f 12,50

voorbeeld een LED tussen pen 6 en massa kunnen schakelen, maar zo gemak¬ kelijk is het helaas niet. De uitgangsspanning van een 741 wordt in deze schake¬ ling namelijk nooit 0 V of gelijk aan de voedingsspan¬ ning. Onze berekening van de omschakelpunten is dan ook een benaderingen, maar veel erger is dat de LED tussen uitgang en massa nooit helemaal zal doven. Vandaar dat we de sturing van de LED anders hebben

opgelost. Figuur 4 toont dat we allereerst de uitgangs¬ spanning van de opamp met een spanningsdeler drastisch verkleinen, waarna een transistor dienst doet als elektronische schakelaar voor de stroom door de LED. Hierbij zijn R9 en R10 dusdanig gedimensioneerd dat het "nulnivo" van de opamp een basis/emitterspanning oplevert die min¬ der dan 0,6 V bedraagt. De transistor spert dan netjes en de LED brandt niet. Pas als de opamp omklapt, is

de spanning over R10 vol¬ doende om Tl volledig uit te sturen.

Koppeling Aangezien het niet handig is dat er alleen op de sensor een LED gaat bran¬ den als de aarde te droog is, — we moeten dan im¬ mers toch nog alle planten regelmatig nalopen — is el¬ ke sensor voorzien van een uitgang waarmee de LED in de centrale gestuurd wordt. Zoals in figuur 3 te zien is,

hangt de LED via R2 aan de plus van de voeding. Als nu T l in figuur 4 gaat gelei¬ den, kan er een stroom door de LED via D3 (figuur 4) naar massa gaan lopen. Dus de LED in de centrale post brandt tegelijkertijd met de LED op de sensor. Als we nu meerdere senso¬ ren aangesloten hebben, zijn deze allemaal via punt A met de centrale verbon¬ den. Zodra we echter met een sensor dit punt laag maken, zouden de LED's op alle andere sensoren ook

trafo-print centrale

sensor 1

sensor 2

12V/V„

_>12V

-y>12V

-0" D1

D2

-0--Ö-

8-16 - elex

-0-

ï

8 Etex SOHi

No.

896067X 32mAT

Figuur 8. Plak een kopie van deze figuur in verband met de veiligheidsvoorschriften op het kastje van de centrale.

gaan branden, maar door D3 wordt dit voorkomen. Deze diode blokkeert im¬ mers de stroomweg vanuit LED D4 via punt A naar massa.

Bouw Na alle theorie wordt het tijd om de schakelingen te gaan bouwen. Om te begin¬ nen de centrale post. Deze bestaat uit twee printen, waarvan de eerste een uni¬ verseel trafoprintje is (figuur 5). Op deze print, die u overigens zelf moet vervaar¬ digen, komt naast de trafo, de zekeringhouder, een drie¬ tal printkroonstenen en een kunststoffen plaatje dat als trekontlasting dienst doet. Door deze print te gebrui¬ ken, hebt u een stevige on¬ dergrond voor de trafo en voldoet u meteen voor een groot deel aan de op pagina 5 vermelde veiligheidsvoor¬ schriften. Het tweede printje dat u voor de centrale nodig hebt, is weergegeven in figuur 6: een formaat-2-printje waar¬ van de linkerhelft de layout van de centrale is en de rechter die van de sensoren. Van deze laatste moet u er net zoveel opbouwen als u planten hebt, hetgeen bete¬ kent dat de print van de centrale en van de sensoren niet aan elkaar moeten blij¬ ven zoals in figuur 6 is voorgesteld. In feite moeten beide op Elex-printjes for¬ maat 1 gebouwd worden.

Toch raden wij u aan om een aantal printen formaat 4 te kopen en deze door te zagen. U bent dan namelijk een stuk goedkoper uit. Het plaatsen van de onder¬ delen op de printen mag geen probleem zijn. Alle printen bouwt u vervolgens in passende kastjes, waarbij u voor de sensoren liefst een (druip)-waterdichte uit¬ voering neemt en voor de centrale een exemplaar van kunststof, omdat u de trafoprint volgens de veiligheids¬ voorschriften op pagina 5 moet monteren.

Gebruik Alle sensoren kunnen nu met de centrale verbonden worden. Zoals in figuur 7 is aangegeven, hebt u hiervoor een vieraderige (band)-kabel nodig, waarmee alle printen simpelweg doorgelust wor¬ den. Vervolgens steekt u in elke plant twee koolstaven, met een onderlinge afstand van 3 cm, waarna beide staven op een sensor aan¬ gesloten kunnen worden. Zorg er wel voor dat de aar¬ de redelijk vochtig is, omdat dan het kontakt met de sta¬ ven optimaal is. Voorts draait u PI op alle sensorprinten in de middenstand, waarna de spanning aan¬ gesloten kan worden. Om nu de werking te kunnen testen, verbreekt u de ver¬ binding tussen sensorelektronica en koolstaven, waardoor zowel de LED op

de centrale moet gaan bran¬ den als die op de desbetref¬ fende sensor. Sluit u nu El en E2 kort, dan moeten deze LED'S weer doven. Tenslotte moeten alle potmeters PI afgeregeld wor¬ den. Sluit hiervoor de koolstaven weer aan en ga per plant als volg te werk. Neem de installatie in be¬ drijf en wacht tot er een LED gaat branden. Op het oog beoordeelt u nu of de aarde al te droog is of nog te nat. In het eerste geval verdraait u PI een klein stukje naar rechts (minder weerstand), waarna u de plant weer water geeft. Ver¬ volgens wacht u wederom totdat de LED gaat bran¬ den, waarna u de procedure herhaalt. Is de aarde nog te nat op het moment dat de LED gaat branden, dan dient PI linksom gedraaid te worden tot de LED net weer gedoofd is. Daarna moet u weer wachten tot de LED opnieuw gaat branden, waarna u wederom moet kijken of de nieuwe stand goed is. Het totale afregelkarwei zal de nodige dagen in beslag nemen, omdat elke sensor op de waterbehoefte van de verschillende planten in¬ gesteld moet worden, maar met wat geduld zullen alle planten na verloop van tijd op de juiste manier bewaakt worden.

elex-abc elektrolyse: Het met een elektrische stroom splitsen van molekulen in de losse atomen. hysteresis: Bij bijvoor¬ beeld een komparator, een thermostaat, een re¬ lais, etc, dient er altijd een klein verschil te zijn tussen het in- en uitschakelpunt, want anders zou het genoemde onderdeel bij de desbetreffende spanning of temperatuur besluiteloos heen en weer gaan klapperen (jitteren). Dit verschil noemt men de hysteresis.

(896067X)

elex - 8-17

telefoon-LED optische bel-indikatie Behoort u tot de selekte groep mensen die vijf of meer telefoontoestellen op hun buro hebben staan en weet u vaak niet meer welk toestel er nu precies rinkelt? Onze spotgoedkope telefoon-LED zorgt ervoor dat u nooit meer op goed geluk de hoorn van de haak hoeft te nemen, maar voortaan meteen het goede toestel te pakken heeft.

Voor het signaleren van bin¬ nenkomende telefoonge¬ sprekken wordt er in de re¬ gel gebruik gemaakt van een akoestisch signaal. In de oudere telefoontoestellen treft men een elektromagne¬ tische bel aan, terwijl deze in de modernere elektroni¬ sche toestellen vervangen is door een piëzobuzzer. Meestal zal men in zijn wo¬ ning of op het werk aan één telefoontoestel genoeg hebben. Er zijn echter situa¬ ties denkbaar waarbij het noodzakelijk is dat men ge¬ lijktijdig via meerdere tele¬ foonlijnen bereikbaar is. Men heeft dan op zijn buro een hele batterij telefoons staan die op de meest on¬ gelegen momenten, en vaak ook nog gelijktijdig, kunnen 8-18 - elex

gaan rinkelen. Indien deze telefoons dan ook nog alle¬ maal van hetzelfde belgeluid voorzien zijn, dan kan het oppakken van de goede hoorn vaak knap verwar¬ rend zijn en tot tijdverlies leiden. Om dit soort situa¬ ties te voorkomen, zal iede¬ re telefoon van een of ande¬ re indikatie voorzien moeten zijn die hem tijdens het bel¬ len duidelijk van de andere toestellen op hetzelfde buro onderscheidt. Men zou bij¬ voorbeeld zijn toevlucht kunnen nemen tot gekochte elektronische toestellen die ieder van een anders-klin¬ kend belsignaal voorzien zijn. Het kan echter ook eenvoudiger en een heel stuk goedkoper, namelijk door van de bestaande ou¬

de toestellen uit te gaan en De schakeling deze ieder met een op een Het schema (of liever ge¬ andere frekwentie ingestelde zegd: schemaatje) van de "kwetterbel" uit de Elex van schakeling is in figuur 1 te januari '89 uit te rusten. U vinden. De optische belzult dan wel moeten leren indikatie wordt door LED welk piepje nou bij welk te¬ Dl verricht. Deze krijgt via lefoontoestel hoort. Voor Cl en Rl zijn energie uit de wie dat niet wil, kan de hier belsignaal-spanning. Bij het beschreven schakeling een openbare telefoonnet goed en zeer goedkoop al¬ bestaat de belspanning uit ternatief bieden. Doordat de . een wisselspanning van 100 schakeling geen akoestische volt top-top, dus 50 volt maar een optische indikatie piek, met een frekwentie geeft als er gebeld wordt, is van 25 Hz. Deze wissel¬ één blik op het rijtje tele¬ spanning komt te staan foontoestellen al voldoende over de punten a en b van om te zien bij welke toestel de telefoonsteker; deze pun¬ men de hoorn van de haak ten bevinden zich aan de moet nemen. De schakeling brede kant van de steker. In wordt door het belsignaal de steker hebben de draden bekrachtigd, zodat er geen die op deze punten zijn externe voeding noodzake¬ aangesloten meestal de lijk is. kleuren rood (punt a) en

blauw (punt b). Naast (af en toe) de bel-wisselspanning staat er, zolang de hoorn niet van de haak genomen is, voortdurend een hoge gelijkspanning van zon 50 è 60 volt over dezelfde aansluitpunten. Beide spannin¬ gen zijn in figuur 2 gete¬ kend; duidelijk is te zien dat de 50 volt gelijkspanning en de wisselspanning met een top-topwaarde van 100 volt samen tot een spanning kunnen leiden met een topwaarde van 150 volt. Aan¬ gezien dit een levensgevaar¬ lijke spanning is, dient men bij het opbouwen en de praktische uitvoering van de schakeling wel de nodige voorzichtigheid aan de dag te leggen! In de schakeling van figuur 1 blokkeert kondensator Cl de hoge gelijkspanning, maar laat de belwisselspanning tamelijk goed door. Via voorschakelweerstand Rl komt de wis¬ selspanning op de LED (Dl) terecht. Om de wisselspan¬ ning symmetrisch te be¬ lasten en Cl na iedere sinushelft weer te ontladen, en tevens om te voorkomen dat Dl door spanningen van verkeerde polariteit ver¬ nield zou kunnen worden, is D2 aangebracht. Zonder D2 zou de onderkant van Cl al na korte tijd een negatieve gelijkspanning hebben, waardoor er geen stroom meer door het circuit zou lopen en ook Dl niet meer zou kunnen oplichten. Doordat D2 de kondensator-gelijkspanning telkens weer afvoert, blijft er stroom lopen, zodat ook Dl kan blijven branden gedurende de hele bel-pulstrein. Aange¬ zien Dl en D2 antiparallel staan, worden beide sinushelften van de bel-wissel¬ spanning gebruikt, zodat deze wisselspanning niet asymmetrisch belast wordt. De waarden van Rl en Cl zijn zodanig gekozen dat er door Dl een (piek) stroom van ongeveer 11 mA loopt. Om te voorkomen dat u een flinke schok kunt krij¬ gen als u de telefoonsteker hebt uitgetrokken en per ongeluk de pennen a en b van de steker aanraakt, is Cl van een ontlaadweerstand (R2) voorzien. Deze

zorgt ervoor dat een even¬ tuele hoge spanning die nog over Cl zou kunnen staan, snel verdwenen is.

Figuur 1. De schakeling is ver¬ bijsterend eenvoudig maar heel nuttig, indien u meerdere tele¬ foontoestellen tegelijk moet bedienen.

(rood) R2I

C1

Opbouw Omdat de schakeling zo kompakt mogelijk moest worden uitgevoerd en ook al vanwege het geringe aan¬ tal onderdelen, is er geen gebruik gemaakt van een printje. Zoals op de foto in figuur 3 te zien is, zijn de onderdelen in de vorm van een kompakt pakketje aan elkaar gesoldeerd. De foto toont de schakeling nog zonder plastic omhulsel, maar het is wel de bedoe-

ling dat de twee stukken plastic krimpkous die ook op de foto te zien zijn, vóór het monteren van de scha¬ keling in het telefoontoestel rond het onderdelenpakketje worden aangebracht. Dit verhoogt niet alleen de ste¬ vigheid van de hele schake¬ ling (welke normaliter door de print wordt geleverd), maar zorgt er ook voor dat de schakeling geen kortslui¬ ting met metalen delen in zijn direkte omgeving kan maken. Denk er ook aan om de aansluitdraden van ieder onderdeel van isolatie¬ kous te voorzien; ook dit voorkomt kortsluitingen. De schakeling moet zodanig in elkaar gesoldeerd worden dat de indikatie-LED uit¬ steekt. Deze moet namelijk vanuit de binnenzijde van het telefoontoestel door een gat in de toestelbehuizing naar buiten kunnen kijken. Hoe u de hele zaak ook monteert, zorg ervoor dat geen enkel deel van de schakeling aanraakbaar is in verband met de levensge¬ vaarlijke spanning die op de schakeling en zijn aan¬ sluitdraden kan staan.

680n 250V

(blauw)

(bh-

896092X-11

Figuur 2. Naast een hoge ge¬ lijkspanning van 50 volt komt er tijdens het overgaan van de telefoonbel ook nog een wis¬ selspanning van 100 volt toptop over de beide telefoonlij¬ nen te staan. Denk er in ver¬ band met de veiligheid aan, dat dit samen 150 volt top is!

Onderdelenlijst

R1 = 1,5 kQ

R2 = 1 MQ C1 = 680 nF/250 V D1 = 3 mm LED D2 = 1N40Q4

geschatte bouwkosten: circa f 2,50

Figuur 3. De van isolatiekous voorziene onderdelen worden tot een pakketje verwerkt dat daarna in plastic krimpkous verpakt wordt.

896092X elex -

8-19

elektronische mettonoom

met "bij-tik"

R. van Buuringen

In de muziekwereld gebruiken velen liever een ouderwetse mechanische metronoom dan een moderne elektronische. Dit vanwege de mooie "dubbele tik" die zo'n mechanisch apparaat produceert. De schakeling in dit artikel beschrijft een elektronische metronoom die de "dubbele tik" van de mechanische imiteert. Bij deze metronoom zijn zelfs de twee delen van de "dubbele tik", namelijk de "hoofd-tik" en de "bij-tik", qua volume afzonderlijk instelbaar. Die lezers die niet precies weten wat we met "hoofdtik" en "bij-tik" bedoelen, moeten zich even het geluid van een pendule-klok voor de geest halen. Zon pendule produceert twee verschillend klinkende tik-geluiden: een tijdens de heengaande be¬ weging en een tijdens de te¬ ruggaande. Een mechani¬ sche metronoom doet pre¬ cies hetzelfde, omdat deze ook een pendule-mechaniek bevat, en levert eveneens twee verschillend klinkende tikken. Nu zijn er wel elektronische metronomen die ook twee verschillende tikken kunnen produceren, maar deze zijn wat prijziger dan de wat 8-20 - elex

eenvoudigere "enkel-tiks"exemplaren. Indien u echter een beetje met de soldeerbout kunt omgaan, dan kunt u de hier beschreven "twee-tikker" voor een be¬ drag in elkaar zetten dat een fraktie van de winkelprijs is.

De schakeling Het hoofdgedeelte van de metronoom wordt gevormd door een blokgolf-generator. Deze is links in figuur 1 te vinden, en bestaat uit NI, N2, PI, Rl en Cl. De uit¬ gangsspanning van deze generator is bovenaan in fi¬ guur 2 getekend. De duty cycle van de uitgangs span¬

ning is 50 procent, zodat we met een volkomen sym¬ metrische blokgolf te doen hebben. De werking van de blokgolfgenerator (zie ook figuur 4 in de rubriek "basisschake¬ ling") is als volgt: stel dat we uitgaan van een begin¬ situatie waarbij de ingang van inverter NI hoog is. Zijn uitgang (en dus de in¬ gang van N2) is dan laag. De uitgang van N2 bezit dientengevolge een hoog nivo. Beide kanten van Cl zijn in deze situatie hoog. De linkerkant van Cl gaat .zich echter ontladen via PI en Rl, omdat de onderkant van Rl via pen 4 van NI op dat moment aan massa

ligt. Zodra de linkerkant van Cl (en dus de ingang van NI) voldoende laag gewor¬ den is, klapt de uitgang van NI (en ook die van N2) om. De uitgang van NI is nu van laag naar hoog ge¬ gaan, en die van N2 van hoog naar laag. De linkerzij¬ de van Cl wordt vervolgens via PI en Rl weer opgela¬ den. Wel is het zo dat dit opladen wat langer duurt dan we op het eerste ge¬ zicht zouden verwachten. Wie goed kijkt, realiseert zich echter al gauw dat dit komt doordat bij het eerste omklappen ook het spanningsnivo op de rechterkant van N2, en dus dat op de rechterplaat van Cl, van

| Figuur 1. Het hart van de metronoom bestaat uit een blokgolfgenerator (NI en N2 plus aanhang); daarna volgen drie differentiators (C5/R7/P3, C2/R2/P2 en C4/R4/R5); het geheel wordt gekompleteerd door een geluids-eindtrap be¬ staande uit T1/T2 plus aan¬ hang. Er is ook een LEDindikatie voor de hoofd-tikken (T3/D4).

hoog naar laag geklapt is. Doordat tegelijkertijd ook de linkerkant van Cl een spanningssprong naar beneden heeft moeten maken, moet de linkerkant van C l wor¬ den opgeladen vanaf een nivo dat zelfs beneden massa-nivo ligt. Toch is het niet zo dat de spanning aan de linkerkant van Cl even veel omlaag gegaan is als die op zijn rechterkant; de ingang van NI bevat name¬ lijk protektiedioden die de ingangsspanning begrenzen op 0,6 V beneden massanivo en 0,6 V boven het voedingsspanningsnivo. Vanaf het eerste omklappen loopt het proces automatisch door, en blijft Cl zich perio¬ diek ontladen en weer opla¬ den, zodat aan de uitgang van N2 een symmetrische blokspanning ter beschik¬ king staat. De frekwentie van de blokspanning (en daarmee het maat-tempo van de metronoom) kan met behulp van PI worden ingesteld. De blokspanning volgt van¬ af de uitgang van N2 drie verschillende routes in de schakeling. De onderste rou¬ te die via C5, R7 en P3 loopt, zorgt voor de bij-tik. De middelste loopt via N3, C2, P2 en R3; deze zorgt voor de hoofd-tik. De bo¬ venste loopt via N4, C4, en R5; dit gedeelte zorgt er¬ voor dat tijdens de hoofdtik telkens een LEDje oplicht. De kondensatoren C5, C2 en C4 laten, in samenwer¬

king met de daarachter ge¬ schakelde weerstanden, van de uit N2 afkomstige sym¬ metrische blokgolf alleen de flanken door. Een dergelijke schakeling (waarvan er hier dus drie zijn), die geen gelijkspanningen maar alleen spanningsveranderingen (verschillen) doorlaat en ver¬ werkt, noemen we een differentiator. Bij de onderste differentiator gaat de blok¬ golf rechtstreeks naar de differentiator-ingang (linker¬ kant van C5). Bij de mid¬ delste en bovenste differen¬ tiator wordt de blokgolf echter eerst door respektievelijk N3 en N4 geïnverteerd, alvorens hij op de differentiator-ingangen te¬ recht komt. Omdat zowel de hoofd-tik als de bij-tik ieder afzonder¬ lijk in sterkte geregeld moe¬ ten kunnen worden, zijn P3 (voor de bij-tik) en P2 (voor de hoofd-tik) aangebracht. Een tweede eis voor een goede metronoom is dat de hoofd-tik een veel grotere sterkte moet hebben dan de bij-tik. Dit wordt bereikt door de hoofd-tik direkt op de ingang van de eindtrap (namelijk op de basis van Tl) aan te bieden, maar de bij-tik pas achter Tl, en wel op de basis van T2. De hoofd-tik wordt als gevolg van deze schakel wij ze zo¬ wel door Tl als T2 ver¬ sterkt, terwijl de bij-tik al¬ leen maar door T2 versterkt wordt. De twee aan elkaar geknoopte transistoren van de eindtrap vormen samen

een zogeheten Darlingtonschakeling. Dit type schake¬ ling levert een stroomversterking die het produkt is van de stroomversterkingen van T l en T2 afzon¬ derlijk. Als beide transis¬ toren ieder bijvoorbeeld 100 keer versterken, dan leveren ze in een Darlington-schakeling een versterking van 10.000 keer. Als gevolg van deze forse versterking pro¬ duceert de metronoom een behoorlijk luide hoofd-tik. Zowel T l als T2 worden al¬ leen door de positieve flan¬ ken opengestuurd (sterke negatieve signalen zouden de transistoren trouwens kunnen vernielen). Dl en D2 zorgen er voor dat er geen schadelijke negatieve pulsen op de bases van T l en T2 terecht kunnen ko¬ men. Bij T3 is overigens zo'n zelfde beveiliging aan¬ gebracht in de vorm van D3. Hoe de diverse blokgolven en de daaruit afgeleide pul¬ sen er uitzien, is in figuur 2 aangegeven. Van de spanningsvormen die uit positie¬ ve en negatieve naald¬ achtige pulsen bestaan (on¬ derste twee kurven), worden in de metronoom alleen de positieve delen gebruikt voor het opensturen van de eindtrap. In figuur 2 is ook goed te zien, waarom N3 in de schakeling is aangebracht. De hoofd- en bij-tikken van de metronoom zijn namelijk afgeleid van respektievelijk de neer- en opgaande flan¬

ken van het oorspronkelijke bloksignaal. De eindtrappen, daarentegen, kunnen alleen wat aanvangen met positie¬ ve pulsen, die dus van op¬ gaande flanken afgeleid zijn. De neergaande flanken op de uitgang van N2, die bo¬ ven in figuur 2 getekend zijn, moeten daarom eerst worden geïnverteerd (door N3), alvorens ze door de eindtrap als hoofd-tik ver¬ sterkt kunnen worden. Het door N3 geïnverteerde sig¬ naal, alsmede de daarvan afgeleide hoofd-tikken, zijn in het midden van figuur 2 te zien (tweede en derde spanningskurve). De blok¬ golf op de uitgang van N2 plus de daarvan afgeleide bij-tik worden in figuur 2 door de eerste en vierde spanningskurve voorgesteld. Het gedeelte boven in figuur 1 vormt de LED-indikatie. Dit deel funktioneert precies hetzelfde als de gedeelten die de hoofd- en bij-tikken produceren. Het enige ver¬ schil is dat er in plaats van een luidspreker een LED in de kollektorleiding van de bijbehorende eind-transistor is aangebracht. In plaats van een tik krijgen we dus een flits. Wel is er voor ge¬ zorgd dat de tijd dat de LED oplicht wat langer is dan de duur van één tik; anders zou de LED zo kort oplichten, dat er helemaal niets te zien zou zijn. De wijze waarop de pulsen voor de LED-indikatie veel langer gemaakt worden dan één tik-lengte, blijkt uit fielex -

8-21

3N2 Onderdelenlijst

R1 = 270 kQ R2 = 3,3 kQ R3 = 4,7 kQ R4.R5 = 10 kQ R6.R7 = 1 kQ P1 = 2,5 MQ lin. potmeter P2,P3 = 100 kQ lin. potmeter

10 N3

achter C2

C1 = 470 nF C2.C5 = 47 nF C3 = IOO^F/25 V C4 = 4,7 jiF/16 V D 1 . . . D 3 = 1N4148 D4 = LED 5 mm rood T1.-T3 = BC547B T2 = BC337 IC1 = 4011

guur 1. Als we namelijk de waarden van C2 en C5 (hoofd- en bij-tik) eens met die van C4 vergelijken, dan is duidelijk wat er gebeurt. Door de relatief grote waar¬ de van C4 krijgen we ach¬ ter C4 veel bredere pulsen (door de grotere ontlaadtijden) dan we in figuur 2 ge¬ zien hebben. Vandaar, dat T3 telkens veel langer wordt opengestuurd dan bij Tl en T2 het geval is. Aangezien de LED op het¬ zelfde moment moet flitsen dat de hoofd-tik weerklinkt, is de algemene opzet van het gedeelte voor de LEDindikatie hetzelfde als dat van de hoofd-tik, en bevat dus ook een inverter (N4).

Opbouw De schakeling kan makkelijk op een Elex-print formaat 1 worden ondergebracht. De layout hiervoor is in figuur 3 te zien. Aangezien we ver¬ moeden dat ook veel men¬ sen die normaal niet met de soldeerbout maar wel met de dirigeerstok zwaaien, de metronoom willen bouwen, geven we nog even de juiste opbouw-volgorde aan. Soldeer als eerste de onder¬ delen die het minst gauw beschadigd kunnen raken door de hitte van de sol¬ deerbout. Dat zijn dus de weerstanden. Vervolgens worden de kondensatoren gemonteerd, en daarna de halfgeleiders. Pas nadat de transistoren en de dioden 8-22 — elex

gemonteerd zijn, wordt IC1 op de print vastgesoldeerd; dit is namelijk het gevoe¬ ligste onderdeel. Nog veili¬ ger is het om IC1 niet vast te solderen maar in een ICvoetje te zetten. Hoewel de drie potmeters ook (eventueel met behulp van wat stug draad) recht¬ streeks aan de print-paaltjes kunnen worden gesoldeerd, kan er ook met losse pot¬ meters en wat montage¬ draad gewerkt worden, zo¬ dat de potmeters aan de wand van het kastje be¬ vestigd kunnen worden. In figuur 4 is een schets ge¬ tekend van de vorm en de afmetingen van de behui¬ zing van ons prototype. De maten zijn in mm gegeven. Naast een drietal openingen voor de potmeters voor de hoofd-tik, bij-tik en het tem¬ po moet er natuurlijk ook een opening voor de LED in de behuizing worden aan¬ gebracht. Ook voor de aanuitschakelaar SI dient een gat in de behuizing geboord te worden. Wat de voeding betreft, kan er, behalve met batterijen, heel goed met een netadapter gewerkt worden. Mocht u een net-adapter¬ type hebben dat nogal in uitgangs spanning varieert als het belast wordt (wat tot instabiliteit bij de scha¬ keling zou kunnen leiden, dan mag u gerust C3 een veel hogere waarde geven (1000 MF of zo iets). Het tussenschakelen van een

S1 = schakelaar enkelpolig aan-uit

geschatte bouwkosten: exklusief print, voeding en behuizing circa f 15,-

Figuur 2. De bij-tikken (on¬ derste spanningskurve) worden van de opgaande flanken van de blokgolf (bovenste kurve) afgeleid. De hoofd-tikken (der¬ de kurve van boven) korresponderen met de neergaan¬ de flanken van het oorspronke¬ lijke signaal; om tot hoofdtikken verwerkt te kunnen worden, moet het oorspronke¬ lijke signaal eerst worden geïnverteerd (tweede kurve). Figuur 3. De layout van de me¬ tronoom op een Elex-print for¬ maat 1. Dit geheel kan het beste in een mooie metronoom-achtige behuizing wor¬ den ondergebracht.

spanningsstabilisator is na¬ tuurlijk ook mogelijk. Bij een goede, laagohmige netadapter of bij een batterij is al die extra moeite helemaal niet nodig. In verband met het zeer geringe stroomver¬ bruik van de schakeling (bij een voedingsspanning van 9 V ongeveer 2 mA) is het gebruik van batterijen wei¬ nig bezwaarlijk. Zoals u in figuur 1 kunt zien, kunt u qua voedingsspanning alle kanten op met de metronoom: hij slikt alle gelijkspanningen tussen 4 en 15 volt. Wat voor type behuizing u ook kiest (met of zonder batterijvak), zorg ervoor dat in ieder geval de luidspreker, de aan-uitschakelaar, de LED en de potmeter voor het tempo op een goed be¬ reikbare en zichtbare plaats (bij voorkeur de voorkant) zitten. De twee volumepotmeters zult u misschien niet meer nodig hebben, als ze eenmaal zijn ingesteld, tenminste bij gelijkblijvende omstandigheden (aanwezige hoeveelheid omgevingsgeluid en dergelijke).

Figuur 4. Bouwschets van de metronoom-behuizing. In de onderste rij van links naar rechts: linker-zijaanzicht, vooraanzicht, rechter-zijaanzicht en achterzijde. In de bovenste rij het boven-aanzicht (links) en een detail van het linkerzijaanzicht c.q. de voorzijde teerste en tweede plaatje links¬ beneden). De maten van on¬ derzijde zijn uit die van de bo¬ venzijde af te leiden.

duty-cyclc: Dit is de verhouding tussen de puls- en de pauzetijd van een blokvormig signaal. Dus een duty-cycle van bijvoorbeeld 20 % wil zeggen dat gedurende één periode het signaal 20 % van de tijd hoog is.

(896096X)

elex - 8-23

tjil pende deurbel speciaal voor natuurliefhebbers

In veel woningen treft men nog een konventionele deurbel aan. Zo'n deurbel wekt een monotone en indringende, soms zelf irritante klank op. Wie daar iets aan wil veranderen, die kan de elektronica hiervoor te hulp roepen. In dit artikel wordt een elektronisch alternatief voorgesteld voor de elektromechanische deurbel. Het geproduceerde vogelgeluid zal een stuk aangenamer klinken dan het ouderwetse gerinkel.

Deurbellen zijn al sinds mensenheugenis in ieder huishouden te vinden. De bewoners van grotwoningen in het stenen tijdperk blij¬ ken, als we de avonturen van Fred Flintstone ten¬ minste moeten geloven, een vogel als deurbel gebruikt te hebben. Via een touw werd aan de staart van het arme beest getrokken, waarna de angstkreet van de vogel vol¬ doende was om de bewo¬ ners op de hoogte te stellen van het bezoek dat aan de ingang van de woning stond te wachten. Gelukkig is 8-24 - elex

deze vorm van dierenmis¬ handeling beperkt gebleven tot tekenfilms. In werkelijk¬ heid werd meestal gebruik gemaakt van klokken en bellen. Met de opkomst van de elektrotechniek werd de be¬ kende elektromechanische bel geïntroduceerd en tot op de dag van vandaag voldoet hij goed. Er is echter een groot nadeel verbonden aan de elektromechanische bel. In alle woningen klinkt hij nagenoeg hetzelfde waar¬ door men zeker in de zo¬ mermaanden, als alle ramen

en deuren open staan, nog¬ al eens naar de voordeur loopt als bij de buren wordt aangebeld. Bovendien is het geluid nou niet bepaald prettig om te horen. Voor elektronica-hobbyisten is dit aanleiding genoeg om op zoek te gaan naar een elek¬ tronisch alternatief voor de "antieke" elektromechani¬ sche deurbel. In dit artikel presenteren wij een wat zonderlinge deurbel die direkt de plaats van de kon¬ ventionele deurbel kan inne¬ men. Door zijn "eigen" ge¬ luid zal hij goed opvallen en

een persoonlijke tint, die in overeenstemming met de hobby is, aan de woning ge¬ ven. Voor we ingaan op deze _ schakeling is het misschien interessant om nog even te bekijken hoe de bekende bei-installatie in elkaar zit. In figuur 1 is te zien dat de kring bestaat uit een bel¬ transformator, een schake¬ laar (de belknop) en de deurbel. Zodra de bezoeker op de belknop drukt, wordt de kring gesloten en staat er een wisselspanning van ongeveer 8 V over de deur-

Figuur 1. Het schakelschema van de deurbelinstallatie zoals die in de meeste woningen voorkomt. De beltranformator is bijna altijd in de meterkast te vinden. Figuur 2. Het komplete sche¬ ma van de tjilpende deurbel. Transformator Tri vormt het hart van deze schakeling.

LS1

?70n 6V , 0A5 Y0A5

b

r L r l 80

. (•zie tekst

9

8V " 0A5.

BD241A I 22011 16V

©

transformator wordt gezet (het kollektorsignaal van transistor Tl) 180° in fase gedraaid voor het op aan¬ sluiting c weer tevoorschijn komt. Het signaal op punt c van de transformator komt via R2 en C2 op de basis van T2. De transistoren T l en T2 vormen samen een diskreet opgebouwde darlington. Deze darlington heeft een bijzonder hoge versterkingsfaktor en is daarom zeer geschikt voor deze schakeling. Omdat bij Elektronisch tjilpen een transistor het basissignaal 180° in fase gedraaid Het zonderlinge geluid van wordt als het op de kollekdeze deurbel wordt op een even zonderlinge manier op¬ tor verschijnt, heeft de schakeling een totale fase¬ gewekt. Laten we de scha¬ draaiing van 360° en kan keling van figuur 2 eens goed bekijken. Rechts in het hij gaan oscilleren. De zelfinduktie van de luidspreker schema zien we de bel¬ en de transformator, alsme¬ transformator en de beide de waarde van R2 en knop. In de meeste woon¬ huizen is deze schakeling al C2 bepalen de frekwentie aanwezig en hoeft deze dus waarmee dat gebeurt. Zoals we al eerder hebben niet meer te worden aange¬ opgemerkt, is hier een een schaft. De aan de primaire zogenaamde blokkeeroscillakant van de transformator getekende zekering is in de tor toegepast. Dit betekent dat hij niet kontinu oscil¬ meeste gevallen niet aanwe¬ leert, maar steeds een korte zig. Het is niet nodig om periode oscilleert om vervol¬ die zekering naderhand nog toe tevoegen, want beltrans¬ gens weer een tijdje tot rust te komen. Hierdoor krijgt de formatoren zijn zo ontwor¬ pen dat ze zonder schadelij¬ schakeling ook het tjilpende effekt. Dit starten en stop¬ ke gevolgen kontinue onder pen van de oscillator wordt spanning kunnen blijven staan. Sommige beltransfor¬ mogelijk doordat er nog een matoren kunnen naar keuze tweede RC-netwerk (R3 en C3) in de schakeling zit. een spanning van 3, 5 of Via de weerstanden Rl en 8 volt leveren. Voor onze R3 wordt kondensator C3 schakeling is een spanning opgeladen. Hoe groter de van 8 V noodzakelijk. Ge¬ spanning over de kondensa¬ bruik in verband met de tor wordt, des te minder in¬ veiligheid alleen een echte vloed krijgt de spanning die beltrafo en géén andere de transformator opwekt'op 8-V-trafo. Diode Dl richt de transformatorspanning gelijk de darlington T1/T2. Uitein¬ en vervolgens zorgt konden- delijk zal de negatieve span¬ ning van de transformator¬ sator C4 er voor dat de wikkeling de darlingtonspanning keurig wordt afge¬ schakeling niet meer kun¬ vlakt. Bovendien maakt de nen sperren. T l en T2 blij¬ lading in de kondensator ven gedurende een korte pe¬ dat de bel niet abrupt stopt riode konstant geleiden, als de belknop wordt losge¬ waardoor de oscillator af¬ laten. Het geluid sterft daar¬ slaat en er geen geluid meer door rustig uit. Centraal in uit de luidspreker komt. het schema zien we trans¬ Kondensator C3 wordt nu formator Tri. Deze transfor¬ via weerstand R3 en de mator is het hart van de basis-emitter-overgangen toegepaste oscillator. Deze zogenaamde blokkeeroscilla- van de transistoren T l en T2 ontladen. De oscillator tor gebruikt alleen de sekundaire wikkelingen van de kan, als de kondensator vol¬ doende ontladen is, weer transformator. Doordat de starten en het hele proces twee wikkelingen kwa pola¬ herhaalt zich. Zo lang de riteit tegengesteld gescha¬ belknop ingedrukt is, zal de keld zijn, wordt het signaal oscillator een korte tijd dat op aansluiting b van de bel. De bel is zodanig van konstruktie dat de klepel van de bel zonder verdere kunstgrepen op en neer be¬ weegt. In sommige situaties kan het voorkomen dat geen beltransformator wordt gebruikt. Er zijn namelijk deurbellen die werken op batterijen. Mensen die zon deurbel bezitten, kunnen onze elektronische deurbel pas gebruiken als ze eerst een beltransformator monte¬ ren.

elex - 8-25

Figuur 3. De komponentenopstelling op een Elex-print van formaat 1. De opbouw van de schakeling zal in de meeste gevallen niet veel problemen opleveren. Figuur 4. Een foto van tiet op¬ gebouwde prototype. Transfor¬ mator Tri heeft geen plaatsje op de print gekregen, zodat uit een groot aantal typen geko¬ zen kan worden.

Onderdelenlijst R1 = 100 kS R2 = 1 50 Q R3 = 1 kQ Cl C2 C3 C4 C5

100 nF 68 nF 220 fiF/16 V 2200//F/16 V 270 nF

T1 = BD241A T2 = BC140 D1 = 1N4001 S1 = beldrukknop (zie tekst) Z1 = 50 mA/Traag (zie tekst) Tr1 = 2 x 6 V/500 mA Tr2 = beltransformator (zie tekst) Luidspreker 8 Q/1 W geschatte bouwkosten, met Elex-print formaat 1, maar zonder behuizing, betknop en beltransformator: circa ƒ20,-

8-26 - elex

oscilleren om vervolgens weer even te zwijgen. De kondensatoren Cl en C5 voorkomen dat er parasi¬ taire oscillaties optreden en hebben verder geen invloed op het funktioneren van de schakeling.

De bouw Het kenmerk van 'iedere. hobby is dat men met ple¬ zier arbeid verricht. Dit geldt ook voor de tjilpende deurbel. U zult de schake¬ ling eerst op een Elexprintje moeten bouwen voordat er geluid uit komt. Gelukkig is de klus niet al te komplex en zal het werk praktisch altijd tot een goed resultaat leiden. De hele schakeling past, zo¬ als in figuur 3 te zien is, bij¬ na op een halve print van het Elex-formaat 1. Monteer het eerst de draadbruggen; dat zijn er dit keer 5. Ver¬ volgens kunnen ook de printpennen en de andere komponenten op de print gesoldeerd worden. Let er op dat voor kondensator C3 een exemplaar voor axiale montage (de twee aansluitdraden zitten hierbij aan dezelfde kant) is geko¬ zen. Transformator Tri zit evenals de beltransformator niet op de print. Voor we transformator Tri met de print gaan verbinden, moe¬ ten eerst de aansluitpunten van de primaire (220 V) wikkeling verwijderd wor¬ den. Als deze kontakten

worden aangeraakt tijdens het bellen, dan kan men een flinke schok oplopen. Deze schok is weliswaar niet levensgevaarlijk, maar beslist ook niet prettig. Van¬ daar dus. Sluit als laatste de luidspreker aan. De schakeling is nu af en kan getest worden. Indien men de beschikking heeft over een losse 8-V-transformator of een gelijkspanningsvoeding van circa 10 V, dan kan de schakeling eenvou¬ dig op de werktafel op zijn funktioneren beoordeeld worden. Heeft u geen losse voeding of transformator, dan kan eventueel ook een 9-V-batterij gebruikt worden. Nadat de schakelaar is inge¬ drukt, moet het gewenste geluid uit de luidspreker ko¬ men. Als de schakeling niet werkt, kan men het beste kontroleren of alle kompo¬ nenten op de juiste plaats zitten en goed gesoldeerd zijn. Er zitten zo weinig komponenten in deze scha¬ keling dat er eigenlijk nau¬ welijks iets mis kan gaan. Als u niet helemaal tevre¬ den bent over de klank, dan is daar wat aan te doen door een andere luidspreker te gebruiken of de waarde van R2 of C2 een beetje te veranderen. Op die manier kunt u nog een persoonlijk tintje aan de schakeling ge¬ ven. Nu komen we bij de laatste fase van de klus. Nadat de schakeling in een kompakte

behuizing is ondergebracht, kan hij op de plaats van de huidige deurbel gemonteerd worden. Neem de twee draadjes van de bestaande deurbel los en verbindt deze met de klemmen e en d van de schakeling. Omdat de drukknop (SI) gewoonlijk al bij de voordeur aanwezig is, kan SI op de print meestal worden vervangen door een draadbrugje. Wordt echter een nieuwe installatie aan¬ gelegd, of wordt een door batterijen gevoede deurbel vervangen, dan kunt u de aansluitpunten gemerkt met SI gebruiken om de deurbelknop aan te sluiten. Ook nu wordt de beltrafo weer verbonden met de klemmen d en e.

(896097X)

en met zijn hersenen inter¬ preteert, zo digitaliseert de Telemat DL van Siemens een televisiebeeld met tus¬ Met Telemat DL introdu¬ senpozen van 40 ms en be¬ ceert Siemens een nieuw waart dit als referentie. Elk beveiligings- en bewakings¬ televisiebeeld wordt zo met systeem met videosensoren het vorige beeld vergeleken dat 24 uur per dag bescher¬ en geaktualiseerd. Het tele¬ ming biedt. Met tussenpo¬ visiebeeld bestaat uit 1024 zen van 40 millisekonden apart programmeerbare vergelijkt Telemat DL de alarmvelden, terwijl verder beelden die het geregistreerd in maximaal 1024 verschil¬ heeft en slaat onmiddellijk lende lichtmeetvelden ver¬ alarm als een verandering schillende lichtwaarden ge¬ gekonstateerd wordt. Bij het definieerd kunnen worden. invallen van de duisternis Met een lichtpen kan op het schakelt het apparaat auto¬ beeldscherm een willekeuri¬ matisch over op een ander ge uitsnede uit het beeld ge¬ programma met speciale pa¬ markeerd worden, zodat al¬ rameters voor nachtbewa¬ leen alarm zal worden gege¬ king. Als niet het hele ven als binnen dit gedeelte beeldgebied, maar slechts een verandering in de een deel daarvan bewaakt alarm- of lichtmeetvelden moet worden, kan dit ge¬ gesignaleerd wordt. bied met een lichtpen via de Bij het evalueren van de om monitor worden aangege¬ de 40 ms opgetekende tele¬ ven. Speciale software ziet visiebeelden maakt de Tele¬ er op toe dat ook bij plotse¬ mat DL gebruik van algorit¬ linge veranderingen in de men die zijn gebaseerd op belichting geen vals alarm verschilmetingen. Deze algo¬ wordt gegeven. ritmen worden gelijktijdig voor alle 1024 alarm- en Digitaal lichtmeetvelden berekend en Selektief Zoals een mens met het verwerkt. De Telemat DL kent 20 ver¬ oog veranderingen signaleert schillende programma's waardoor maximaal vier verschillende alarmnivo's met verschillend geprogram¬ meerde alarm- en lichtmeet¬ velden door logische- en attentie: tijdfunkties gekoppeld wor¬ In verband met de vakanties van de redaktieleden den, zodat een zeer selekis er geen technisch vragenuurtje op de tieve alarmidentifikatie mo¬ maandagmiddag van 31 juli t/m 28 augustus. gelijk is. Voor de buitenbewaking zal vaak gekozen worden voor zogeheten "richtingafhankelijk detektie", waarbij twee verschillende alarmnivo's, bijvoorbeeld een voor- en een hoofdalarmnivo, met elkaar gekombineerd worden. De videoalarmsensor Telemat DL geeft alleen alarm als een indringer binnen een zelf te programmeren tijdsbestek het vooralarm- en het hoofdalarmgebied passeert. De televisiebeelden worden niet alleen geëvalueerd aan de hand van de ingestelde alarmdrempels, maar ook aan de hand van het perspektief. In het laatste geval worden de grootteverhou¬ dingen in het beeld gerela¬ teerd aan de afstand tussen objekt en kamera. Een ko¬

Elektronische bescherming tegen ongewenst bezoek

fff

mmu.

nijntje dat zich in het beeld op de voorgrond bevindt, kan immers wel net zo groot lijken als een mens op de achtergrond. Toch wordt geen alarm gegeven, daar de gevoeligheid boven in het beeld hoger is dan onderin. Het konijntje kan zo onge¬ hinderd door het beeld hup¬ pelen, terwijl de indringer gesignaleerd wordt. Legio toepassingen De videoalarmcentrale is bij uitstek geschikt voor die si¬ tuaties waarin met behulp van videokamera's automa¬ tisch verdachte veranderin¬ gen gesignaleerd moeten kunnen worden. Het toepas¬ singsgebied omvat zowel "klassieke bewakingstaken" in gebouwen of op buitenterreinen, als ook kontroletaken in de sfeer van de produktiebesturing en de kwaliteitsbewaking. De Telemat DL kan de konstante en vermoeiende kontrole met de hand of via een monitor geheel vervan¬ gen, doordat hij automa¬ tisch en feilloos alarm geeft zodra een afwijking of ver¬ andering wordt gesignaleerd. elex — 8-27

pulsgenerator met variabele pulsbreedte

In de Elexnummers van afgelopen januari, maart en april beschreven we een LF-funktiegenerator voor het opwekken van sinussen, blokken en driehoeken. De hier beschreven pulsgenerator kan gezien worden als een nuttige aanvulling hierop. De huidige schakeling kan niet alleen blokgolven met een hogere frekwentie dan de funktiegenerator leveren (tot 100 kHz), maar de duty-cycle van deze blokken is ook nog kontinu variabel tussen 0 en 100 procent. Het veranderen van de pulsbreedte heeft bij deze schakeling geen enkele invloed op de ingestelde generatorfrekwentie. Over de toepassing van blokgolf- en pulsgeneratoren is al het een en ander in de Elex van afgelopen januari gezegd. In het algemeen gesproken vinden blokgolfen pulsgeneratoren in twee hoofdgebieden een toepas¬ sing: bij het testen van digi¬ tale schakelingen en het testen van (audio-)versterkers. Zo kan een blokgolf in een digitale schakeling gebruikt worden als klok-frekwentiegenerator. Ook kan met be¬ hulp van een in frekwentie variabele blokgolf de schakelsnelheid van een komple8-30 — elex

te digitale schakeling getest worden. Bij het testen van bijvoor¬ beeld audio-versterkers zet men een blokvormig signaal op de versterkeringang en kijkt of het signaal op de uitgang van de versterker precies dezelfde vorm heeft. Is dat niet het geval, dan is er iets fout met de verster¬ ker. Indien de versterker bij¬ voorbeeld de hoge frekwenties niet goed doorlaat, dan zullen de hoeken van de blokken er wat afgerond uit¬ zien. Indien de versterker bijna helemaal geen hoge frekwenties doorlaat, dan

zal het oorspronkelijke bloksignaal er vrijwel als een sinus uitzien. Een ander verschijnsel dat zich in versterkers kan voor¬ doen, is de neiging tot oscil¬ leren. Deze oscillatieneigin¬ gen kan men bij de blokgolf aan de uitgang van de ver¬ sterker herkennen aan sinusvormige uitslingerverschijnselen aan de boven¬ kanten van de blokken. Blok- en pulsspanningen zijn ook nog voor een aan¬ tal andere zaken te gebrui¬ ken. Bijvoorbeeld bij het meten van afstanden met ultrasone geluidsgolven of

radiogolven (radar). Of bij licht-telefonie of afstandsbe¬ dieningen, aangezien de zend-LED's daar vaak met korte pulsen worden aan¬ gestuurd, zodat met minder vermogen kan worden volstaan. Ook kan het signaal van de hier beschreven pulsgenera¬ tor gebruikt worden om een serieschakeling van een vermogens-transistor of FET en bijvoorbeeld een lamp aan te sturen, zodat men een variabele lichtregeling krijgt. Kortom: met deze pulsgenerator valt er heel wat te experimenteren.

Figuur 1. De pulsgenerator bestaat uit een astabiele multivibrator (MM VI plus aanhang), een naaldpulsenvormer (NI. . . N4) en een monostabiele multivibrator (het gedeelte rond MMV2). Figuur 2. Het hart van een 555 wordt gevormd door een flipflop; deze kan via een tweetal komparatoren geset en gereset worden. Figuur 3. De aansluitingen van een gewone 555 en een dub¬ bele uitvoering daarvan, de 556.

rigger

E E

Qtti

E

reset

E

dischatge

2(5 sss

er

feset out Uigger

E E E E [T

thres hold contr volt

33©

threstïotd [ T contr.volt

discharge

5S6

discharge 3 threshoM H3 conir.voH 3 resst 23 trigger

timer 2

7708-4b

De 555-timer inwendig

lijk de 556, zoals er in deze schakeling een is toegepast. In figuur 1 vindt u het sche¬ Alvorens we ons met de ma van de schakeling. De schakeling uit figuur 1 gaan twee voornaamste delen bezighouden, is het mis¬ daarvan worden gevormd schien verstandig om eerst door een tweetal timers van nog een blik op figuur 2 te het 555-type. Dit zijn wel werpen. Er zijn in deze fi¬ speciale CMOS-uitvoeguur namelijk een aantal za¬ ringen, zoals uit het type¬ ken te ontdekken die voor nummer blijkt. De beide ti¬ een goed begrip van de mers zijn in een IC-behuischakeling belangrijk zijn. zing (556) ondergebracht. In Zoals in figuur 2 te zien is, figuur 2 vindt u een blokwordt het hart van een 555schema van het inwendige timer gevormd door een van een 555. In figuur 3 flipflop. Deze kan via een zijn de behuizingen en aan¬ tweetal komparators geset sluitingen getekend van zo¬ en gereset worden. Dit setwel een enkele 555 (die u ten en resetten geschiedt waarschijnlijk het vaakst ge¬ door middel van het spanbruikt) en de dubbele uit¬ ningsnivo op de trigger- en voering van de 555, name¬ threshold-ingang. Bij welke

spanningsnivo's dit setten en resetten plaatsheeft, kan eveneens uit figuur 2 wor¬ den afgeleid. Het setten en resetten gebeurt op hetzelf¬ de moment dat een van bei¬ de komparators omklapt. Aangezien de plus-ingang van de onderste komparator en de min-ingang van de bovenste met behulp van een spanningsdeler op respektievelijk 1/3 en 2/3 van de voedingsspanning liggen, werken de trigger- en threshold-ingangen, en daar¬ mee het setten en resetten van de timer, eveneens bij 1/3 en 2/3 van de voedings¬ spanning. Het setten van de flipflop vindt plaats, op het moment dat de spanning

op de trigger-ingang bene¬ den 1/3 van de voedings¬ spanning komt. Gereset wordt er zodra de spanning op de threshold-ingang bo¬ ven 2/3 van de voedings¬ spanning komt. De streep boven het woord "trigger" be¬ tekent dat het triggeren door middel van een laag (en geen hoog) signaal geschiedt. Wat de uitgangen van de 555 betreft, beschikt deze timer over twee verschillen¬ de soorten. De discharge¬ uitgang is de kollektor van een enkele transistor die in geleiding of in spertoéstand gebracht kan worden, af¬ hankelijk van het nivo op de Q-uitgang van de flipflop. De Q-uitgang van de 555 is elex - 8-31

inwendig van een soort ba¬ lanstrapje voorzien, hetgeen het mogelijk maakt om op deze uitgang wat grotere be¬ lastingen aan te sluiten. Een belangrijk aspekt bij de beide uitgangen is nog, dat zowel de discharge-uitgang als de gewone output altijd hetzelfde spanningsnivo hebben; hiermee bedoelen we dat als de ene uitgang hoog is, de andere uitgang ook hoog is. Voor de toestand "laag" geldt het¬ zelfde. Een blik op het blokschema maakt duidelijk hoe dit komt. De Q-uitgang van de flipflop (die naar de "out¬ put" leidt) heeft weliswaar het tegengestelde span¬ ningsnivo als de Q-uitgang (die het signaal voor de discharge-uitgang levert), maar de transistor in de discharge-uitgang inverteert het signaal van de Quitgang weer. De discharge¬ uitgang en de gewone out¬ put hebben daardoor altijd hetzelfde spanningsnivo. Astabiele multivibrator Na de uitleg over de 555 zullen we nu het schema van de pulsgenerator, zoals dat in figuur 1 getekend is, bespreken. De linker timer (MMV1) is als astabiele multivibrator geschakeld. Op de uitgang hiervan (pen 5) komt een blokvormig sig¬ naal te staan met een frekwentie die bepaald wordt door het RC-netwerk aan de linkerkant van MMVI, bestaande uit Pla, Rl, R2 en een van de kondensato-

8-32

ren C2. . .C6. Doordat de trigger-ingang (pen 6) en de threshold-ingang (pen 2) met elkaar verbonden zijn, is er een gemeenschappelij¬ ke ingang gekreëerd. Deze ingang kijkt naar het span¬ ningsnivo over een van de kondensatoren C2. . .C6. Genoemde kondensatoren worden uit de plus van de voeding via de weerstanden Pla, Rl en R2 opgeladen. Zodra het spanningsnivo op de desbetreffende kondensator boven 2/3 van de voe¬ dingsspanning komt, treedt de discharge-uitgang in wer¬ king. Pen 1 van MMV1 wordt dan inwendig plotse¬ ling aan massa gelegd, zo¬ dat de kondensator niet lan¬ ger geladen wordt, maar zich via R2 weer gaat ontla¬ den. Doordat het laden via zowel Pla, Rl als R2 plaatsheeft, maar het ontla¬ den alleen via R2, is de laadtijd niet gelijk aan de ontlaadtijd. Dit is ook goed te zien op de skoopfoto van de kondensatorspanning (zie figuur 4). Aangezien zo¬ wel de laad- als de ontlaad¬ tijd gegeven worden door de formule: 0,7 x R x C, zal het uit het bovenstaande duidelijk zijn dat bij MMV1 de laadtijd zich tot de ont¬ laadtijd verhoudt als P l a + Rl + R2 staat tot R2. In de huidige schakeling is deze verhouding overigens niet zo interessant, omdat MMV1 alleen dient voor het opwekken van een blokgolf met een instelbare frekwentie. De breedte van de blok¬ ken (de pulslengte) daaren¬

tegen, wordt in deze scha¬ keling niet door MMVI, maar geheel door MMV2 bepaald. De astabiele multi¬ vibrator (het gedeelte rond MMV1) ontleent zijn naam (astabiel) aan het feit dat beide toestanden waarin de kondensator zich kan bevin¬ den (namelijk geladen en ontladen) niet stabiel zijn. Is de ene toestand opgetreden, dan leidt dit automatisch tot de andere, en omge¬ keerd.

Naaldpulsvormer Hoewel het spanningsnivo over C2. . .C6 zaagtandvormig verloopt, is dat op de uitgang van MMV1 geheel blokvormig (zie de foto in figuur 5). De schakeling be¬ staande uit N I . . . N4 zet deze blokken, die voor een goede werking van de rest van de schakeling veel te lang zijn, om in zeer korte naaldpulsen met een breed¬ te van niet meer dan zo'n 100 ns. Deze pulsen zijn beschikbaar op pen 11 van N4, en dienen voor het triggeren van MMV2. Voor de werking van de naaldpuls¬ vormer dienen we er van uit te gaan dat N I . . . N4 een zekere omschakel-traagheid hebben. Dit wil zeggen dat het uitgangssignaal van bij¬ voorbeeld NI niet oneindig snel op een verandering van het ingangssignaal reageert. Als we alleen naar N I . . . N3 kijken, dan zien we dat deze alledrie als inverters zijn geschakeld. N4 daarentegen, is als gewone NAND geschakeld. Als we

alleen maar naar het logisch gedrag en niet naar eventue¬ le tijdvertragingen kijken, dan vormt het gedeelte be¬ staande uit N I . . . N3 sa¬ men een inverter. Als het al¬ leen maar om een inverterfunktie zou gaan, dan had¬ den bijvoorbeeld N2 en N3 net zo goed kunnen worden weggelaten. In werkelijkheid gaat het echter om de ver¬ traging die in het circuit N I . . . N3 ontstaat. Het uit¬ gangssignaal van MMV1 gaat namelijk via twee ver¬ schillende wegen naar de in¬ gangen van N4: recht¬ streeks, via een draadver¬ binding tussen de uitgang van MMVI en pen 13 van N4, en via een vertraagde weg (langs N I . . . N3) naar pen 12 van N4. Om te kunnen begrijpen hoe de twee ten opzichte van elkaar vertraagde bloksignalen in N4 tot naaldpul¬ sen verwerkt worden, zullen we eerst even doen alsof N I . . . N4 wel ideaal zijn, en dus geen vertraging heb¬ ben. Doordat N I . . . N3 als inverter werken, komen er op beide ingangen van N4 logische nivo's te staan die altijd tegengesteld aan el¬ kaar zijn. Indien pen 12 van N4 hoog is, dan is pen 13 laag, en vice versa. Het ge¬ volg hiervan is dat het uitgangsnivo van N4 altijd hoog is (zou zijn). Het zal duidelijk zijn dat op deze wijze N4 helemaal geen sig¬ nalen aan MMV2 kan (zou kunnen) leveren; daarom kij¬ ken we nu wat het gevolg is van het feit dat N I . . . N3 niet ideaal zijn.In de zojuist beschreven ideale situatie zouden er op de ingangspennen van N4 altijd signa¬ len van tegengesteld nivo staan. Dit kan alleen maar, indien het wisselen van lo¬ gisch nivo op beide ingangspennen exakt gelijktij¬ dig plaatsheeft. Doordat het . bloksignaal naar pen 12 van N4 echter enige vertra¬ ging ondervindt in N I . . . . N3, vinden de 0-naar-l en de l-naar-0 overgangen op de ingangen van N4 niet precies gelijktijdig plaats. Dit heeft als zeer belangrijke konsekwentie dat er op de ingangspennen van N4 tel¬ kens kortstondig de binaire kombinatie 00 en 11 kan voorkomen, naast de gewo-

ne kombinaties 01 en 10. Bij de gewone kombinaties 01 en 10 geeft de NAND, N4, een "hoog" op zijn uit¬ gang. Dit geldt ook voor de zeer kortstondig optredende kombinatie 00 (laag-laag), maar, en hier gaat het om, dit geldt niet voor de even¬ eens zeer kortstondig optre¬ dende ingangskombinatie 11 (hoog-hoog) op de in¬ gang van N4. Bij deze in¬ gangskombinatie wordt de uitgang van N4 telkens kortstondig laag, en wel ge¬ durende een tijd van onge¬ veer 100 ns. Deze korte laag-tijden zijn de naaldpulsen die nodig zijn voor het triggeren van MMV2. De skoopfoto in figuur 6 laat de achterflank van een van de (neergaande) pulsen uit figuur 5 zien (bovenste kurve). Het vertraagde en geïn¬ verteerde signaal is midden in figuur 6 te zien. Het on¬ derste signaal is de naald¬ puls die uit de twee signa¬ len erboven tijdens de kom¬ binatie "hoog-hoog" is ont¬ staan. Monosta biele multivibrator Bij MMV2 hebben we maar met een enkele RC-tijd te doen, namelijk die van het laadcircuit. Net als bij MMVI, vindt het laden bij MMV2 uit de plus plaats, en wel via de weerstanden P2, P3, Plb en R3. Het ontladen van C 8 . . .C12 daarentegen, vindt niet via een van deze weerstanden plaats, maar via de inwendi¬ ge discharge-transistor van MMV2. We kunnen er zonder meer van uitgaan dat de desbe¬ treffende (door Slb geselekteerde) kondensator ontla¬ den is, indien er nog geen naaldpuls op de triggeringang verschenen is. Indien de kondensator zich name¬ lijk via de weerstanden zou willen opladen, dan zou de discharge-uitgang deze kon¬ densator weer ontladen, zo¬ dra het nivo op de konden¬ sator (en dus dat op de threshold-ingang) boven 2/3 van de voedingsspanning zou komen. Bij de astabiele multivibrator, MMVI, zou de discharge-transistor bij een spanningsnivo lager dan 1/3 van de voedingsspan¬ ning op de trigger-ingang

weer gaan sperren. Bij MMV2 echter, is de kon¬ densator helemaal niet met de trigger-ingang verbonden, zodat het ontladen door¬ gaat totdat er helemaal geen spanning meer over de kondensator staat. Alleen een "laag" op de triggeringang kan de discharge¬ transistor weer laten sper¬ ren, zodat de kondensator weer kan worden opgela¬ den. Zonder een triggerpuls blijft MMV2 in zijn ene sta¬ biele toestand, namelijk die waarbij de kondensator ont¬ laden is, vasthangen. De an¬ dere toestand, namelijk die waarbij de kondensator een positieve lading heeft, is niet stabiel; uit deze toestand keert de schakeling namelijk na korte tijd weer terug. De term "monostabiel" slaat op de ene, wel stabiele, toe¬ stand van de schakeling rond MMV2. Op het moment dat er een naaldpuls op de triggeringang van MMV2 ver¬ schijnt, wordt de interne flipflop van de 555 geset. Dit heeft tot gevolg dat de discharge-transistor gaat sperren en dat een van de kondensatoren C8. . .Cl2 zich kan gaan opladen. Zo¬ dra de threshold-ingang van MMV2 een spanning van 2/3 van de voedingsspan¬ ning "ziet", komt de discharge-transistor opnieuw in geleiding, en ontlaadt de kondensator zich abrupt weer tot nul-nivo. Daarna wacht de monoflop weer op een volgende triggerpuls. Het zeer abrupte ontladen van de kondensator is heel goed op de foto van figuur 7 te zien; vergelijk deze fo¬ to eens met die van figuur 4: bij de kondensator van MMV1 vindt het ontladen via een ontlaadweerstand plaats, en gaat dus veel langzamer dan bij MMV2 het geval is. Waar het bij het gedeelte rond MMV2 om gaat, dat is de lengte van de op de uit¬ gang (pen 9 van MMV2) af¬ geleverde puls. Zoals in de blokschematische uitleg al gezegd is, korrespondeert het nivo op de gewone "out¬ put" met dat van de dis¬ charge-uitgang. Om infor¬ matie over het uitgangssig¬ naal op pen 9 van MMV2 te krijgen, hoeven we dus

Figuur 4. Bij MMV1 verloopt i de spanning over de kondensa¬ tor zaagtandvormig tussen 1/3 en 2/3 van de voedingsspan¬ ning.

4

•WWW f

Figuur 5. De spanning aan de "output" van MM VI bestaat uit korte neergaande blokken; deze zijn echter veel te lang voor het triggeren van MMV2.

f : '

!

~Tj~" ] T™f

• J~ j

j

l

i

Figuur 6. Bovenaan is een klein deel van een neergaand blok van de uitgangsspanning van MMVt te zien. Dit signaal wordt door N1. . . N3 ver¬ traagd en geïnverteerd (mid¬ den). Als de beide ingangssig¬ nalen van N4 gelijktijdig hoog zijn, dan verschijnt er een naaldpuls van 100 ns aan de uitgang van N4 (onderste kurve). Figuur 7. Doordat de konden¬ sator bij MMV2 niet via een ontlaadweerstand maar direkt via de discharge-transistor ont¬ laden wordt, gaat bij MMV2 het ontladen veel sneller dan bij MMVJ. Figuur 8. Het uitgangssignaal van de pulsgenerator is op deze foto op een duty-cycle van bijna 20 % ingesteld. Figuur 9. Het uitgangssignaal; ditmaal met een duty-cycle van ongeveer 50 %. Figuur 10. Op deze foto be¬ draagt de duty-cycle bijna 90%.

7 LJLXJ

mm j

J

;

MÉM

elex - 8-33

alleen maar te kijken, wan¬ neer de discharge-transistor geleidt en spert. Welnu, deze transistor is bij afwe¬ zigheid van triggerpulsen voortdurend in geleiding. Het nivo op de discharge¬ uitgang, en dus dat op de gewone "output", is dus nor¬ maliter laag. Zodra er echter een triggerpuls op de trigger-ingang van MMV2 verschijnt, gaat de dis¬ charge-transistor sperren. Het "output"-nivo is dan hoog. Bij het bereiken van een nivo van 2/3 van de voedingsspanning op de kondensator gaat de discharge-transistor weer opnieuw geleiden. Het "output"-nivo wordt dan weer laag. Samengevat is het "output"-nivo dus alleen hoog gedurende de tijd dat de kondensator zich van een spanning van 0 volt tot een nivo van 2/3 van de voedingsspanning aan het opladen is. De breedte van de "output"-puls wordt -dat zal nu duidelijk zijn- geheel bepaald door de aan pen 12 en pen 13 van MMV2 aangesloten RC-kombinatie. Deze monotijd kan men uit¬ rekenen met de formule: 1,1 x R x C. Het is voor een korrekte werking van de pulsgenera¬ tor wel de bedoeling dat er geen nieuwe triggerpulsen aan de monoflop aangebo¬ den worden, zolang deze zijn vorige mono-cyclus nog niet heeft beëindigd. Daar¬ toe moet MMV2 altijd iets sneller zijn afgesteld dan

MMVI. In de schakeling is dit verwezenlijkt door de monotijden gelijktijdig met die van de herhalingsfrekwentie (Pla) te laten ver¬ anderen. Daartoe zijn Pla en Plb mechanisch met el¬ kaar gekoppeld. Indien de volgende triggerpuls al komt terwijl MMV2 zijn vorige monopuls nog aan het leve¬ ren is, dan reageert MMV2 niet op deze triggerpuls. Het resultaat is dan dat MMV2 het signaal van MMV1 door twee (of zelfs door drie) deelt. Probeer dit maar eens uit door een luidspreker via een serieweerstand van 470 Q met de uitgang te verbinden en de duty-cyclepotmeter iets over het 100-%-punt te draaien. Het signaal klinkt dan plotseling een oktaaf lager. Via P2 kan men de pulsbreedte in¬ stellen (zie de skoopfoto's in figuur 8, 9 en 10), terwijl men P3 zo moet instellen, dat de monoflop bij alle frekwentie-bereiken altijd iets "voorloopt" ten opzichte van MMVI. Alvorens op de opbouw van de schakeling in te gaan, willen we nog even iets zeg¬ gen over een interessante aansluiting van de 555, waarover we het bij de bespreking van het blokschema helemaal niet gehad hebben. We bedoelen hier de "control voltage'-ingang (zie figuur 2). Aangezien deze ingang is verbonden met de uit drie weerstanden bestaande spanningsdeler, is het via deze ingang moge¬

lijk om zowel het triggernivo als het threshold-nivo te wijzigen. Dit heeft bij een astabiele multivibator (het deel rond MMV1) als effekt dat de frekwentie van de op de "output" aanwezige blokspanning zich wijzigt. Bij een monostabiele multivibrator (het gedeelte rond MMV2) kan op deze wijze de pulsbreedte veranderd worden. Met andere woor¬ den: met een audiosignaal op pen 3 van MMV1 kan men frekwentiemodulatie bewerkstelligen, terwijl met een audiosignaal op pen 11 van MMV2 pulsbreedtemodulatie te verwezenlijken is. Dit is misschien interessant voor mensen die met infra¬ rood licht, ultrasone geluids¬ golven of met lichtorgels willen experimenteren. In de huidige schakeling zijn beide ingangen (bij MMV1 en MMV2) via een kondensa¬ tor met massa verbonden, teneinde de gevoeligheid van de schakeling voor sto¬ ringen te beperken.

Opbouw De hele schakeling past uit¬ stekend op een Elex-print formaat 1. De layout is in figuur 11 getekend. Nadat de weerstanden en kondensatoren op de print gesol¬ deerd zijn, komen de beide IC's aan de beurt. Deze moeten wat voorzichtiger dan de andere onderdelen behandeld worden. Ook dient men met eventuele statische elektriciteit reke-

Figuur 11. De schakeling past goed op een Elex-print formaat 1, zoals uit deze layout blijkt.

Onderdelenlijst R1,R2 = 47 kQ R3 = 1 kQ P1 = 1 MQ stereo-potmeter P2 = 4,7 MQ log. potmeter P3 = 250 kS insteSpotmeter C1,C5,C7,C11,C14 = 100 nF C2,C8 = 100 pF styroflex (zie tekst! C3,C9 = 1 nF C4,C10 = 10 nF C6,C12,C13 = 1 MF MKT

IC1 « TLC556 (CM0Stype!) IC2 = 4011 (CMOS!) S1 = 6 polige tweedeks schakelaar

Geschatte bouwkosten, zonder print, voeding e behuizing, circa f 20,-

8-34

12

Figuur 12. Het voorfrontontwerp voor de pulsgenera¬ tor, zoals wij dat bij het proto¬ type toepasten.

PULSE GEnERRTOR 1ms 1OOJJS Os

PULSE WIDTH

ON

10ms 100ms 1s

REPETITION TIME

REPETITION TIME OUT

ning te houden; men raakt daartoe de print en de soldeerbout even met een vin¬ ger aan, alvorens men de IC's vastpakt en op de print soldeert. Wat de kleinste kondensatoren uit de twee met de schakelaar te selekteren reeksen betreft, namelijk C2 en C8, bleek het bij het prototype noodzakelijk om hiervoor een wat kleinere waarde te nemen dan de in figuur 1 aangegeven 100 pF. In ons prototype soldeerden we kondensatoren van 82 pF. De oorzaak van deze wijziging moet gezocht wor¬ den in de inwendige en uit¬ wendige parallelkapaciteit bij de 556 en de bedrading van de 556 naar de schakelaar. Omdat een kondensatorwaarde van bijvoorbeeld 10 pF ons in verband met deze parallelkapaciteit vrij zinloos leek, hebben we om die reden één sektie van de in totaal zes schakelaarsekties niet gebruikt, maar naar massa kortgesloten. Wie toch met een nog klei¬

ner bereik wil experimente¬ ren, moet weten dat de 555's (volgens de fabrikant) blokgolven van maximaal 500 kHz kunnen leveren. Bij deze hoge frekwentie ge¬ nereert een 555 alleen al op zijn inwendige kapaciteit, zonder dat er externe kon¬ densatoren zijn aangesloten. De schakeling kan zowel uit een net-adapter, als met batterijen worden gevoed. Het stroomverbruik is na¬ melijk zeer gering te noe¬ men (bij 9 volt voedings¬ spanning zon 0,3 mA). Ie¬ dere gelijkspanning tussen 5 en 15 volt is bruikbaar. Wat het kiezen van de be¬ huizing aangaat, is men ge¬ heel vrij; een suggestie voor een voorfront is in figuur 12 gegeven. Het is namelijk goed mogelijk dat men de schakeling bijvoorbeeld nog van frekwentie- en puls¬ breedte-modulatie-ingangen (zie voorgaande tekst) wil voorzien. Dit kan door Cl en C7 wat in waarde te ver¬ kleinen (tot 1/10 van de ge¬ geven waarde), en via een

T-INFO Houtnerf "labels Frontplaten, typeschildjes, deurplaatjes, het zijn alle¬ maal aanduidingen die niet alleen goed leesbaar moeten zijn maar natuurlijk ook fraai moeten ogen. Ze heb¬ ben vaak een permanent karakter en dat vraagt nu eenmaal om een smaakvolle aaYipak. 3M heeft daarom aan het bestaande assortiment zelfklevende metalen en plastic labels nu een nieuwe pro-

duktlijn toegevoegd: plastic houtnerf-labels. Dit is een polyester folie die door zijn houtnerf uiterlijk heel dekoratief is, terwijl het polyester materiaal ook op een onre¬ gelmatige ondergrond een goede hechting garandeert. Het materiaal heeft een lichtgevoelige toplaag die met behulp van een UVlichtbron en een negatief belicht en daarna ontwik¬ keld wordt. Op de houtnerfondergrond verschijnt dan

kondensator van 0,1 j^F een extern audio-signaal aan te sluiten op een van de "control voltage'-ingangen. Deze en dergelijke experimenten vallen overigens buiten het kader van dit artikel, en zijn dus op eigen risiko. Met behulp van P3 dient de monotijd zodanig ingesteld te worden, dat op alle berei¬ ken de monotijd iets korter is dan de herhalingstijd van MMV1. Indien dit niet zo is, dan kunnen bij het omhoogdraaien van de frekwentiepotmeter Pla de uitgangspulsen plotseling van breedte veranderen. Hoewel het waarnemen van de pul¬ sen het beste met een oscilloskoop kan gebeuren, is het ook met wat primitieve¬ re middelen mogelijk. Men kan namelijk heel goed met een gelijkspanningsmeter zien, hoe de duty-cycle van de pulsen is ingesteld. Bij een duty-cycle van bijvoor¬ beeld 50 % zal een op de "output" aangesloten ge¬ lijkspanningsmeter de helft van de voedingsspanning

aangeven. Op het wisselspanningsbereik wijst de meternaald bij een dutycycle van 50 % een maxi¬ mum aan, terwijl de naald bij grotere of kleinere dutycycles terugvalt. Indien men in serie met een wisselspanningsmeter een ten opzichte van de uitgangsfrekwentie kleine kondensator aansluit, dan kan men ruwe frekwentiemetingen doen. De kon¬ densator laat namelijk hoge frekwenties beter door dan lage, zodat de meter bij ho¬ ge frekwenties een hogere spanning aanwijst dan bij lage (dit, voorzover de me¬ ter zelf deze frekwenties nog aan kan). Plotselinge spanningssprongen duiden op het van breedte verande¬ ren van de uitgangspulsen; men heeft dan geprobeerd om de duty-cycle boven de 100 % in te stellen, zodat de frekwentie van het uit¬ gangssignaal plotseling ge¬ halveerd is. Men moet dan P3 anders instellen.

een diepzwart beeld. Na het verwijderen van het schutvel, kan het label met de zelfklevende achterzijde direkt op de gewenste plaats worden aangebracht. De la¬ bels van 3M vormen een eenvoudige en snelle metho¬ de voor het aanbrengen van

uiteenlopende boodschap¬ pen in grote en kleine opla¬ gen of voor slechts één en¬ kele aanduiding.

(896099X)

Inlichtingen: 3M Nederland B.V., Afd. Metal en Plastic Label, tel. 071-450362, dhr. P Stroosnijder

elex — 8-35

tevens disko-broche

Speciaal voor die Elex-lezers die aan vissport doen, hebben wij een schakeling gekonstrueerd die door middel van een rode fel-knipperende LED roofvissen aantrekt en in het aas laat bijten. De schakeling is ook in een niet-waterrijke omgeving bruikbaar: indien u hem als broche op uw kleding speldt, dan achten wij het niet uitgesloten dat u hiermee ook in de disko een leuk visje aan de haak kunt slaan (pas wel op voor roofvisjes!). In de vissport wordt meest¬ al gebruik gemaakt van aas dat voor de vis aantrekkelijk is omdat het eetbaar is. Bij roofvissen kan men echter op psychologische wijze te werk gaan: deze dieren vin¬ den, net als bij katten het geval is, bewegende voor¬ werpen veel interessanter dan stilstaande. Omdat bij roofvissen, zoals snoek, snoekbaars en baars (en ook allerlei zee-roofvissen) het vang-instinkt een grote rol speelt, zal een dergelijke vissoort nappen naar alles wat beweegt. De hier be¬ schreven schakeling maakt van deze neiging gebruik, en trekt door middel van een fel knipperend rood LEDje de aandacht van deze dieren, zodat u ze bin¬ nen een mum van tijd aan de haak heeft zitten. 8-36 - elex

Indien u helemaal elektro¬ nisch wilt vissen, dan kunt u deze schakeling kombineren met de "beet-verklikker" uit ons juli-nummer.

len vormen de RC-kombinatie die voor de juiste omschakeltijden van de timer moet zorgen. Omdat de 555 een CMOS-uitvoering is, lopen er extreem lage lekstromen vanuit Rl en R2 De schakeling naar de pennen 2, 6 en 7 van het timer-IC, met ande¬ In figuur 1 is het schema re woorden: op het moment van de schakeling te zien. dat Cl via Rl en R2 moet Het geheel bestaat uit worden opgeladen, vormt slechts vijf onderdelen. IC1 de 555 geen extra parallel¬ is geen gewoon bipo¬ weerstand voor de RClair exemplaar, maar een kombinatie. Als gevolg hier¬ speciale CMOS-uitvoering van kan bij de RC-kombinavan het bekende timer-IC, tie in deze schakeling de R de 555 (dit is te zien aan veel groter en de C veel de "C" uit de letters "TLC" kleiner gekozen worden dan in het type-aanduiding). Dit type 555 werkt al vanaf een bij een gewone 555 het ge¬ voedingsspanning van 2 volt. val zou zijn. Dit is belang¬ rijk, aangezien kondensatoOok is een hogere voe¬ ren met een grotere waarde dingsspanning, tot maxi¬ dan 47 nF vaak wat moei¬ maal 15 volt, toegestaan. lijk te krijgen zijn in SMDDe aan de linkerkant van uitvoering. het IC getekende onderde¬

Pennen 2 en 6 van IC1 vor¬ men samen de ingang van de timer, terwijl pen 7 en pen 3 uitgangen zijn. Als de ingang van de timer (pen 2 en pen 6) laag is, dan zijn de uitgangen (pen 7 en pen 3) hoog en vice versa. Aan de ingang van de timer is Cl gekoppeld. Deze kondensator wordt afwisselend geladen en weer ontladen. Het laden vindt vanuit de plus via Rl en R2 plaats, terwijl het ontladen alleen via R2 (en pen 7) geschiedt. Als gevolg hiervan verloopt de laad-ontlaadkurve van de spanning die. we over Cl kunnen meten (bijvoorbeeld met een zeer hoogohmige oscilloskoop) volkomen asymmetrisch. Dit wil zeg¬ gen dat de laadtijd veel lan¬ ger is dan de ontlaadtijd. Deze tijden verhouden zich

als de met Cl in serie staande weerstanden, name¬ lijk als 11 : 1 (Rl plus R2 staat tot R2). De over Cl gemeten spanning zal er op een oscilloskoop dan ook als een zaagtandspanning uitzien. Voor de geïnteres¬ seerden: de laadtijd van Cl bedraagt volgens de fabri¬ kant van de 555 ongeveer 0,7 x (Rl + R2) x Cl, terwijl de ontlaadtijd onge¬ veer 0,7 x R2 x C l be¬ draagt; deze tijden zijn in sekonden gegeven; de R- en C-waarden zijn in ohm en farad. De spanning op de uitgan¬ gen van de timer verandert niet geleidelijk en zaagtandvormig, zoals die over Cl, maar zeer abrupt, zodat de uitgangs spanning de vorm van een asymmetrische blokgolf heeft. Die asymme¬ trische spanning maakt dat de LED veel langer uit is dan aan. Dat heeft het voordeel dat de LED maar uiterst weinig stroom ge¬ bruikt, terwijl door de traag¬ heid van het oog de lichtflit¬ sen toch vrij lang lijken te duren. Veel licht voor weinig geld dus. Een ding dat u zich mis¬ schien zult afvragen, is waarom er geen voorschakel-weerstand in serie met de LED staat om de stroom te begrenzen. Wel¬ nu, deze weerstand is hier niet nodig, omdat de 555uitgang van inwendige stroombegrenzing voorzien is.

Opbouw De schakeling kan op een klein printje worden gemon¬ teerd, waarvan in figuur 2 de layout en onderdelen-

opstelling te zien zijn. Let erop dat u de SMD-weerstanden en -kondensatoren niet op een hoopje gooit; doordat ze er allemaal vrij¬ wel hetzelfde uitzien, zijn ze zeer moeilijk uit elkaar te houden. Het is daarom ver¬ standig om de SMD-onderdelen even met een multimeter op hun identiteit te kontroleren, alvorens u ze op de print monteert. De SMD-onderdelen dienen aan de koperzijde van de print gemonteerd te worden, ter¬ wijl de 555 aan de bovenzij¬ de komt te zitten. Wat de SMD-LED betreft, kan deze ofwel aan de ko¬ perzijde van de print, ofwel hangende aan twee met de print verbonden aansluitdraden bevestigd worden. Dit is afhankelijk van de manier waarop men de schakeling wil toepassen. Bij gebruik van de schakeling als diskobroche zal men het LEDje waarschijnlijk direkt op de print solderen. Bij gebruik als vis-aas echter kan men de LED het beste aan twee aansluitdraden laten han¬ gen. Men kan de schakeling dan inklusief twee knoopcellen in een zelfgemaakte dobber monteren en de LED aan de haak bevesti¬ gen. De dobber moet wel zodanig zijn gekonstrueerd dat hij enerzijds geopend kan worden voor het ver¬ wisselen van de knoopcellen, maar anderzijds goed waterdicht is. Parallel aan de aansluitdra¬ den tussen de print en de LED kan het beste een ste¬ vig stuk nylondraad be¬ vestigd worden om te zor¬ gen dat de vissen er niet met de haak plus LED van¬ door gaan. Deze nylondraad

moet, om de trekkracht op te kunnen vangen, iets kor¬ ter zijn dan de aansluitdra¬ den. Men kan de schakeling na¬ tuurlijk ook naast zich op de grond zetten of aan de hengel monteren en met wat langere aansluitdraden werken. Aangezien het stroomver¬ bruik slechts enkele mA be¬ draagt (afhankelijk van de voedingsspanning), kan de voeding heel goed met twee knoopcellen geschieden; dit, indien men de schakeling inklusief voeding in de dob¬ ber wil monteren. Aangezien knoopcellen ech¬ ter nogal prijzig zijn, kan men ook van twee penlightbatterijen gebruik maken; dat is aanzienlijk goedkoper en milieu-vriendelijker, om¬ dat men dan oplaadbare ty¬ pen kan nemen. De zaak past dan wel niet meer in de dobber, zodat men met langere aansluitdraden moet werken. Hoewel de schakeling al bij 2 volt werkt, zal de LED bij zo'n volt of 3 al heel wat helderder branden. Men kan tot maximaal 15 volt gaan. De aansluitdraden voor de voeding komen direkt aan pen 1 en 8 van het IC te zitten. Pen 1 is de min en pen 8 de plus voor de voe¬ ding. Bij het monteren van de SMD-onderdelen moet u op een andere wijze te werk gaan dan u bij het monte¬ ren van gewone onderdelen gewend bent. SMD-onder¬ delen moeten heel snel ge¬ soldeerd worden om over¬ verhitting, en daardoor be¬ schadiging, te voorkomen. Bovendien zijn ze zo klein dat men ze niet met de vin-

gers of met een tang op de plaats kan houden, terwijl men ze vastsoldeert. Men kan ze daarom het beste met een pincet vastpakken, een klein druppeltje lijm op hun onderkant doen en ze op de juiste plaats op de print lijmen. Zodra de lijm droog is en ze goed aan de print vastzitten, kan men ook hun kontakten aan de print vastsolderen. Dit sol¬ deren moet in één snelle, doeltreffende beweging ge¬ beuren, daar teveel warmte funest kan zijn voor de SMD's. Diegenen die wat meer achtergrond-informatie wil¬ len hebben over SMDonderdelen, verwijzen we naar het artikel over SMD's elders in deze Elex. (896101X)

Figuur 1. De schakeling bestaat uit een 555 in CMOSuitvoering die korte pulsen op¬ wekt welke een rode SMDLED periodiek doen opflitsen. Figuur 2. De layout van de schakeling: alle SMDkomponenten worden aan de koperzijde gemonteerd. Alleen de 555 zit aan de bovenzijde van de print.

1 Onderdelenlijst 8

+

R

R1 = 10 MS SMDR2 = I M S SMD

DISCH

IC1 TLC555 ,

C1 = 47 nF SMD LED

THRES

D1 = LED rood SMD IC1 = TLC555 (N.B.: CMOS-type!) geschatte bouwkosten: circa f 5,-

896101X-11

elex — 8-37

slimme intetkom grote afstanden via één enkele draad

Degenen die ervaring hebben met interkom-schakelingen weten maar al te goed wat het grootste praktische nadeel van die dingen is. Juist: de verplichte meer-aderige verbindingskabel tussen de posten. Bij dit ontwerp kan worden volstaan met een simpele één-aderige verbindingsdraad. Dat kan bij andere interkoms natuurlijk ook, alleen werken die dan niet en deze wel. Hoewel hij natuurlijk voor van alles en nog wat te ge¬ bruiken valt, is deze interkom in eerste instantie be¬ doeld als een soort "mobiele kommunikatie-set" of veldtelefoon. In zulke toepassin¬ gen is het natuurlijk een zwaarwegend nadeel als men naar elke post een meterslange meeraderige kabel moet gaan uitleggen. Daar¬ om hebben we gezocht naar een zodanige oplossing dat met een enkele draad kon worden volstaan. Dat is gelukt met de hier beschreven schakeling. Hier¬ mee kan een interkominstallatie worden opge¬ bouwd, bestaande uit een in principe onbeperkt aantal posten. Alle posten zijn 8-38 - elex

identiek en men kan via el¬ ke post in verbinding treden met alle andere toestellen. De posten kunnen simpel¬ weg met een stuk doodge¬ wone schelledraad met el¬ kaar worden doorgelust. De — uiteraard noodzakelijke — tweede verbinding tussen de toestellen komt via aarde tot stand: namelijk door een korte pen in de grond of een spijkertje in een boom. Behalve de niet onaanzien¬ lijke besparing in verbin¬ dingsdraden, biedt deze interkom nog een belangrijk voordeel ten opzichte van zijn soortgenoten. Het stroomverbruik van elk toestel is namelijk zo goed als nihil zolang er niet wordt gesproken. Er kan

voor de voeding dus uitste¬ kend van batterijen gebruik worden gemaakt, zonder dat u genoodzaakt bent om daar hele dozen vol van mee te sjouwen.

De schakeling Als er op enkele meters af¬ stand van elkaar twee pen¬ nen in de grond worden gestoken, dan kan daartus¬ sen een weerstand worden gemeten van enige tientallen kilo-ohms. Het aardige is dat als men de afstand tus¬ sen de pennen groter maakt, de weerstand nau¬ welijks verandert. Een der¬ gelijke "aardverbinding" blijkt dus vrij konstant wat de overgangsweerstand betreft.

Dit eenmaal wetende, is het niet meer zó moeilijk om een interkom-schakeling te fabriceren waarin met deze weerstand rekening wordt gehouden. Eigenlijk hoeven we alleen maar te zorgen voor voldoende spannings¬ versterking en voor een flink hoge ingangsimpedantie van het "luistergedeelte" van de interkom-posten. Het bovenstaande klinkt al¬ lemaal simpel genoeg, maar het was voor ons natuurlijk nog wel even zaak om een en ander in een niet al te moeilijke schakeling te ver¬ talen. Eenvoud staat bij ons sowieso hoog in het vaan¬ del, maar dit geldt nog ster¬ ker voor een ontwerp als een interkom; als zoiets te

k

-0 4V5...6V

Figuur 1. Het schema van de interkom. Eenvoud is troef, want per post is niet meer no¬ dig dan een drietal transis¬ toren en een handvol andere onderdelen.

896098X -11

komplex van opzet wordt, dan gaat er bij het nabouwen van een flink aantal posten de lol snel af. Figuur 1 laat zien dat we de omvang van het schema inderdaad vrij bescheiden hebben weten te houden. Per post is er niet meer no¬ dig dan drie transistoren,

een paar passieve komponenten, een luidsprekertje en een drie-deks omschakelaar. Laten we maar eens gaan kijken hoe het werkt. Met omschakelaar SIABC in

de getekende stand staat de interkom-post ingesteld op "luisteren". Het via de ver¬ bindingslijn j-k binnenko¬ mende signaal belandt nu via SIA op de basis van Tl. Zoals te zien, vormen in de luister-stand Tl, T2 en T3 samen een versterkertrapje dat nog het meest lijkt op een super-emittervolger. De ingangsweerstand daar¬ van is zeer hoog (enkele Mö's), waarmee het nadeli¬ ge effekt van de hoogohmige massaverbinding al grotendeels wordt ondervan¬ gen. De luidspreker hangt (via Sic) tussen de emitter van eindtransistor T3 en massa. Slimmeriken en doordenkers zullen nu misschien de nei¬ ging voelen om op te mer¬ ken dat het versterkertje he¬ lemaal niet kan werken, aangezien op de basis van

Tl elke gelijkspanningsinstelling ontbreekt. Dat klopt en toch klopt het ook weer niet. Zolang het toestel niet wordt opgeroepen, krijgt emittervolger T l inderdaad geen basisspanning. Zowel Tl, T2 als T3 zijn derhalve gesperd, zodat de stroomopname in rust verwaar¬ loosbaar klein is. Dat veran¬ dert echter wanneer het toestel door een andere post wordt opgeroepen. Want, zoals we zometeen zullen zien, komt via de lijn j-k niet alleen het spraaksig¬ naal binnen, maar tevens de voor T l benodigde basis¬ spanning. Een en ander wordt duide¬ lijk als we SI omschakelen en de interkom-post op "spreken" zetten. Het geheel van Tl, T2 en T3 wordt dan omgevormd tot mikrofoonversterker, terwijl de luidspreker nu als mikrofoon fungeert. Het omzetten van de scha¬ kelaar heeft verreweg de meeste gevolgen voor Tl. Terwijl die transistor in de luister-stand als emittervol¬ ger was geschakeld, komt hij nu met zijn basis aan de uit Rl en D l . . . D3 be¬ staande spanningsdeler te liggen. Aangezien de basis voor wisselstroom met be¬ hulp van Cl is kortgesloten naar massa, hebben we nu dus te doen met een geaar-

de basis-schakeling, welke het in de emitter geïnjekteerde mikrofoonsignaal be¬ hoorlijk versterkt. T2 en T3 zorgen voor aanvullende versterking, waarna het sig¬ naal via Sic de verbin¬ dingslijn j-k op gestuurd wordt. De voor de stabiliteit en kwaliteit van de mikrofoonversterker noodzakelijke tegenkoppeling wordt ver¬ zorgd door weerstand R4, welke tussen uitgang (emit¬ ter T3) en ingang (emitter Tl) is geschakeld. De totale spanningsversterking wordt daarmee bepaald door de verhouding tussen R4 en de luidspreker-weerstand; zoals te zien, ligt die verhouding hier op ca. 850, dus er vindt behoorlijk wat verster¬ king plaats. We zijn er bijna. Het enige dat nog rest is om uit de doeken te doen hoe in de stand "luisteren" emittervol¬ ger T l aan zijn basisspan¬ ning komt. Misschien heeft u het al begrepen. In de stand "spreken" komt name¬ lijk niet alleen het versterkte mikrofoonsignaal op de lijn j-k terecht, maar ook de op de uitgang staande gelijk¬ spanning; er is immers geen uitgangskondensator ge¬ monteerd. Die gelijkspan¬ ning is ongeveer gelijk aan de spanning over D l . . . D3, verminderd met de basis-

spanning van T l en ver¬ meerderd met de spanning over R4. Dus, onafhankelijk van de voedingsspanning, ca. 1,5 V. Dat is in alle ge¬ vallen voldoende om in de luisterpost(en) Tl te doen geleiden, terwijl de stroom door de luidspreker niet on¬ nodig hoog wordt.

Bouw Figuur 2 toont dat een komplete interkom-post met gemak op een Elex-printje formaat 1 past. Het betrek¬ kelijk geringe aantal onder¬ delen maakt de opbouw van de print tot een simpel klusje, dat ook de minder ervaren soldeerders nauwe¬ lijks meer dan een uurtje zal kosten. Wel moet natuurlijk, zoals gewoonlijk, de polari¬ teit van de transistoren, dio¬ den en elko's goed in de ga¬ ten worden gehouden. Tran¬ sistor T3 dient te worden voorzien van een klein koellichaam. Uiteraard komen de luid¬ spreker en de spreek/luister¬ schakelaar SI niet op maar buiten de print; de aanslui¬ tingen daarvoor zijn in fi¬ guur 2 duidelijk aangegeven. De punten "j" en "k" zijn be¬ doeld voor het aansluiten van de nevenpost(en). Ver¬ geet niet om de voedings¬ nul (punt "0") op de eerder genoemde manier met aarelex - 8-39

P f• , ; ' "^!

Figuur 2. De schakeling past royaal op een Elex-printje for¬ maat 1. De aansluitpunten voor de spreek/luister¬ schakelaar zijn gemerkt met a. . .ƒ.

Figuur 3. De massaverbinding tussen de posten gebeurt niet met een draad, maar door middel van een pen in de grond.

Onderdelenlijst R1 R2 R3 R4 R5 C1

2,2 kQ 15kQ 680 Ö 6,8 kQ 220 Q =

100

JIF/4V

C2,C3 = 47 jiF/6 V D 1 . . . D 3 = 1N4148 T1 = BC550C T2 = BC56OB T3 = BD139 S1 = drievoudige omschaketaar luidspreker 8 S/1 W koeiiichaam voor T3 geschatte bouwkosten: ca. f 1 5,- (zonder print en be¬ huizing)

8-40 — elex

de te verbinden! Gezien de geringe stroomopname van de schakeling, kan de voeding zonder enig bezwaar met batterijen ge¬ schieden. Drie of vier in se¬ rie geschakelde penlights voldoen prima, maar ook de "good old" platte 4,5-Vbatterij vormt een geschikte voedingsbron. Bij gebruik binnenshuis kunt u natuur¬ lijk ook een net-adapter toe¬ passen. Wat het inbouwen in een geschikte behuizing aan¬ gaat, bent u wat ons betreft zo vrij als een vogeltje. Er zijn talloze leuke kastjes op de markt die met gemak een Elex-printje, een zaklantaarn-batterij en een luidsprekertje kunnen huis¬ vesten, dus de keus is ge¬ heel aan u. De noodzakelij¬ ke bedieningsorganen aan de buitenkant van de kast zijn beperkt tot de spreek/ luister-schakelaar en een stel banaanstekerbussen voor de lijn j-k en de aarde¬ verbinding.

Gebruik Dit hoofdstuk kan heel kort blijven. Instel- of afregelpunten kent de schakeling niet, dus zodra er twee posten volgens voorschrift zijn op¬ gebouwd en bedraad, kan er meteen gekommuniceerd worden. Nog een paar tips. Als de te overbruggen afstand niet al te groot is (maximaal zo'n 100 meter) kan voor de aarding van de interkom waarschijnlijk heel goed worden volstaan met een in de grond geslagen tentha¬ ring of een spijkertje van een centimeter of drie, dat in een boom getimmerd wordt. Dat laatste lijkt mis¬

schien wat vreemd, maar de meeste boomsappen die kontakt maken met aarde zitten in de grenslaag tus¬ sen bast en hout. Een lan¬ gere spijker richt alleen maar onnodige schade aan de boom aan. Worden de afstanden wat groter, dan kan de aarding beter wat degelijker gebeuren: bijvoor¬ beeld door een stuk lasdraad o.i.d. van 1 meter lengte de grond in te wer¬ ken. De benodigde lengte is natuurlijk ook afhankelijk van de bodemsoort ter plaatse. Bij kommunikatie "te velde" is het een heel praktisch idee om voor de draadver¬ binding zoveel mogelijk ge¬ bruik te maken van weide¬ afrasteringen en andere me¬ talen hekwerken die de boe¬ ren reeds zo vriendelijk zijn geweest om voor ons aan te brengen. Eventueel kun¬ nen zelfs met behulp van korte verbindingskabeltjes verschillende afrasteringen aan elkaar worden ge¬ knoopt. Neem liefst wel even de moeite om de land¬ eigenaar in kwestie van een en ander te verwittigen. Sommige van hen kunnen namelijk (terecht) heel op¬ vliegend zijn, waar het schending van hun eigen¬ dommen betreft. Schrijver dezes herinnert zich nog le¬ vendig hoe hard hij eens heeft moeten rennen om na het nuttigen van een niet geheel rechtmatig verkregen appel, niet gespietst te wor¬ den aan de riek van een briesende boer, welke onver¬ wacht snel ter been bleek. Veel sukses! 896098X

passieve komponenten: In de elektronica onderscheiden we passie¬ ve en aktieve komponenten. Passief zijn o.a. weerstanden, kondensatoren, spoelen en dioden; aktief zijn bijvoorbeeld transistoren en IC's. Met "passief wordt niet be¬ doeld dat deze komponenten niets doen, maar dat ze geen energie toe¬ voegen aan het signaal. Aktieve komponenten zijn daarentegen in staat het signaal te versterken. emittervolger: Dit is een versterker met een bijzondere eigenschap: de uitgangsspanning op de emitter is altijd nage¬ noeg gelijk aan de in¬ gangsspanning en "volgt" deze dus als het ware. Toch is er sprake van versterking — geen spannings-, maar stroomversterking. Door deze eigenschap heeft de emittervolger een hoge ingangsimpedantie en een lage uitgangsimpedantie en is dan ook uit¬ stekend bruikbaar als buffer.

SMD-onderdel en klein maar fijn

In de elders in deze Elex beschreven schakeling "elektronisch vis-aas" hebben we kennis gemaakt met enkele bijzonder kleine elektronische onderdelen met de naam SMD's. In dit artikel gaan we op de geschiedenis en toepassing van deze merkwaardige miniatuurkomponenten in. Dé afkorting SMD staat voor Surface Mounted Device, wat wil zeggen dat het om een onderdeel gaat dat voor montage op het opper¬ vlak van een print bedoeld is. Het fabrikageproces met behulp van dergelijke SMDonderdelen wordt SMA (Surface Mounted Assembly) genoemd. Het lijkt op het eerste ge¬ zicht misschien wat overbo¬ dig om speciaal te vermel¬ den dat deze onderdelen op het oppervlak van een print gemonteerd moeten worden; immers: de gewone -wat grotere- onderdelen worden tóch ook op het printoppervlak gemonteerd? Toch zijn er tijden geweest dat dit niet gebeurde, maar daarvoor moeten we naar

de beginjaren van het elektronicatijdperk teruggaan.

Vroeger In het grijze verleden werd er in de elektronica met ta¬ melijk grote onderdelen ge¬ werkt, die met behulp van isolerende draadsteunen op een stevig metalen chassis werden bevestigd. De oude¬ re Elexlezers zullen met veel nostalgie aan dit "buizentijdperk" terugdenken. In die goeie ouwe buizentijd werd er nog met zware 100-Wbouten gesoldeerd (over de soldeerbouten die je in een gasvlam moest houden, zul¬ len we het maar niet meer hebben). De hoge tempera¬ turen waarmee toen gesol¬ deerd werd, waren helemaal

niet schadelijk voor de ge¬ bruikte weerstanden en kondensatoren, omdat deze van lange aansluitdraden voor¬ zien waren. In een radiofabriek moest in die tijd ieder onderdeel apart en met de hand gemonteerd worden. De foto uit figuur 1 laat de achterzijde van een buizenradiotoestel van rond de be¬ ginjaren '60 zien. Uit de fo¬ to van figuur 2 blijkt waar¬ om er met een stevig meta¬ len chassis gewerkt moest worden: dit chassis moest de zware onderdelen en de loodzware voedingstrafo (geheel rechts) kunnen tor¬ sen. Deze wijze van opbouwen veranderde al een beetje in de vijftiger jaren, toen de buizen langzamerhand

plaats begonnen te maken voor transistoren. Ook in de buizen-tijd waren de fabri¬ kanten al gaan zoeken naar mogelijkheden om op ar¬ beidstijd (de grootste kostenfaktor) te besparen. Men ontdekte dat een scha¬ keling sneller in elkaar gezet kon worden, indien de on¬ derdelen niet kriskras, en zwevend tussen enkele draadsteunen, gemonteerd werden. Het bespaarde een hoop tijd als de onderdelen op isolerende pertinaxplaatjes (hars-karton) gesol¬ deerd konden worden die aan weerszijden van rijen soldeerlippen voorzien wa¬ ren. Men kon dan van tevo¬ ren de onderdelennummers en -symbolen op de hars¬ kartonnen plaat aanbrenelex — 8-41

Figuur 1. De achterzijde van een buizen-radio. Figuur 2. Het metalen chassis moest de zware onderdelen kunnen torsen. Figuur 3. De onderdelen wer¬ den vroeger aan pertinax draadsteunen vastgesoldeerd.

gen, zodat de monteurs aan de lopende band snel en nauwkeurig konden zien welk onderdeel waar moest komen te zitten. Een derge¬ lijke opbouw maakte de schakeling ook nog heel wat steviger dan de oude zwevende montage, zodat deze opbouwwijze ook veel in militaire apparaten werd gehanteerd.

Printen Toen het transistortijdperk aanbrak, was het gebruik van pertinax draag-chassis al helemaal ingeburgerd. Omdat een transistorscha¬ keling veel lichtere onderde¬ len bevatte dan een buizenschakeling, was een stevig metalen draag-chassis ook niet meer nodig. Een andere kostenbesparende verbete¬ ring die inmiddels was inge¬ voerd, bestond in het ver¬ vangen van losse draadver¬ bindingen door "gedrukte" bedrading (to print = druk¬ ken). Een dergelijke "print" zoals zon plaat met daarop gedrukte bedrading al gauw genoemd werd, kon met be¬ hulp van een patroonopdruk en ets-technieken (later ook 8-42 - elex

op fotografische wijze) ge¬ maakt worden. Door de komst van de print hoefden de onderdelen alleen nog maar op de juiste plaats op de "print" aangebracht en vastgesoldeerd te worden. Doordat de gaten op een print heel nauwkeurig ge¬ boord konden worden en de printen in een massaproduktie-proces alle¬ maal dezelfde vorm hadden, werd er al gauw gezocht naar methoden om de on¬ derdelen niet meer handma¬ tig, maar geheel machinaal op de printen aan te bren¬ gen. Bij de konventionele onderdelen die van lange aansluitdraden voorzien wa¬ ren, moesten hiervoor speci¬ ale machines ontwikkeld worden die de draden kon¬ den ombuigen en in de printgaten steken. Het bleek echter al spoedig dat deze techniek bij miniatuurschakelingen nauwelijks uitvoerbaar was. De machi¬ nes die de onderdelen op de print moeten zetten, hebben namelijk enige be¬ wegingsruimte nodig rond¬ om de plaats waar het on¬ derdeel moet komen te zit¬ ten. In de praktijk bleken

miniatuurschakelingen nog altijd beter door mensen¬ handen, dan door robothanden gebouwd te kunnen worden, aangezien robothanden op de print zo'n 30 % meer werkruimte nodig hadden. Toch was er een groeiende behoefte aan toenemende miniaturisering bij elektroni¬ sche schakelingen. Hoewel de IC-technologie het moge¬ lijk maakte om ongelooflijke hoeveelheden schakelingen op een zeer klein oppervlak onder te brengen, konden IC's (Integrated Circuits) al¬ leen voor massaproduktiedoeleinden toegepast wor¬ den. Het is namelijk niet rendabel om voor een zeer speciale schakeling waarvan er maar een beperkt aantal gebouwd hoeven worden, een apart IC te gaan ont¬ wikkelen. Indien een bepaal¬ de afnemer een aantal miniatuur-schakelingen no¬ dig had waarvoor helemaal geen IC bestond, dan moesten deze schakelingen om bovenvermelde reden dus toch weer helemaal handmatig worden opge¬ bouwd. Om nu toch met losse onderdelen (bij gebrek

aan geschikte IC's) te kun¬ nen werken en vanwege de wens om deze onderdelen ook nog geheel machinaal te kunnen monteren, moest er naar een nieuw type on¬ derdeel gezocht worden.

Klein en draadloos Een eis die aan dit onder¬ deel gesteld werd, was dat het niet van aansluitdraden voorzien was, zodat er niets meer mis kon gaan bij het ombuigen en in de printga¬ ten steken van de aansluit¬ draden. Metalen vertinde aansluitkapjes aan weerszij¬ den van deze miniatuur¬ onderdelen waren voldoende voor het kunnen vastsolderen van de onderdelen op de print. Wel moesten de onderdelen dan niet meer aan de bovenzijde, maar aan de koperzijde van de print komen te zitten. Een andere faktor die kostenbesparend kon wer¬ ken, bestond erin, de minia¬ tuuronderdelen zoveel mo¬ gelijk eenzelfde type behui¬ zing te geven. Hierdoor hoefden er minder verschil¬ lende soorten grijpers aan de robotarmen bevestigd te

Figuur 4. Een weerstand (a), een keramische kondensator (b), een aluminium-elko (c) en een tantaal-kondensator; alles in SMD-uitvoering. Figuur 5. Enkele SMDtransistoren (a,b en c) en een diode (d). Figuur 6. Een IC in een SMDbehuizing. Figuur 7. Zelfs een kleine knopspeld lijkt groot, vergele¬ ken met een SMD-tje. Figuur 8. De fabrikanten ge¬ bruiken geen pincetten, maar "blister-tape" voor het vast¬ houden van SMD-onderdelen.

worden. Men moest natuur¬ lijk wel zorgen dat de robot "wist" met wat voor onder¬ deel hij op een zeker mo¬ ment te doen had. De zoektocht naar geschik¬ te miniatuur-onderdelen bleek gelukkig niet al te lang te hoeven duren. In het begin van het IC-tijdperk was er namelijk al met zo¬ geheten hybride schakelin¬ gen geëxperimenteerd. Deze schakelingen bestonden uit twee soorten onderdelen. De eerste soort, namelijk de geleiders en weerstanden, werd met behulp van zeef¬ druktechnieken op een laag¬ je keramisch materiaal aan¬ gebracht; hierna werd de tweede soort onderdelen, namelijk de transistoren en kondensatoren, ieder afzon¬ derlijk op de keramische plaat aangebracht. De hier¬ bij gebruikte transistoren en kondensatoren waren speci¬ aal ontwikkelde miniatuurtypen. Welnu, deze miniatuur¬ onderdelen bleken zeer ge¬ schikt om op een printoppervlak te solderen en konden door hun universele vorm heel makkelijk door robotvingers gehanteerd worden. Men besloot dan ook om deze reeds voor

hybride-schakelingen ont¬ wikkelde miniatuur¬ onderdelen in grotere aan¬ tallen en in meer soorten te gaan produceren. Ook kwa¬ men er weerstanden, tran¬ sistoren en andere halfgelei¬ ders, die allemaal in vrijwel gelijksoortige behuizingen kwamen te zitten. Doordat de onderdelen nu veel makkelijker te hanteren waren door de montagema¬ chines, konden deze machi¬ nes steeds sneller en effi¬ ciënter gaan werken. Dit laatste was vooral voor de Europese fabrikanten be¬ langrijk, om het hoofd te kunnen bieden aan de moordende konkurrentie uit de lage Ionen-landen. Het resultaat van deze hele ontwikkeling is dat er mo¬ menteel een heel skala van SMD-onderdelen beschik¬ baar is. De meeste daarvan zijn ook voor de hobbyist verkrijgbaar, hoewel dit bij sommige typen wat moeilij¬ ker zal zijn dan bij andere.

Met lijm en pincet

zijn; de bijgaande knopspeld lijkt reusachtige afmetingen te hebben. De kopfoto van dit artikel laat het belangrijkste stuk gereedschap zien dat de hobbyist bij het werken met SMD's gebruikt, namelijk een pincet. Bij het opbou¬ wen van SMD-schakelingen heeft men ook nog een knopspeld nodig om een druppeltje lijm op de SMD aan te kunnen brengen. Men kan het onderdeeltje dan op de print lijmen. Zo¬ dra de lijm droog is, sol¬ deert men het SMD-tje snel aan de koperbaan vast, zo¬ dat het niet door oververhit¬ ting beschadigd wordt. De fabrikant hanteert de SMD-onderdelen op een wat handiger wijze: de on¬ derdelen zitten vastgeklemd in een stuk tape (zie de fo¬ to in figuur 8); bij de mon¬ tage haalt de machine ze uit deze tape en lijmt ze op de print, waarna ze vastgesoldeerd worden. (896130X)

De foto's in figuur 4, 5 en 6 laten een aantal SMDonderdelen en hun behuizin¬ gen zien. Uit figuur 7 blijkt zeer goed, hoe klein SMDonderdelen eigenlijk wel elex — 8-43

hoogspanningsindikator lichtend toverstokje De glans van het oude vertrouwde neonlampje is naast alle moderne elektronica-komponenten van de laatste jaren, ondertussen aardig verbleekt. Zeer onterecht eigenlijk, want zo'n lampje is heel praktisch en er vallen allerlei nuttige dingen mee te doen, zoals dit artikel bewijst. Misschien dat een hoop elektronica-knutselaars niet eens meer op de hoogte zijn van het bestaan van zoiets als een neonlampje. Want waar kom je die din¬ gen nog tegen? Behalve in de zogeheten "spanningzoe¬ kers" worden ze alleen nog sporadisch aangetroffen in huishoudelijke apparatuur. In hun funktie van aan/uitindikator zijn ze bijna ge¬ heel verdrongen door de LED's. En dat terwijl neonlampjes in netgevoede appa¬ raten toch duidelijke voorde¬ len bezitten: ze zijn met heel weinig stroom tevre¬ den, hebben een flinke le¬ vensduur en ze kunnen eventueel met een serie¬ weerstand rechtstreeks over de primaire kant van een nettrafo geschakeld worden. In dit artikel gaan we het over een geheel andere toe¬ passing van het neonlampje hebben — misschien dat we er zo toch aan kunnen meehelpen om het versleten imago van dit onderdeel weer wat op te poetsen. Al¬ lereerst nemen we eens een kijkje in het interieur van zo'n lampje.

lonisatie Als we een neonlampje goed bekijken zien we een

8-44 - elex

Onderdelenlijst 1 neonlampje (met of zonder voorschakel weerstand) 1 stukje plastic, plexiglas of PVC-pijp van tenminste 30 cm lengte lijm en/of plakband geschatte bouwkosten: ca. f 2,-

glazen buisje met twee of meer elektroden erin. Zijn naam ontleent het lampje echter aan datgene wat we niet zien, namelijk de vulling met het edelgas neon. Als op de elektroden een bepaalde spanning wordt gezet, gaat het gas ionise¬ ren en gloeit het lampje op. Regelt men de spanning nu naar beneden, dan zal het lampje weer doven, omdat onder een zekere spanning het gas weer gedeïoniseerd raakt. De golflengte van het geproduceerde licht bevindt zich in het gebied tussen ca. 5200 en 7500 Angstrom. Aangezien neonlampjes met een stroom van minder dan 1 mA genoegen nemen en ook niet veel meer stroom mogen hebben, moeten ze te allen tijde via een serie¬ weerstand op de spannings¬ bron worden aangesloten. Wordt die weerstand verge¬ ten, dan geven ze op meer of minder spektakulaire wij¬ ze de geest. Voor de 220-Vnetspanning bedraagt de waarde van de benodigde serieweerstand 200 a 400 kQ. Neemt men een grotere weerstand, dan daalt de lichtsterkte en stijgt de levensduur van het lampje. Wordt de weerstand ver¬ kleind, dan wordt de levens¬ duur verkort. Verschillende

| Als u het "handvat" van de indikator niet te kort maakt (mi¬ nimaal 30 cm), is de kans heel klein dat uw handen nog ooit onzachtzinnig in aanraking ko¬ men met een of andere hoogspanningsbron. Ook mèt deze indikator blijft voorzich¬ tigheid trouwens geboden!

typen neonlampjes zijn van fabriekswege reeds van een serieweerstand voorzien. Die typen kunnen dus zonder meer als netspanningsindikator worden gebruikt.

Draadloos De exakte ontsteekspanning van neonlampjes kan per exemplaar enigszins varië¬ ren. Een en ander is name¬ lijk afhankelijk van het soort metaal, de vorm en de be¬ dekkingslaag van de toege¬ paste elektroden. Ook het aantal branduren en — merkwaardig genoeg — de hoeveelheid omgevingslicht zijn daar nog van invloed op. Erg groot zijn die ver¬ schillen echter niet. Verre¬ weg de meeste lampjes (zonder voorschakelweerstand) ontsteken bij

een wisselspanning van ca. 65 V of een gelijkspanning van 90 V. Behalve met een spanning, is het ook mogelijk om het neongas te ioniseren door ultraviolette straling, röntgenstraling, hoogfrekwentstraling en hoogspanningsvelden. Het lampje hoeft dan nergens mee te worden verbonden — om het te doen opgloeien volstaat het om het dicht in de buurt van de desbetreffende stra¬ lingsbron te brengen. Deze eigenschap maakt dat een neonlampje zich bij uit¬ stek leent voor de konstruktie van een simpele, en rela¬ tief veilige, hoogspanningsindikator. Daarvoor hoeft men zo'n lampje alleen maar met wat lijm of plakband te be¬ vestigen op een plastic staafje van tenminste een

KALBÜOSKOQ Radiozendexamens In het najaar zullen, zoals gebruikelijk, degenen weer aan de tand worden gevoeld die graag een zendmachti¬ ging willen hebben. De exa¬ mens "Radiotechniek en Voorschriften I en II zullen op 8 november te Nieuwe¬ gein worden afgenomen. Het opnemen en seinen van morsetekens zal worden

geëxamineerd in de periode van 12 tot 22 december te Utrecht. Aanmelden is mogelijk tij¬ dens werkdagen vanaf 19 juni 1989 tot en met 11 september 1989. Het aanmelden dient telefonisch te geschieden bij het Exa¬ mensecretariaat voor Amateurradiozendexamens te Groningen, telefoon 050-

centimeter of dertig. Wan¬ neer men bij reparatie of kontrole van bijvoorbeeld een TV-toestel vermoedt dat er iets mis is met het hoogspanningsgedeelte, dan kan dit voortaan op een vei¬ lige manier "draadloos" gekontroleerd worden. Het stokje wordt voorzichtig naar binnen gestoken tot het lampje zich op enkele centimeters afstand van de lijntrafo bevindt (niet in de buurt van de anode-aanslui¬ ting van de beeldbuis, want op gelijkspanningsvelden reageert de indikator niet). In het geval de TV in orde is, zal het lampje goed zichtbaar opgloeien. Ge¬ beurt dat niet, dan kunt u gevoeglijk aannemen dat er iets mis is met de hoog¬ spanning. HF- en zendamateurs kun¬

nen deze simpele indikator ook gebruiken als een "fout/ goed-tester" voor bijvoor¬ beeld zender-eindtrappen. Indien het lampje gaat gloei¬ en als het in de buurt van de uitgangsbus of van de antenne wordt gehouden, kan men er in elk geval van uitgaan dat de eindtrap in kwestie flink wat HFvermogen produceert. Al met al een heel nuttig in¬ strumentje dus, deze hoogspanningsindikator. Ze¬ ker omdat de kostprijs bijna nihil is (een neonlampje kost een gulden of twee), mag dit hulpmiddeltje eigen¬ lijk in geen enkele gereed¬ schapskist ontbreken.

222270. De kosten voor deelneming aan een der examens bedragen ƒ 62,50. In afwijking van voorgaande examens zal nu eerst een acceptgiroformulier aan de adspirant kandidaten wor¬ den toegezonden. Zodra het examengeld is voldaan wor¬ den de op dat examen van toepasing zijnde machtigingsvoorschriften en beper¬ kingen en het reglement amateurradiozendexamens

met de bijbehorende exa¬ menprogramma's toegezon¬ den. Wij wensen alle kandidaten vast veel sukses.

896091X

elex — 8-45

basisschakeling poorten als oscillator Het zal u waarschijnlijk wel bekend zijn dat logische poorten gebruikt kunnen worden om blokgolfgeneratoren mee te maken. Dergelijke toepassingen komen namelijk regelmatig in Elex voor, maar aangezien er veel meer soorten zijn dan het type dat wij meestal gebruiken, zetten we de belangrijkste eens op een rij, zodat u bij een eigen ontwerp zelf kunt kiezen. Werkt wel, maar niet handig

gens halverwege het hoogen laag-nivo blijft hangen. Ga maar na: als de ingang De allereerste oscillator die we gaan bekijken, is nu niet "hoog" wordt, dan duurt het even voordat de uitgang bepaald een handig exem¬ "laag" wordt en het ingangsplaar. Hij laat echter wel nivo meeneemt. zien hoe een oscillator met logische poorten werkt, van¬ De vertragingstijd is dus een daar dat we hem toch maar belangrijke faktor en het is niet moeilijk om in te zien in het rijtje opnemen. dat bij het vergroten van Zoals in figuur 1 te zien is, het aantal poorten de ver¬ gaat het om een schakeling tragingstijd toeneemt (zie de die uit een oneven aantal formule in figuur 1). Tegelij¬ inverters in serie bestaat kertijd neemt natuurlijk de (met een minimum van 3 poorten). De uitgang van de frekwentie van de oscillator af, aangezien beide onlos¬ laatste poort is teruggekop¬ makelijk met elkaar verbon¬ peld naar de eerste, waar¬ door oscillatie optreedt. Hoe den zijn. Bedenk echter wel dat de oscillatiefrekwentie dat komt, valt snel te ver¬ heel erg hoog is (enkele klaren. Bij een oneven aan¬ MHz), omdat de vertra¬ tal poorten is het uitgangs¬ gingstijd van de meeste signaal van de laatste geïnpoorten enkele tientallen verteerd ten opzichte van nano-sekonden bedraagt. het ingangssignaal van de eerste. Aangezien de uit¬ gang echter niet onmiddel¬ lijk de nivo-verandering van Extra vertraging de ingang volgt (er is sprake Door toevoeging van een van een bepaalde vertra¬ aantal RC-netwerkjes zijn gingstijd), krijgen we niet te we in staat om de frekwen¬ maken met een evenwichtsi- tie een stuk lager te maken, tuatie, waarbij de uitgang er¬ Hoe dat bijvoorbeeld kan,

1

f

2 n Tp 1 = frekwentie Tp= vertragingstijd n = aantal poorten

8-46 — elex

even aantal poorten 896113X-11

2 R

K

R

• ,1 1 " 3,3 R C

toont figuur 2. Bij deze schakeling wordt de frekwente nu niet meer be¬ paald door de vertra¬ gingstijd van de poorten, maar door de tijd die nodig is om de kondensatoren tot de schakeldrempel van de poorten te laden en daarna weer te ontladen. In totaal duurt een zo'n laad- ontlaad-cyclus ca. 1,1-RC-tijd, waardoor de periodetijd bij drie netwerkjes 3,3RC wordt.

Met minder komponenten Voor de schakeling uit fi¬ guur 2 zijn toch behoorlijk veel onderdelen noodzake¬ lijk. Het kan echter ook met minder, zoals in figuur 3 te zien is. Bij deze schakeling is er slechts één tijdsbepalend gedeelte, namelijk Rl en C, maar aangezien dit niet, zoals in de schakeling in figuur 2, aan massa hangt, verloopt het totale laad- en ontlaadproces van de kondensator iets anders. Om te verklaren hoe de os¬ cillator funktioneert, gaan

• 896113X-12

we er van uit dat de uitgang van N3 "hoog" is. Dit kan alleen als de uitgang van N2 "laag" is en de ingang van NI "hoog" is. Over Rl en C staat nu de voedings¬ spanning en wel dusdanig dat de uitgang van N3 de "plus" is en de uitgang van N2 de "min". Door dit po¬ tentiaalverschil gaat er een stroom lopen waarmee de kondensator geladen wordt. Als gevolg van de koppeling met R2 zal nu de potentiaal op de ingang van NI lang¬ zaam toenemen totdat het schakelpunt van poort NI bereikt wordt. Het uitgangsnivo van alle inverters klapt daardoor om, hetgeen voor de spanning over Rl en C betekent dat de polariteit omgedraaid wordt (de uit¬ gang van N2 wordt immers "hoog" en dus de plus ter¬ wijl de uitgang van N3 laag wordt en dus de min). De kondensator zal zich nu in eerste instantie ontladen, om vervolgens negatief gela¬ den te worden totdat de spanning over de platen zo hoog is geworden dat de schakeldrempel van NI we-

derom bereikt wordt. Het hele verhaal herhaalt zich daarna totdat de voedings¬ spanning uitgeschakeld wordt. Aangezien de kondensator in deze schakeling telkens omgeladen moet worden (eerst ontladen en dan gela¬ den), wordt de vertra¬ gingstijd ten opzichte van het RC-netwerkje uit figuur 2 ongeveer verdubbeld. Daarnaast speelt de waarde van R2 ook een rol, omdat hierdoor ook een klein stroompje kan gaan lopen. Is Rl echter veel kleiner dan R2, dan is de invloed van deze weerstand ver¬ waarloosbaar en gaat de formule in figuur 3 over in: f «• 1 : 2,2R1C

Nog kleiner Door de schakeling uit fi¬ guur 3 iets anders op te bouwen (figuur 4), kan er zelfs een poort vervallen. Qua werking verandert er echter niet veel, alleen is de inverterende werking van NI vervangen door Rl en C te verwisselen. Hierdoor wijzigt er ook niet veel in de formule waarmee de frekwentie berekend kan wor¬ den. Er is echter een be¬ zwaar: de waarde van C mag niet te klein worden. Bij een kapaciteit van min¬ der dan 100 pF is de in¬ vloed van C zo klein, dat deze als het ware niet in de schakeling zit. De oscillator degenereert dan tot een kombinatie van een terugge¬ koppelde poort (NI, Rl en R2) en een inverter. In figuur 4 is te zien dat ook Rl niet te klein mag zijn, omdat de schakeling ook dan niet oscilleert. Dit betekent dat met de dimen¬ sionering uit figuur 3 de uitgangsfrekwentie van deze oscillator nooit hoger dan 4,5 MHz kan worden.

venste schakelpunt, Vn is onderste schakelpunt en VDD is voedingsspanning). Dit betekent dat de stabili¬ teit en de puls-pauze-ver¬ houding helaas ook afhan¬ kelijk zijn van de spanning, iets dat bij de ander typen lang niet zo sterk door¬ werkt. 2,2 Ri C C >100 pF R2=10 Ri 896113X-14

naar de schakeling in figuur 2. Wie even nadenkt, zou tot de konklusie kunnen ko¬ men dat er geen drie RCnetwerkjes nodig zijn, maar dat de schakeling het ook wel met één zal doen. Wie wil experimenteren, zal ont¬ dekken dat deze bewering waar is, alleen klopt er dan van de formule niets meer. Met één netwerk is de frekwentie niet een faktor drie hoger, maar vele malen meer. Hoe dat komt, zit in het feit dat bij drie netwerk¬ jes de kondensatoren veel verder geladen worden, waardoor de vertragingstijd evenredig langer wordt. Hoe dat kan, is wat lastig om te verklaren, maar we zouden kunnen zeggen dat er door de vertraging een vorm van hysteresis ontstaat en bij drie netwerkjes is dit ver¬ schil in omschakelpunten groter dan bij één netwerk. Hieraan valt wel iets te doen. Als we namelijk een poort gebruiken die zelf al voorzien is van hysteresis, kan de schakeling ook met een netwerk op een gedefi¬ nieerde frekwentie oscilleren. Het is dan zelfs mogelijk om nog twee poorten te la¬ ten vallen, zodat de schake¬ ling uiteindelijk nog maar één inverter bevat (zie figuur 5). Dit kan bijvoorbeeld een

40106 zijn, maar ook een 4093 (NAND) is bruikbaar, zoals u straks zult zien.

5 J

L

NAND's en NOR's Bij alle schakelingen zijn we er van uitgegaan dat er inverters gebruikt worden (bijv. de 4069 of de 40106, die voorzien is van hystere¬ sis). Dit wil echter niet zeg¬ gen dat u ook daadwerkelijk dergelijke poorten dient te gebruiken. Ook NAND's en 1 /VDD-VNU VVDD-VP''

m

50kfi 100pF

•

896113X-15

m Aan de formule bij het schema is te zien dat de frekwentiebepaling niet zo gemakkelijk gaat als bij de andere oscillatoren. Bij de poorten met hysteresis zijn de schakelpunten namelijk afhankelijk van het merk en de voedingsspanning, zoals in figuur 6 te zien is, dus zullen deze waarden ook in de formule meegenomen moeten worden (VP is bo-

6

G-ilil/t

(V)

IS

10 /f

f

5

•

t

0

S

10

15

VQOIV

896113X-K

NOR's kunnen als inverter geschakeld worden, zoals in figuur 7 te zien is. Hierbij hebt u twee verschillende mogelijkheden: u schakelt alle ingangen parallel of u legt een ingang aan een vast nivo (voor de NAND moet dat een "één" zijn en voor een NOR een "nul"). Is daarentegen op de tweede ingang een verkeerd nivo aangesloten, dan zal de os¬ cillator niet werken (de uit¬ gang van de NAND zal kontinu "hoog" zijn, terwijl dit bij een NOR precies om¬ gekeerd is). Een aardigheidje hierbij is dat we van deze eigenschap gebruik kunnen maken door de tweede ingang als stuuringang te gebruiken. Door een nivo-verandering zijn we in staat om de oscillator al dan niet te laten werken. (89113X)

Met één poort Laten we weer terug gaan elex — 8-47

ULDK-INFO Eenvoudige thyristor/triactester Een van onze lezers vroeg ons hoe het komt dat ook het groene LED-je gaat branden als men kleine thyristoren test met onze thy¬ ristor/triactester uit de Elex van afgelopen april. Zijn tweede vraag was of het mogelijk zou zijn om hier iets aan te doen, zodat het niet meer lijkt alsof men een triac in plaats van een thyristor aan het testen is. Het spreekt vanzelf dat wij na deze interessante vraag onmiddellijk onze thy¬ ristor/triactester opnieuw met een wisselspanning van 12 volt verbonden hebben en een rijtje thyristoren en triacs getest hebben. In de bij thyristortests alleen op schakeling (zie figuur 1) externe gelijkspanning te la¬ moeten bij het testen van ten lopen. Men kan de een triac zowel Dl als D2 oplichten, terwijl bij een thy- anode-gelijkspanning ook in¬ ristortest alleen D2 zou mo¬ tern betrekken, door het anode-circuit (de rechterkant gen branden. In de praktijk van Rl in figuur 1) met een blijkt bij kleine thyristoren omschakelaar naar de ande¬ ook de groene LED (Dl) te gaan branden. De oorzaak hiervan ligt bij een kleine 1 lekstroom van 3 a 5 mA die van de positieve gate van de thyristor naar de 50 keer per sekonde negatief wordende anode loopt. Bij de schakeling in figuur 1 le¬ vert de gelijkgerichte wissel¬ spanning van 12 volt een gate-gelijkspanning (topwaarde) op van j/2 x 12 volt, dus bijna 17 volt. Dit is gelijk aan de topwaarde van de 12 volt wis¬ selspanning die op de (anode) thyristor-anode komt te staan. Het spanningsverschil tussen de positieve gate en de (periodiek nega¬ tieve) anode kan hierdoor rood oplopen tot maximaal 2 x j/2 x 12 volt , dus bij¬ na 34 volt; vanwege deze relatief hoge spanning kan er soms een lekstroom gaan rood D 5 lopen. Men kan op verschillende manieren zorgen dat de groene LED bij thyristortests niet meer gaat bran¬ den. Een mogelijkheid is om het anode-circuit van de tester 8-48 - elex

re kant van D4 laten om¬ schakelen bij thyristortests. Bij deze twee oplossingen zorgen we dus dat de ano¬ de bij thryristortests niet meer negatief kan worden. Dit kan men natuurlijk ook bereiken door Dl bij thy-

Onderdelenlijst 12V

* zie tekst

3V3 >400mW

R1a,R1b = 390 O/1W R2a,R2b = 470 S/1 W D1,D3,D4 = LED rood D2 = LED groen D5,D6 = zener 3,3 V7 400 mW S1 = drukschakelaar enkelpolig

ristortests te onderbreken. Deze laatste oplossing lijkt op het eerste gezicht be¬ drog, dit uitschakelen van een (ongewenste) indikator, maar: de LED's Dl en D2 fungeren behalve als indikators ook nog als gelijkrichters, zodat, met alleen nog D2 in het anodecircuit, de lekstroom geblokkeerd wordt. We kunnen de lekstroom ook aanpakken door in het gate-circuit een wijziging aan te brengen. Indien Cl bij thyristortests door een schakelaar onderbroken wordt, dan krijgt de gate al¬ leen nog een positieve span¬ ning op het moment dat ook de anode positief is. De kombinatie "positieve gate/negatieve anode" valt

dan weg, en dus ook de lekstroom. Aangezien men bij deze oplossingen (behalve de eerste) in de oorspronkelijke behuizing moet gaan boren voor het aanbrengen van een extra schakelaar en dus ook het frontpaneel moet wijzigen, hebben wij een oplossing bedacht die de behuizing helemaal niet aantast. De wijziging vindt in dit geval alleen op de print plaats. Bij deze nieuwe schakeling (zie figuur 2) wordt de gate met wisselspanning gestuurd. D4 laat hierbij de negatieve helften van de wisselspanning door, maar dient niet als gatestroomindikator (dat doet D3 al). D4 hoeft dus niet uit het kastje naar bui¬

ten te kijken en kan plat op de print gelegd worden. D5 en D6 zijn 3,3 volt zeners, die ervoor zorgen dat er geen te hoge (vooral geen negatieve) spanningen op de gates kunnen komen staan. De anode- en gatestroom kon bij deze schakeling aan¬ zienlijk hoger gekozen wor¬ den dan bij de vorige, zodat de LED's helderder oplich¬ ten. De anode- en gate¬ weerstanden zijn elk 1watters, in verband met de verkrijgbaarheid; dit is ook de reden waarom er weerstanden parallel staan. De schakeling werkt met 12 V wisselspanning, maar 10 a 12 volt gelijkspanning is bij thyristoren ook moge¬ lijk. De nieuwe layout is in fi¬

guur 3 gegeven. Indien u de oude layout gebruikt, dan kunnen de LED's blijven zit¬ ten, alleen moet de rest van de onderdelen verwijderd worden. De nieuwe LED D4 komt parallel aan D3 te zit¬ ten, maar wordt niet recht¬ op gezet. Let op: D l . . . D4 worden aan die naast elkaar liggende printbanen gesol¬ deerd die door hun symbo¬ len in de layouttekening be¬ dekt worden (voor aansluitrondjes was er geen ruimte).

(896119X)

NADENKERTJE NOR is de uitgang immers alleen "hoog" als zowel X als Y "laag" zijn.

Bij de vraag van vorige maand was het de bedoe¬ ling om uit te zoeken wat het resultaat wordt wanneer de signalen X en Y (figuur 1) met behulp van een AND-poort samengevoegd worden. Hierbij moet u zich realiseren dat de uitgang van een AND alleen logisch hoog is wanneer het nivo op de beide ingangen ook "hoog" is. In alle andere ge¬ vallen (X = 0 Y = 0, X = l Y = 0enX = 0 Y = l ) is de uitgang "laag". Op welke tijdstippen het Xen het Y-signaal "hoog" zijn, hebben we in figuur 1 met een raster aangegeven. Hier¬ uit valt vervolgens te konkluderen dat signaal B een korrekte weergave van het uitgangssignaal Z is. Nog aardig om op te mer¬ ken is dat signaalvorm A ontstaat wanneer X en Y op een NOR-poort aan¬ gesloten worden. Bij een

Goed: en dan nu het pro¬ bleem van deze maand. In figuur 2 is te zien dat het gaat om een transistorscha¬ keling, waarin een potmeter zit. De vraag is nu wat er met de basis-emitterspanning (meter Ml) en de kollektor-emitter- spanning (meter M2) gebeurt wanneer PI van maximale weerstand naar minimale weerstand gedraaid wordt? Veel sukses A. Ube daalt, Uce stijgt B. Ube stijgt, Uce stijgt C. Ube blijft nagenoeg konstant, Uce daalt D. Ube blijft nagenoeg konstant, Uce stijgt

elex -

8-49

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:

gloeilampje

draad (geleider)

i

luidspreker thyristor

spoel

neonlampje diac weerstand

verbindingen

spoel met kern

triac potentiometer (potmeter)

transformator

¥

kruising zonder verbinding

LED (lichtgevende diode)

afgeschermde kabel instelpotmeter fotodiode (lichtgevoelige diode)

relais (kontakt in ruststand)

schakelaar (open)

NPN-transistor

drukknop (open)

operationele versterker (opamp)

4-

stereo potmeter

aansluiting (vast)

PNP-transistor

AND-poort (EN-poort)

aansluiting (losneembaar)

LDR

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

meetpunt kondensator

HE)

batterij-cel

4

variabele kondensator

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

OR-poort (OF-poort)

trimmer N-kanaal J-FET

NOR-poort (NOF-poort)

elektrolytische kondensator batterij (3 cellen) P-kanaal J-FET

EXOR-poort (EX-OF-poort)

zekering

diode draaispoelinstrument batterij (meer dan 3 cellen)

8-50 - elex

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

Dioden

Transistors

Geïntegreerde schakelingen

aangeduid met D, zijn de eenvoudigste halfgelei¬ ders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze om, dan sperren ze. In doorlaatrichting valt er over de aansluitingen van een siliciumdiode een spanning van ca. 0,6 V (drempelspanning). De aansluitingen heten kathode (streepje in symbool) en anode. De kathode is meestal op het huisje van de diode aangegeven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inkeping.

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

meestal afgekort tot "IC's", bestaan tegenwoordig in zoveel varianten, dat er nauwelijks iets in het al¬ gemeen 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 wor¬ den 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.

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 aangeslo¬ ten in de getekende richting.

0 |

«nitur

PN P-transistor

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

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

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

LED's (light emitting diodes) zijn in een doorzichtige be¬ huizing 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 sym¬ bool) herkent men aan het korte pootje. De goed¬ koopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje.

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

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

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

Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poor¬ ten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken ( D I N , NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logi¬ sche poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelij¬ ke tekens " & " , " > 1", " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruik¬ baar èn blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Elex

NEN

operationele versterker fopamp)

fototransistor (NPN) met en zen¬ der basisaansluiting

©

AND-poort (EN-poort)

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

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

P-kanaal J-FET

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

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

>1

OR-poort (OF-poort)

NOR-poort (NOF-poort)

XOR-poort (EX-OF poort)

O/

K

thyristor

=1

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

elex - 8-51

Weerstanden

Hoeveel ohm en hoeveel farad?

Meetwaarden

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

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

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

1

1

1

kleur

4H V

\

\

\

nullen

tolerantie in%

zwart bruin rood oranje

-

3

3

(XH)

-

geel

4

4

0000

-

groen blauw

5

5

00000

ft

6

000000

violet grijs

7

7

-

8

8

-

wit

2

-

0

2e ! cijfer

9

goud

2

0

± 1%

(X)

±2%

9

-

-

xO.I

xO.01

zilver

-

-

zonder

-

-

-

±0.5% -

-

±5%

± 10% ± 20%

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

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

- (pico) = (nano) (micro)

m k

i

)

Ie cijf er

p n (j

=

10-

=

10 10

9

-

eer m Ijoenste van ee eer m Ijardste

6

-

eer m

103 • 10B

-

eer duizendste du zen ::

-

mil

109

-

mi! ar(

Imilli)

-

[kilo) (Mega)

-

M

10

G

(Giga)

-

3

miljoenste

Ijoenste

Diverse tekensymbolen

O(!

Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma, maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 4M7= 4,7MF = 0 000 0047 F

0 I

ingang uitgang massa chassis aan nul

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

lichtnet aarde

1n5

afgeschermde kabel

=

1,5

nF;

M03

=

0,03MF =

30 nF;

100 p

draad (geleider)

verbindingen

kruising zonder verbinding

(of

n100 of ni) = 100 pF. De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 20% hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de ka¬ paciteit en van het materiaal waaruit de kondensa¬ tor is opgebouwd: f 0,40 tot f 1,50.

schakelaar (open)

drukknop (open) aansluiting (vast) aansluiting (losneembaar)

Elektrolytische kondensatoren (eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen 1^F en 10.000/iF). Ze zijn echter wel gepola¬ riseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een minaansluiting, die niet verwisseld mogen worden. Bij tantaal-elko's (een heel klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10/JF/35 V kost zo rond f 0,40.

-10-

meetpunt

h©

gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand

temperatuurgevoelige weerstand koptelefoon luidspreker

spoel

Variabele kondensatoren instelpotmeter

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

spoel met kern

transformator

relais (kontakt in ruststand) potentiometer (potmeter) draaispoelinstrument gloeilamp neonlampje stereopotmeter

8-52 - elex

variabele kondensator

zekering