Jste zde

UNI10 a výkonový AKO s časovačem 555

Chystal jsem se dnes zapojit monostabilní klopný obvod. Ale nemohl jsem najít kondenzátor s větší kapacitou a ani rezistor s větším odporem. Napadlo mne tedy, že jako odpor použiji voltmetr. Multimetry mívají 10M a analogové voltmetry mají  přeřadník a jejich odpor se mění podle rozsahu. A UNI10 má špičkovou hodnotu soustavy 100 kohm/volt.

By to dar od kamaráda, takže jsem se nezlobil, že nefungoval. Ale stačilo to rozšroubovat, provizorně nahradit spálenou pojistku bitem od šroubováčku a vyměnit dvě tužkové baterky. Měřák je 40 let starý a tenkrát výrobci ještě neobjevili kouzlo nákladové optimalizace. Vše je robustní a předimenzované. Dokonce i podložky pod šroubky (ne vruty) jsou zdvojené  a i červík přepínače byl zatěsněn gumovým špuntíkem.

Měřicí soustava je samostatný díl v kovovém pouzdře, takže vítr se s tím po otevření přístroje nehraje. Rovněž i přepínač rozsahu je robustní samostatný díl a ne jen vyleptané vodiče na plošném spoji ovládané otočnou ruletou s aretační kuličkou. Jednou jsem ten ulomený otočný plastový bazmek v multimetru lepil vteřinovým lepidlem. Kdysi dávno jsme se účastnili konference o měření ve školách, ze kterého se nakonec vyklubala reklamní převáděčka firmy ala zájezd pro hrnce. Na dotaz, jestli kromě multimetrů dodávají i ručkové přístroje byla odpověď: To byste nezaplatili…

Nikdy jsem ten přístroj v mládí nevlastnil, takže nemohu zhodnotit jeho vlastnosti na základě jednodenní zkušenosti. Na obsluze mne rozčilovalo jen mačkání tlačítka bdělosti vpravo, protože po chvíli přístroj přestával měřit, buď je to vada kusu, anebo nějaký předchůdce autoff pro šetření baterek. Referenční generátor se nespustil a měření odporu a vyvážení nuly pro měření odporů také nefungovalo. Kapacity by asi vyžadovaly připojení vnějšího zdroje 50 Hz a pravděpodobně by se pak měřila reaktance. Ale to hlavní, měření proudu i napětí funguje i po čtyřiceti letech. Řekl bych, že zde soudruzi z NDR větší chybu neudělali.

Ta PRC osciloskopická hračka má neuvěřitelný rozsah časové základny pro pomalé děje až 500 sekund a který profi osciloskop to má? Sice se zobrazovaný průběh souká ven se zpožděním už při při nastavení 5s jako by vyjížděl vlak z hodně dlouhého tunelu a na změny to reaguje pomaleji než zaoceánský parník, ale nakonec průběh přeci jen z paměti ven vypluje. Aby průběh nepřekrývaly údaje neoficiálního TRMS multimetru, je napětí snímáno obráceně (invertovaně). Na první pohled to sice vypadalo, že nápad využít odpor voltmetru nějak fungovat bude a na multimetru bude ještě možné jako bonus možné odečítat i nabíjecí proud (napětí na 10Mohm). Ale odpory přístrojů a osciloskopu byly srovnatelné a nepomohla ani sonda 10x k osciloskopu, takže se vytvořil dělič napětí. Mělo mě to varovat a zbytečně jsem pak ztratil spoustu času s velkými odpory voltmetru v zapojení s časovačem 555.

Velké odpory voltmetru možná už také kolidují i s vstupními odpory komparátorů 555ky i ve verzi CMOS (i dělič na vstupu má jen 100k/100k/100k) a možná se projevuje i indukčnost cívky soustavy. O chlup lépe to pak pracovalo na střídavých rozsazích voltmetru s menším vstupním odporem a můj nápad nefungoval ani s Avometem. Stálo mne to dva časovače při neopatrné manipulaci se zdroji. Další časovač jsem odpálil připojením slabě žhnoucí žárovečky 24V při pětivoltovém napájení, protože jsem opomněl, že za studena je odpor žárovky minimálně 10 krát menší. A to stačilo přitom zkontrolovat odpor žárovky a ověřit proud Ohmovým zákonem. Maximální výstupní proud 555ky je totiž jen 100mA. Nakonec to skončilo výběrem součástek ze zrušeného zdroje k notebooku a vytažením trafopájky ze sklepa, protože krokodýlkový zmatek už byl neúnosný.

Na kladivem rozlepeném zdroji je pěkně vidět pokrok v elektronice. V pozadí je aktuální velikost zdroje k notebooku. Zdroj k mobilu je ještě mohem menší a naopak školní zdroj BK125, což je ta kostka s kterou doma měřím, je naopak mnohem větší. A přitom všechny zdroje mají přibližně stejnou watáž. Po rozstříhání plošňáku štípacími nůžkami na prvočinitele jsem získal jak světýlko (LED) tak i kondenzátor 82 mikrofarad. To umožnilo realizovat dostatečně dlouhou časovou konstantu i s rozumnou hodnotou odporu 100kohm.

Původně jsem připojil jen ledku ze zdroje přes starý trimr k vybíjecímu vnitřnímu tranzistoru (vývod 7) časovače. Ale pak jsem si vzpomněl, že ve sklepě mám i vnitřek zadní lampy z áčkové omegy. Ta měla inteligentně vyndávatelnou patici se žárovkami dovnitř auta po odklopení dvířek. U mého současného auta musím kvůli výměně žárovky blinkru do servisu, protože demontáž zadní lampy nezvládám. Použitý zdroj 13,8V je na dva ampéry, takže nakonec jsem pomocí 555 zrealizoval automobilový blinkr i s kontrolním zeleným světýlkem do přístrojové desky. Chtělo by to ještě zkrátit časovou konstantu RC (T=2RCln2). Perioda blikání se u aut volí i s ohledem na životnost žárovky, aby se teplota vlákna příliš neměnila a vlákno nestihlo vychladnout. Je pěkně vidět, že žárovka má oproti ledce značnou setrvačnost danou ohřevem vlákna. Dodnes si pamatuji nasrání kolegy, který si těsně po listopadu vylepšil svůj zánovní vůz třetím ledkovým brzdovým světlem na zadní okno. Dostal pokutu a nepomohla mu argumentace, že jeho řešení je mnohem bezpečnější než konstrukce automobilky, protože se brzdové ledky se rozsvítí dřív, než žárovky v zadních lampách. Měl sice pravdu, ale atest to nemělo. Samozřejmě ještě chybí akustická kontrola, která u starých aut byla automatická díky klapaní bimetalového kontaktu ohřívaného proudem do žárovek.

Reproduktor byl připojen místo žárovky a byla zmenšena kapacita kondenzátoru na 0,1uF, aby se zvýšil kmitočet. Trimr má desítky kiloohmů. Zvuk je samozřejmě strašný, protože to jsou obdélníky a ne libozvučný harmonický sinus. Připomíná to počátky PC her bez zvukové karty se zvukovým doprovodem přes PC speaker. Všimněte si, že vyrobit stovky typů integrovaných zesilovačů problém není. Ale navrhnout integrovaný harmonický oscilátor je věc téměř nemožná. Jedinou možností donedávna byly funkční generátory jako bylo zapojení v úvodu tohoto seriálu. Kromě tvarování z lineárně nabíjeného kondenzátoru přichází do úvahy ještě odfiltrování první harmonické z obdélníků. Kdysi jsem si na tomto principu postavil kmitočtovou ústřednu. Obdélníky jsem získal z krystalového oscilátoru a děličky (čítače) a násobiče (fázový závěs) kmitočtu mi zajistily řadu 1,2,3,4,5,6,7,8,9 a 10kHz. A k tomu jsem přidal aktivní pásmové propusti pro vydolování sinusovky z obdélníků a jako bonus fázovací články. Dnes se tento problém řeší digitálně jako DDS generátory. Při dnešním laborování se zdroji jsem mimoděk provedl i kontrolu stability kmitočtu AKO při poklesu napájecího napětí při vypnutí zdroje.

Relaxační varianta AKO s proudovým tranzistorovým zdrojem tuto stabilitu nemá, protože proud se začne zmenšovat a perioda prodlužovat. Asi by to chtělo ještě zkusit, jak by se to chovalo při náhradě pomocného zdroje 5V (viz obr. zdroje nad tímto textem) ledkou.

A protože to měl být seriál k simulaci obvodů, tak experimentálně zbastlený astabilní klopný obvod ještě na závěr dodatečně zkontrolujeme. Některý z programů měl i zvukový výstup, myslím, že takhle hrával repráček programu Edison od stejné firmy, která vyvinula TinuPro. A často je možné výstup alespoň ukládat do zvukového souboru *.wav. Nicméně se spokojíme jen s průběhy napětí.

Myšákovi se nezdá střída obdélníků a říká, že by to chtělo ještě zkontrolovat, ale uznává, že pro dnešek už toho bylo dost.

Přílohy: 
PřílohaVelikost
Package icon tsc-files.zip5.91 KB
Hodnocení článku: