strach na krety.pdf

Do czego to służy?

W jednym z zachodnich czasopism

przedstawiono prosty układ elektronicz−

ny, który ma być świetnym sposobem

na pozbycie się kreta. Te skądinąd sym−

patyczne zwierzątka są utrapieniem

ogrodników i działkowców. Jednocześ−

nie wiele osób nie chciałoby sięgać po

drastyczne sposoby w rodzaju pułapek

lub trucizn.

Opisane dalej urządzenie pozwala na

pozbycie się kreta w sposób jak najbar−

dziej humanitarny. Po prostu wypłoszy

go z okolicy swym dokuczliwym dźwię−

kiem. Pudełko z układem należy położyć

na ziemi, albo lepiej płytko zakopać tuż

pod powierzchnią, jak najbliżej spodzie−

wanego miejsca pobytu kreta. Urządenie

zawierające układ elektroniczny, głośnik

i baterię nie ma klasycznego wyłacznika.

Włączane jest przez położenie magnesu

w określonym punkcie obudowy, w po−

bliżu wbudowanego przełącznika kontak−

tronowego.

Jak to działa?

Strach na krety jest w rzeczywistości

prostym generatorem tonu wyposażo−

nym w głośnik. Urządzenie co około 30

sekund wysyła dźwięk o częstotliwości

około 300Hz i czasie trwania dwóch se−

kund.

Schemat ideowy urządzenia pokazany

jest na rysunku 1. Jak widać, jest to ze−

spół dwóch generatorów zbudowanych

na bramkach NAND z wejściem Schmit−

ta. Bramka U1B jest generatorem tonu

300Hz. Częstotliwość generacji wyzna−

czają wartości elementów C4, R4.

W układzie przewidziano dodatkowy re−

zystor R5 i diodę D2. Służą one do zmia−

ny współczynnika wypełnienia przebiegu

generowanego przez bramkę U1B. Wia−

domo, że progi przełączania bramki

zwykle nie są rozmieszczone symetrycz−

nie względem połowy napięcia zasilają−

cego i w konsekwencji generowany

przebieg ma wypełnienie inne, niż 50%.

Przebieg o wypełnieniu 50% da w głoś−

niku najgłośniejszy dźwięk. W praktyce

okazało się, że niewielka zmiana współ−

czynnika wypełnienia nie wpływa spe−

cjalnie na głośność dźwięku i w modelu

nie zamontowano elementów R5 i D2,

pomimo, że generowany przebieg ma

wypełnienie mniejsze od 50%. Jeśli ktoś

chciałby dobrać optymalne wypełnienie,

musi we własnym zakresie dobrać war−

tość rezystora R5 oraz określić kierunek

wlutowania diody D2 (może on się oka−

zać inny, niż podano na rysunku 1). Do−

danie rezystora R5 zmieni także nieco

częstotliwość. Nie jest to żadnym prob−

lemem.

Podana wcześniej wartość 300Hz jest

wartością orientacyjną i wcale nie trzeba

Strach

krety

2139

dobierać elementów, by ją uzyskać. Po

prostu głośny dźwięk ma przestraczyć

kreta, a nie ma podstaw by sądzić, że

krety mają w mózgu jakiś miernik częs−

totliwości, i reagują tylko na dźwięki

o ściśle określonej częstotliwości.

Przebieg generowany przez bramkę

U1B podawany jest na bufor w postaci

bramki U1C i dalej na parę komplemen−

tarnych tranzystorów T1, T2. Tranzystory

pracują bez obwodu polaryzacji, czyli

w klasie C. Zawsze jeden z nich jest za−

tkany. Praca w klasie C pozwala uniknąć

niepotrzebnych strat mocy. Gdy napię−

cie na wyjściu bramki U1C (nóżka 10)

jest bliskie napięciu zasilającemu, wtedy

przewodzi tranzystor T1. Przez głośnik

przepływa prąd ładujący kondensator

C5. Gdy napięcie na wyjściu bramki U1C

opadnie do poziomu masy, otworzy się

tranzystor T2 i przez głośnik popłynie

prąd rozładowania kondensatora C5.

Dla uczynienia dźwięku bardziej natar−

czywym, oraz dla zaoszczędzenia baterii,

wprowadzono kluczowanie generatora

U1B za pomocą przebiegu o znacznie

mniejszej częstotliwości i małym współ−

czynniku wypełnienia. Źródłem takiego

przebiegu jest generator z bramką U1A.

W układzie przewidziano nietypowy

włącznik zasilania − styk kontaktronowy

uruchamiany magnesem. Gdy styk jest

rozwarty, rezystor R1 wymusza na nóżce

nr 1 stan niski. Wtedy generator z bram−

ką U1A nie pracuje. Ponieważ w takim

stanie spoczynku na wyjściu bramki U1A

panuje stan wysoki, konieczne okazało

się wprowadzenie inwertera w postaci

bramki U1D. W stanie spoczynku wymu−

sza ona na nóżce nr 5 bramki U1B stan

niski, uniemożliwiając pracę generatora

tonu 300Hz. W tym stanie spoczynku na

wyjściu bramki U1B panuje stan wysoki,

a na wyjściu bramki U1C − stan niski.

Warto zauważyć, że w stanie spo−

czynku − gdy styk kontaktronowy jest

rozwarty − układ, choć pozostaje pod na−

pięciem, to jednak praktycznie nie pobie−

ra prądu.

Gdy do kontaktronu zostanie zbliżony

magnes, styki zostaną zwarte i genera−

tory zaczną pracować. W stanie spo−

Rys. 1. Schemat ideowy układu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

czynku kondensator C3 był naładowany

do pełnego napięcia zasilającego, a więc

na nóżce 2 bramki U1A był stan wysoki.

Podanie na nóżkę 1 stanu wysokiego

zmienia na wyjściu stan z wysokiego na

niski. Spowoduje to podanie stanu wy−

sokiego na nóżkę 5 i uruchomienie ge−

neratora 300Hz.

Ponieważ na wyjściu bramki U1A po−

jawi się stan niski, kondensator C3 zacz−

nie się rozładowywać przez rezystory R2

i R3. Ponieważ rezystor R3 ma wartość

zmacznie mniejszą od R2, właśnie on

wyznacza czas rozładowania kondensa−

tora C3. Gdy napięcie na kondensatorze

C3 i nążce 2 opadnie poniżej dolnego

progu przełączania bramki (z wejściem

Schmitta, czyli z histerezą), bramka po−

traktuje to jako stan niski, i na wyjściu

pojawi się stan wysoki. Wyłączy to gene−

rator U1B, a kondensator C3 zacznie się

ładować przez rezystor R2. Teraz dioda

D1 będzie spolaryzowana w kierunku za−

powowym i rezystor nie będzie miał

udziału w ładowaniu kondensatora C3.

Czas ładowania będzie więc wyznaczony

przez wartość R2 − czas ten będzie

znacznie większy od czasu rozładowa−

nia.

Montaż i uruchomienie

Montaż układu na płytce, pokazanej

na rysunku 2 nie sprawi żadnych trud−

ności. Pod układ scalony nie przewidzia−

no podstawki, i należy go wlutować na

końcu. Jak wspomniano, nie trzeba

montować elementów D2 i R5.

Do zmontowanej płytki należy dołą−

czyć złączkę baterii 9V, głośnik i kontakt−

ron. Układ nie wymaga żadnego urucha−

miania. Jeśli zostanie zbudowany ze

sprawnych elementów, będzie pracował

poprawnie.

Należy jedynie wziąć pod uwagę, że

kondensator C3 przechowywany przez

dłuższy czas bez napięcia, ulegnie rozfor−

mowaniu i zwiększą się jego prądy upły−

wu. Kondensator ten współracuje z re−

zystorem R2 o wartości 1M W . Przy pier−

wszym włączeniu, prąd ładowania, pły−

nący przez rezystor R2 może się okazać

mniejszy od prądu upływu kondensatora

C3. Z tego względu po pierwszym włą−

czeniu generator U1A może pracować

z mniejszą częstotliwością, lub nawet

nie pracować wcale. Aby uniknąć takiej

sytuacji należy albo przed montażem

podłączyć kondensator C3 na kilka go−

dzin do źródła napięcia stałego 9...12V,

albo też po pierwszym włączeniu pozo−

stawić układ z otwartym stykiem kontak−

tronu na taki okres czasu. Wtedy kon−

densator C3 zaformuje się i układ będzie

pracował z właściwą częstotliwością.

Układ stracha na krety może być zasi−

lany dowolnym napięciem w zakresie

5...16V (16V ze względu na kondensator

C1 i C3, układ scalony może być zasilany

napięciem do 18V). W większości przy−

padków układ bedzie zasilany z baterii

lub akumulatorów 9 lub 12V.

Przy napięciu zasilania równym 9V

urządzeniu można wykorzystać dowolny

głośnik o mocy nie mniejszej niż 1W

i oporności 8 W , na przykład wyjęty ze

starego radia lub telewizora. Można rów−

nież zastosować głośnik 16−omowy. Za−

stosowanie głośnika 4−omowego powin−

no zwiększyć głośność, ale pod warun−

kiem, że zastosowane źródło zasilania

będzie mieć wystarczającą wydajność

prądową.

Z głośnikiem 16−omowym, przy zasi−

laniu napięciem 9V pobór prądu w stanie

czynnym wynosił około 80...100mA (za−

leżnie od stanu baterii). Z głośnikiem 8−

omowym, pobór prądu będzie znacznie

większy, w praktyce bedzie zależeć od

oporności wewnętrznej źródła zasilania.

Przy znacznej oporności wewnętrznej

użytych baterii może się okazać, że decy−

dującą rolę odgrywa spadek napięcia na

tej oporności i głośność z głośnikami 16

i 8−omowym będzie jednakowa, choć

teoretycznie przy tym samym napięciu

zasilającym moc (i głośność) powinna

być odwrotnie proporcjonalna do opor−

ności głośnika.

Właśnie ze względu na opór wewnęt−

rzny źródła prądu, do zasilania urządzenia

nie można wykorzystywać maleńkich ba−

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystoty

R1, R2: 1M W

R3: 62k W (47...68k W )

R4: 100k W

R5: 47k W (patrz tekst)

Kondensatory

C1: 470µF/16V

C2, C4: 47nF

C3: 47µF/16V

C5: 220µF/16V

Półprzewodniki

D1, D2: 1N4148 lub podobne

T1: BD135, 137, 139 lub podobny

T2: BD136, 138, 140 lub podobny

U1: CMOS 4093

Różne

S1: styk kontaktronowy

złączka baterii 9V

głośnik 8...16 W min. 1W *

* Uwaga! Obudowa, głośnik

i magnes nie wchodzą w skład

zestawu AVT−2139B.

terii “zegarkowych” i ”kalkulatoro−

wych”. Przeprowadzono próby z ogni−

wami alkalicznymi R6 i rezultaty były

znakomite. Natomiast trzeba przypusz−

czać, że przy wykorzystaniu najtańszych,

węglowych ogniw R6, albo najtańszych

baterii 9−woltowych, uzyskana głośność

dźwięku oraz trwałość baterii będzie

znacznie niższa od spodziewanej. Z tego

względu należy rozważyć możliwość

użycia małego akumulatorka żelowego

lub akumulatorów NiCd, które na pewno

dadzą znakomity efekt. Być może w nie−

których sytuacjach sensowne będzie za−

silanie przewodem z zewnętrznego, du−

żego akumulatora lub zasilacza. Wtedy

trzeba zwrócić uwagę na spadek napię−

cia na przewodzie zasilającym!

Ponieważ czas trwania dźwięku wy−

nosi około 2 sekund, a czas przerwy oko−

ło 30 sekund, więc średni pobór prądu

wyniesie około 10mA (w modelu z głoś−

nikiem 16 W − 6mA).

Cd. na str. 61

Rys. 2. Płytka drukowana.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystoty

Kondensatory

Półprzewodniki

Różne

schemacie linią przerywaną), by uzyskać

układ z pamięcią. Po wystąpieniu alar−

mu, sygnalizator zostanie włączony na

stałe. Może to być pomocne do wykry−

cia i zapamiętania alarmów, występują−

cych w czasie nieobecności domowni−

ków. Alarm zostanie skasowany po pod−

niesieniu słuchawki w aparacie telefo−

nicznym.

Montaż i uruchomienie

Układ można bez trudu zmontować

na płytce, pokazanej na rysunku 3

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1...R4, R9: 2,2M W

R5: 47k W

R6: 100k W

R7: 470k W

R8: 2,2k W

R10: 39 W /0,5W

Kondnesatory

C1: 47µF/16V

C2, C3: 1000µF/10V

C4, C5: 100nF

C6: 10µF/16V

Półprzewodniki

rysunku 3. Mon−

taż jest klasyczny, nie sprawi trudności.

Układ scalony należy wlutować po wlu−

towaniu kondensatora C1, najlepiej po

zmontowaniu wszystkich innych ele−

mentów. Po zmontowaniu płytki należy

dołaczyć złączkę baterii, brzęczyk piezo

i ewentualnie przycisk TEST.

Urządzenie wykonane ze sprawnych

elementów nie wymaga żadnego uru−

chomiania i od razu powinno pracować

poprawnie.

Sprawdzenie można przeprowadzić

w warunkach naturalnych, po właczeniu

zabezpieczenia w prawdziwą lub sztucz−

ną linię telefoniczną. Próba rozmowy

z aparaty właczonego między urządze−

niem a centralą, powinna wywołać

dźwięk brzęczyka.

Układ może być zasilany z baterii

o dowolnym

rysunku 3

Półprzewodniki

D1, D2: dioda Zenera 18V

D3: 1N4148 (montować w wersji

z pamięcią alarmu)

T1, T2, T3: BC548 lub podobny

T4: BC558 lub podobny

U1: CMOS 4093

Różne

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów

na płytce drukowanej.

ności zwykłe baterie węglowe w wersji

Long Life − kostkę 9−woltową lub cztery

paluszki R6. Powinny one wytrzymać

około dwóch lat pracy urządzenia. Nie

należy stosować najtańszych baterii (nie−

bezpieczeństwo wylania elektrolitu), ani

akumulatorków NiCd (bardzo duże sa−

morozładowanie).

Urządzenie działa w trybie chwilo−

wym − dźwięk pojawia się tylko na czas

obniżenia napiecia w linii. Wystarczy jed−

nak dodać diodę D3 (zaznaczoną na

Różne

S1: mikrowyłącznik monostabilny

Y1: piezo z generatorem

Z1, Z2: złacza śrubowe ARK 2

złączka baterii

napięciu

w zakresie

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2138.

4,5...12V.

jako "kit szkolny" AVT−2138.

Piotr Górecki

Cd. ze str. 58

brany głośnika oraz baterii. Koniecznie

więc należy zastosować szczelną obudo−

wę. Wymiary obudowy będą zależeć od

wymiarów użytego głośnika (wymonto−

wanego ze starego sprzętu RTV), dlate−

go autor nie proponuje konkretnego typu

obudowy. Dobre będzie każde plastiko−

we, szczelne pudełko, które dla uszczel−

nienia zostanie oklejone taśmą samo−

przylepną w miejscu łączenia górnej

i dolnej połówki. W ostateczności cały

układ można włożyć do zwykłej foliowej

torby, która zostanie szczelnie zawiąza−

na, zaklejona lub zgrzana.

Właśnie ze względu na potrzebę za−

pewnienia szczelności, zamiast przełącz−

nika wystającego na zewnątrz, zastoso−

wano przełącznik kontaktronowy, uru−

chamiany magnesem. Znakomicie

sprawdzi się on w przypadku obudowy

plastikowej, ale może nie działać przy

obudowie metalowej.

Dla szczególnie przezornych dodatko−

wa rada. Dobrze jest płytkę po zmonto−

waniu i uruchomieniu pokryć z obu stron

specjalnym lakierem w sprayu, np. Plas−

tic 60 firmy Kontakt Chemie. Lakier taki

można nabyć w firmie AVT. W tym przy−

padku układ U1 należy wlutować w płyt−

kę bez użycia podstawki.

Możliwości zmian

Głośność będzie zależeć od użytego

głośnika (głośniki o większych wymia−

rach dają zwykle głośniejszy dźwięk przy

tej samej mocy dostarczonej), od war−

tości napięcia zasilającego, i od opornoś−

ci wewnętrznej użytego źródła zasilania.

Najprawdopodobniej nie ma sensu wal−

ka o zwiększenie mocy, ponieważ moż−

na sobie wyobrazić, że głośny strach

skutecznie wypłoszy krety z okolicy, ale

jednocześnie intrygujący dźwięk zwróci

uwagę (dzieci) sąsiadów, którzy rozpocz−

ną poszukiwania źródła dziwnego sygna−

łu, co może się zakończyć zniszczeniem

lub kradzieżą urządzenia. Wykonawca

może natomiast zmieniać częstotliwość

dźwięku, zmieniając wartość rezystora

R4, oraz zmienić czas przerwy i czas im−

pulsu, zmieniając wartości C3, R2 i R3.

Zamiast kontaktronu i magnesu moż−

na zastosować jakiekolwiek inny wyłącz−

nik, pamiętając o wpływie wilgoci.

Zbigniew Orłowski

Choć średni pobór prądu wynosi kilka

miliamperów, jednak w czasie genero−

wania dźwięku układ pobiera impulsy

prądu o natężeniu około 200mA.

Jeśli do zasilania użyta zostanie bate−

ria alkaliczna 9V typu 6F22 o pojemności

około 500mAh, powinna ona starczyć na

około 70 godzin pracy, czyli na trzy doby.

Ekonomiczniejszym rozwiązaniem okaże

się zapewne sześć alkalicznych “palusz−

ków” R6 o pojemności rzędu 2000mAh.

Wystarczą one na dwa tygodnie nieprze−

rwanej pracy stracha na krety, lub na ca−

ły sezon, przy jego sporadycznym uży−

ciu.

Przy zasilaniu napięciem 12V moc wy−

jściowa prekracza 2W, należy więc użyć

odpowiednio większego głośnika.

O ile wykonanie i uruchomienie ukła−

du nie sprawi żadnych trudności, o tyle

kłopotem może być dobranie właściwej

obudowy. Trzeba bowiem wziąć pod

uwagę, że urządzenie pozostawione na

noc na działce może zostać zmoczone

deszczem lub poranną rosą. Tymczasem

zawilgocenie jest dla układów elektro−

nicznych szkodliwe, lub wręcz zabójcze.

Szczególnie dotyczy to papierowej mem−

Zbigniew Orłowski

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2139.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/97

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

Kondnesatory

rysunku 3

Półprzewodniki

Różne

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: