ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1984-06 issue february [PDF]

Zitiervorschau

uit de inhoud:

2e jaargang nr. 2 februari 1984 ISSN 0167-7349

Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-74200, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Post¬ bus 121,6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8-30 - 12.00 en 12.45- 16.15 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13a, Beek (L)

Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.

Auteursrecht: De auteursrechtelijke bescher¬ ming van Elex strekt zich mede uit tot de illustraties met inbe¬ grip van de printed circuits, evenals tot de ontwerpen daar¬ voor. In verband met artikel 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex opgenomen 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 bij¬ dragen, 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) be¬ werken; de uitgeefster is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en aktiviteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke vergoeding.

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5133 Gangelt. © U itgeversmaatschappij Elektuur B.V.- 1984 Printed in the Netherlands

Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

Hoofd redakteur: P.V. Holmes Chef redaktie: E.J.A. Krempelsauer Chef ontwerp: K.S.M. Walraven Redaktie Nederland: P.E.L. Kersemakers (hoofd landgroep), J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, I. Gombos, M.J. Wijffels Redaktie buitenland: A. Schommers, R.Ph. Krings Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen Vormgeving: C. Sinke Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs jaarabonnement Nederland België buitenland f 39,50 Bfrs. 780 f 54,— Een abonnement loopt van januari tot en met december en kan elk gewenst moment ingaan. Bij opgave in de loop van het kalenderjaar wordt uiteraard slechts een deel van de abonne¬ mentsprijs berekend. Bij abon¬ nementen die ingaan per het oktober-, november- of decem¬ bernummer wordt tevens het volgende kalenderjaar in reke¬ ning gebracht. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonne¬ ment op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt). Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: C. Sinke, W.H.J. Peeters (advertenties) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag. Prijslijst nr. 1 is van toepassing. Korrespondentie: In linker bovenhoek vermelden: TV technische vragen LP lezerspost HR hoofdredaktie AW adreswijzigingen ADV advertenties ABO abonnementen RS redaktiesekretariaat

Okee, je kunt erover twisten of een toerenteller voor bromfietsen echt zo nood¬ zakelijk is. Maar toch is het wel interessant om te weten wat het motortje presteert en verder kan het ook nog een hulpmiddel zijn bij het instellen van het stationair-toerental. De schakeling is in te bouwen zonder ingrepen in het elektrisch circuit van de bromfiets. toerenteller voor brom¬ fietsen blz. 20 Ra ra wat zie je op de foto hiernaast? Een stuiflawine in de winternacht? Een UFO? Het noorderlicht of een geheimzinnige aura? De oplossing is te vinden in: magneet-fotogrammen blz. 30 Alleen zélf vliegen geeft nog meer voldoening, maar wie kan dat betalen. Modelvliegen is een aardig alter¬ natief maar ook een radio¬ besturing kost het nodige. Het kan goedkoper, bij¬ voorbeeld met een (vrijevlucht-) elektrozwever. Onze tijdschakelaar voor modelvliegtuigen schakelt de motor na een vooraf ingestelde tijd uit, waarna het toestel in glijvlucht over zal gaan.

tijdschakelaar voor elektrovliegtuigen blz. 32 Wat in een dagboek ge¬ schreven staat gaat niemand wat aan. Maar helaas, ver¬ boden vruchten smaken het lekkerst, dus de meest intieme gegevens zijn van¬ zelf de meest interessante. Onze dagboekbeveiliging kan helaas niet verhinderen dat er iemand in de aan¬ tekeningen snuffelt, maar ze geeft wel aan dat het gebeurd is. Meestal kun je zelf wel raden wie dat dan geweest kan zijn. dagboekbeveiliging blz. 38

elextra

2-04

komponenten

2-53

zelf bouwprojek ten vorstalarm Waarschuwt bij het invallen van de vorst.

2-14

scheepsdiesel 2-17 Een elektronische geluidsimitator: daarmee wordt een modelboot nog een stukje "echter".

het vonkje van de deurbel 2-26 Het 200 V geheim van een gewone elektrische deur¬ bel. boekenmarkt

2-29

relais Van alles en nog wat over relais.

2-36

nieuwe produkten

2-52

grondbeginselen

toerenteller voor bromfietsen Toerentalmeter voor ééncilinder-tweeslag-motoren.

2-20

hoe zit dat: magnetisme

2-11

2-32

stroom en magnetisme De kracht van de stroom.

2-13

tijdschakelaar voor elektro-vliegtuigen Schakelt de motor na de ingestelde tijd uit.

2-38

magneet-fotogrammen Magnetisme zichtbaar gemaakt.

2-30

dagboekbeveiliging Een stille getuige.

zenerdiode-tester 2-44 Een praktisch hulpmiddel voor het testen van zenerdioden en andere spanningsstabiliserende dioden.

DIGI-taal lessen in enen en nullen deel 6: binaire getallen

informatie, praktische tips 'n tip De kleinste soldeerbout ter wereld.

spanningsschommel 2-41 Over het opwekken van spanning in een magnetisch veld. 2-48

2-12

bij de voorpagina "Magnetisme en elektriciteit", zo kunnen we het hoofd¬ thema van dit nummer noemen. Op de drie kleine foto's kun je spoelen zien, waarmee het mogelijk is om elektri¬ sche stroom in een magnetische kracht om te zetten. Met die kracht wordt de klepel van de bel (rechtsonder) en de schakelkontakten van het relais (boven) en van het stappenrelais (linksonder) aangedreven. Ook op de grote foto staat ook een relais: het kleine printrelais op de blauw-witte standaardprint van de tijdschake¬ laar voor modelvliegtuigen. Met de lente in aantocht is deze schakeling een prima middel om relatief goedkoop het luchtruim te kiezen.

Ilias»

2. m X

I M

6 u

Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-Schakelingen en over wat Elex nog méér voor de lezer betekenen kan. Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets nog niet dui¬ delijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voor¬ waarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Post¬ bus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere arti¬ kelen gepubliceerd. Zet "LP" op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar.

Schema's

Weerstanden:

3k9 = 3,9 kfi = 3900 Ji 6M8 = 6,8 MU = 6800000 n 0f233 = 0,33 n Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4M7 = 4 , 7 M F = 0,000 0047 F

Symbolen

In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (DIN,NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijnopz'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens " & " , "> 1 " , " 1 " of "= 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen interna¬ tionaal bruikbaar èn blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmetoden gehand¬ haafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

De voorvoegsels worden overi¬ gens óók gebruikt voor de af¬ korting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 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 feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden af¬ wijken. De metingen zijn ver¬ richt met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kï2/V. Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekke¬ lijk gemakkelijk te begrijpen.

Hoeveel ohm en hoeveel farad?

Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico) =10~ 12 =een miljoenste van een miljoenste n = (nano) =10~9 = een miljardste M = (micro) miljoenste i = (milli) duizendste k =(kilo) = 1 0 3 = duizend M =(Mega) = 10 6 =miljoen G =(Giga) = 10 9 = miljard

» I 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:

Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie for¬ maten: Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4: 16 cm x 10 cm (Europa-formaat) Elex-printen zijn goedkoper dan printen die speciaal en uitslui¬ tend voor een bepaalde scha¬ keling zijn ontwikkeld. Als je zorgt steeds een paar E lexprintjes in voorraad te hebben, kun je bij het verschijnen van een nieuw nummer altijd meteen met bouwen beginnen. Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aan¬ sluitingen en eventuele reste¬ rende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schake¬ ling in bovenaanzicht weer. Vaste doorverbindingen zoals de koperbanen van Elex-printen staan er echter niet op. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een f iguurzaag langs een gaten rij afzagen. Tip: Plaats alvorens te solderen alle onderdelen, aansluitpennen en eventuele extra doorverbin¬ dingen (draadbruggen) op de print. Kontroleer alles aan de hand van de plattegrond. Sol¬ deer pas indien alles in orde is bevonden.

Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaard¬ onderdelen, die goed verkrijg¬ baar zijn. En bovendien betrek¬ kelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoor¬ beeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt. De werkspanning van folie-kondensatoren moet minstens 20%

hoger zijn dan de voedings¬ spanning van de schakeling. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven.

OpAmp 741

Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïnte¬ greerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabri¬ kanten 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 versterker, type 741, komt in de volgende "gedaanten" voor: MA741,LM741,MC741, 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).

Solderen De tien soldeer-geboden.

draad met een pincet vast te houden. 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 onder¬ brekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan ge¬ bruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen 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 zeergeschikt als oefenmateriaal.

1. Ideaal is een 15 a 30 wattsoldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samenge¬ steld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede 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 de uit de bevestigingsgaten 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 gesol¬ Foutzoeken deerd moeten worden, bijvoor¬ beeld een koperbaan en een Doet de schakeling het niet aansluitdraad, met de soldeermeteen? Geen paniek! Nagenoeg bout. Voeg vervolgens soldeer¬ alle fouten zijn snel op te sporen tin toe. Het tin moet vloeien, bij een systematisch onderzoek. zich dus verspreiden over het Kontroleer allereerst de opge¬ gebied waar de te solderen delen bouwde schakeling: elkaar raken. Haal 1 a2 sekonden — Zitten de juiste onderdelen later de bout weg. Tijdens het op de juiste plaats? Kijk of afkoelen van de soldeerverbinde onderdelenwaarden en type¬ ding mogen de twee delen niet nummers kloppen. ten opzichte van elkaar bewegen. — Zitten de onderdelen niet Anders opnieuw verhitten. verkeerd om? Zijn de voe¬ 5. Een goede soldeerlas ziet er dingsspanningsaansluitingen niet uit als een bergje met een verwisseld? rondom holle helling. — Zijn de aansluitingen van 6. Kopersporen en onderdelen, halfgeleiders korrekt? Heeft met name halfgeleiders, u de onderdelenplattegrond mogen niet te warm worden. misschien opgevat als het onder¬ Zorg desnoods voor extra koe¬ aanzicht van de schakeling, in ling door de te solderen aansluit¬ plaats van het boven-aanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig. Voel eventueel de aan¬ sluitdraden met een pincet aan de tand. Omdat men fouten die men zelf gemaakt heeft nu eenmaal ge¬ makkelijk over het hoofd ziet, verdient het aanbeveling om iemand anders ook eens naar de opgebouwde schakeling te laten kijken. Het is geen gek idee om aan de hand van de opbouw het schema te tekenen en dit schema te vergelijken met het in Elex afgedrukte schema. Meet als volgende stap de voe¬ dingsspanning en — indien opgegeven — de meetpunten. Bedenk dat de spanning van een

bijna lege batterij snel daalt. Indien de fout in deze fase nóg niet is gevonden moet de vak¬ man erbij worden gehaald. De meeste verkopers in elektronicazaken zijn zelf ook aardig thuis in de amateur-elektronica en zullen u als klant zeker willen helpen (als het niet druk is). Bovendien kunt u gebruik maken van de technische vragenservice van Elex. Hoe duidelijker het probleem is omschreven, des te beter uw vraag kan worden beantwoord. Vergeet bijvoor¬ beeld niet om meetresultaten op te geven. Stuur geen schake¬ lingen op. Elex repareert geen printen.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen delen moeten zijn ge¬ aard. * De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -door¬ voer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel moeten mechanisch stevig zijn bevestigd. (Alléén een soldeer¬ verbinding is onvoldoende!). * De aarddraad moet langer zijn dan de twee andere draden. Bij onverhoopt lostrekken van de netkabel blijft de aardverbinding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 mm van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbre¬ kingen en onderlinge kort¬ sluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde meetklemmen; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspan¬ ningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

ISBN 9070 160 056 f 29,50/Bfrs. 581 bestelnummer 1105 In deze tijd van rekenmachines en computers wordt het langzamer¬ hand een noodzaak om wat af te weten van de digitale techniek waarmee deze "elektronische rekenwonders" werken. Onder het motto "denken, formuleren, schakelen" leert dit boek u de grond¬ beginselen van de digitale techniek op een zeer begrijpelijke manier. Op de bijgeleverde experimenteerprint kunnen de opgaven uit het boek in de praktijk worden gebracht. Bestellingen:

Kunnen worden verricht d.m.v. de bestel kaart elders in dit blad of door storting van het bedrag (verzend- en administratiekosten f 3,—/Bfrs. 60) op gironummer 124.11.00 t n v Elektuur B.V. te Beek (L) (voor België op PCR 000-0177026-01) onder vermelding van de boektitel.

Deze kursus is bedoeld voor de elektronica-hobbyist die nu eens niet alleen schakelingen wil nabouwen, maar die ook de werking begrijpen wil. Het boek geeft de lezer met een minimum aan teorie toch een heleboel informatie over ontwerpmethoden en halfgeleiderschakelingen. Na een uitgebreide kirsus behandeling van de grondstenen van de tegenwoordige elektronica, de diode en de transistor, worden de belangrijkste schakelingen en hun dimensionering be¬ schreven. Bij elk hoofdstuk zijn opdrach¬ ten toegevoegd waarvan de uitwerking aan het einde van het boek wordt ge¬ geven. Bestellingen kunnen worden verricht d.m.v. de bestelkaart elders in dit blad of door storting van het bedrag (verzend¬ en administratiekosten f 3,—/Bfrs. 60) op gironummer 124.11.00 t.n.v. Elek¬ tuur B.V. te Beek (L) (voor België op ISBN 9070 160 102 PCR 000-177026-01) onder vermelding f 22,50/Bf rs. 443 van de boektitel. bestelnummer 1102

Voor het opbouwen van Elex-schakelingen hebben wij speciale printen ontworpen. We hebben niet gekozen voor een aparte print voor elke schake¬ ling, maar voor een standaardprint. Deze standaardprint is zodanig van koper¬ banen en gaatjes voorzien dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn volgens het genormaliseerde raster van 2,54 mm (1/10 inch) geboord, zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen. Door ervoor te zorgen dat je een paar Elex-printen in voorraad hebt, kun je meteen aan de slag als je een bepaalde schakeling wil bouwen. Er hoeven geen speciale, dure printen be¬ steld te worden en je hoeft ook niet aan de gang met bakken etszuur om zelf een print te vervaardigen. Elex-print zijn verkrijgbaar in drie formaten: formaat 1 (1/4 x euroformaat), 40 mm x 100 mm . . f 5,—/Bfrs. 99 formaat 2 (1/2 x euroformaat), 80 mm x 100 mm f 9,50/Bfrs. 187 formaat 4 (1/1 x euroformaat), 160 mm x 100 mm f 18,—/Bfrs. 355 Voor de "kursus DIGI-taal" is een experimenteerprint verkrijgbaar: digi-trainer, bestelnr. 83601 f 32,70/Bfrs. 644 Verzendkosten f 3,—/Bfrs. 60 per bestelling. Zie ook de service-kaart elders in dit blad. Elex-printen zijn in de meeste elektronica-zaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur B.V. te bestellen tegen vooruitbetaling op giro 124.11.00 t.n.v. Elektuur B.V., Beek (L) (België: PCR 000-017-70.26-01).

Gebruik voor uw bestelling de service-kaart achter in dit blad.

~>

J

BOEB 70,90 f 56,85 f 55,05 ƒ 57,90

AUDIO GELUID DISCO

BEZOEK ONZE WINKELS IN HELMOND - 's-HERTOGENBOSCH EINDHOVEN-DORDRECHT UTRECHT 82014

?'raarsM«» er

83 1O7-1

« " 83107-2 Met-

mm

o MICROPROCESSOR "

EPROM

1

f I ', I I 1

e 83014 83054 83014 83050

Iden in CMOS t 64K Mors.. . „ ^ i - a c e voor juniorcomp RTTY interface voor junior comp ASCII toetsenbord met serie uit

83558 Simpele DA omzetter )82 VDU kaart met EPROM 83101 Basicode 2 interface 83106 Sigm.aJoppoet.ser 80Ü89-1+2 Junior computer meL uitlezii 80089-3 Voeding hiervoor 81033-1 Interfacekaart voor juniorcomp 81033-2 Uitbreiding voeding met trafo 81033-3 Opzetprintje voor interfacekaa 80120 8 K RAM + EPROMkaart ex. geheuge 82017 Dynamiche RAM kaart 4i. 1212» 82131 H21 « i)252rt 82146 822 ^ - 1 ^ 1 - » ^

s:

43,65 f 112,70

impeda'

8

DK

ƒ

8' ( F ,klei.

. 8 2 i61 SSB v o o r » 82144-1 » " antenne ', 8 2 l 4 4 - 2 Wit i e ^ ^ \ 82190 Vi^o^OT» u o n t v ijgo

ÜPrMNGSI'I.iühN

40,30 35,60 32,70 99,95 f 139,50 f 57,60 f 25,90 f 185,85 ƒ 70,25 f 144,65 ƒ 58,55 f 69,50 ƒ 80,65 f 84,60 I f 50,75 , f 45,60 ƒ 78.85 ] f 51,35 f 35,65 f 63,65 f 83,55 ƒ 276,05 ƒ 198,50 , f 33,55 f 20,40 f 66,00 | ƒ 41,55 ƒ 148,55

9897-1 Parani. cquali e 5897-2 Paracn. equali^e 82029 High Boost ndv. 82089-1 1 0 0 - ï a t t 82029-2 Voeding ••'•-••; 82094 TV e»!»'' 1 »"' 1 ; 11 ^ 82180 Ïesco V ndoT40U 83008 Inschakelver . 83022-1 Busprint r r e i 83022-2 Moving Colt » 83022-3 MD-voorver»i.e 83022-4 InterU.de »o,. 83022-5 Toouregel ing 83022-6 !.ijnver»terk< 83022-7 Hoofdtelefooi 83022-8 Voeding voor 83022-9 VerblndinüsP 83022-10 Audio sto,)i 82189 CX-dekoder 83051-1 Maistro zend 83051-2 Haestro onti 83071-1+2+3 Spektrur

Auto

Auto. >spanni„ 8 s r . PDM brugv,

47,75 %,20 40,35 62,35 20,90 143,10 25,55 66,00

FTI.TAI.EN:

Winkel i i Eindhoven geopend van 13.00 t o t 18.00 uur geopend In Dordi 'cht en U t r e c h t op donderdag van 18.00 t o t 2 1 . 0 0 uu >ven, Den Bosch en Helmond op v r i jdag van 18.00 t o t

de boer elektronika

j AFDELING

POSTORDERS

EINDHOVEN

040 -

448229

ZUID KONING1NNEWAL 58, 5701 NT HELMOND 04920-35288 VOORSTRAAT 431, 3311 CT DORDRECHT 078-148757 CITADELLAAN 39, 5212 VA '• HERTOGENBOSCH 073-137580

Gebruik voor uw bestel/ing de service-kaart achter in dit blad.

I ro

6

"Zeg, klopt het dat magnetisme iets te maken heeft met elektriciteit?"

"Wat gek. Er is maar één draad aangesloten. . . 0 wacht, de andere aansluiting loopt via de klepel!?"

"Jazeker. En hoe! Als je met een elektrische stroom geen magnetisme zou kunnen opwekken, dan bestonden een heleboel elektrische apparaten nu niet."

"Juist. Daar berust de hele werking op. De stroom loopt via het klepelkontakt naar de spoelen. Zodra de klepel door de spoelen wordt aangetrokken. . . "

"Magnetisme opwekken met stroom? Hoe dan?"

". . . dan wordt het kontakt verbroken en is het magnetisme foetsie!"

"In principe heel eenvoudig. Je wikkelt wat geïso¬ leerde draad op in de vorm van een spoel. Als je een stroom door deze spoel laat lopen ontstaat een magneet met een noord- en een zuidpool."

"Ja, maar omdat de klepel dan weer terugveert, begint alles weer van voren af aan: het hamertje blijft dus heen en weer bewegen." "Dus eigenlijk zorgt het kontakt op de klepel er¬ voor dat de bel gaat werken." "Zeker, maar de elektromagneet levert de beno¬ digde kracht."

ö

O

"En waarvoor is dat goed? Een gewone magneet doet precies hetzelfde zonder een greintje stroom." "Dat is zo. Maar beide soorten magneten hebben hun voor- en nadelen. Grote spoelen met veel windingen en grote stromen kunnen veel sterkere magnetische krachten opwekken dan een perma¬ nente magneet. Bovendien kun je ze in- en uitscha¬ kelen." "Dat in- en uitschakelen lijkt me wel een voordeel. Maar wat doe je er in de praktijk mee?" "Van alles. In elke elektromotor zit bijvoorbeeld minstens één elektromagneet. Zelfs in een gewone deurbel zit er een." "Momentje, dat wil ik wel eens zien." "We kunnen de deurbel wel eens uit elkaar halen." "Aha, daar in het midden zitten geloof ik de spoelen van de elektromagneet." "Precies."

"Wacht even, een gewone magneet levert ook kracht. De clou is toch juist dat die kracht in- en uitgeschakeld wordt?!" "Okee, maar wat nu het belangrijkste is, de mag¬ neet of het kontakt, dat doet er niet toe. Waar het om gaat is dat de meeste elektrische machines, ook motoren, volgens dit zelfde principe werken. Steeds wordt in een of meer spoelen een kracht opgewekt, die door een of andere omschakelinrichting wordt omgezet in beweging." •

"Eén ding is me nog steeds niet duidelijk: Waarom wordt een gewoon stuk draad ineens magnetisch als je er een spoel van wikkelt?" "Het magnetisme wordt niet door de draad opge¬ wekt, maar door de stroom. Elke stroom wekt een zogenaamd magnetisch veld op, ongeacht de vorm van de draad." "Dan is de spoel dus overbodig?" "In principe wel, als het magnetisch veld niet zo zwak zou zijn. Door het opwikkelen van de draad wordt het magnetisme gekoncentreerd. Binnen in de spoel is het veld het sterkst."

" Z o zou je het kunnen noemen. Overigens kan het principe om stroom via magnetisme om te zetten in kracht, ook worden omgekeerd. Zo werkt een generator: die zet kracht om in stroom." "Een omgedraaide deurbel dus?" "Nou ja, in werkelijkheid is een generator natuur¬ lijk wat gekompliceerder en groter dan een deurbel. Maar het principe is gelijk." "Dan maken we toch gewoon onze eigen elektrici¬ teitscentrale van 100.000 omgedraaide deur¬ bellen!" "Toe maar!"

"Zou het dan niet beter zijn om de klepel in de spoel in te bouwen?" "De ontwerper van de bel heeft nog iets slimmers bedacht. Hij leidt het magnetisme vanuit de spoel met een ijzeren beugeltje tot vlak aan de klepel." "Uzer is dus een soort "magnetisme-geleider"?"

de kleinste soldeerbout van de wereld . . . . . . . . is niet, zoals je mis¬ schien zou verwachten, een wonder van technisch vernuft. Nee, verre van dat zelfs! Het "ding" is zo'n 4,5 cm lang, 2 mm dik: een doodgewone huis-tuinen-keuken-lucifer! Uiteraard is solderen met een lucifer alleen maar in "noodge¬ vallen" aan te bevelen (de soldeerplaats wordt namelijk nogal door het vlammetje beroet), maar de tempera¬

tuur van de vlam is ruim voldoende, zodat echt wel een voorbeeldige soldeerverbinding kan worden gemaakt. Vooral als er goede, dunne soldeertin wordt gebruikt. Als fervent hobby-elektronicus zou je dus eigenlijk altijd een stukje tin en een doosje lucifers of een aan¬ steker bij je moeten hebben. Je kunt immers maar nooit weten . . .

Schema symbool: spoel

1

stroom en magnetisme Stroom en magnetisme horen bijelkaar; zelfs het kleinste stroompje wekt nog een magneetveld op. Om de aanwezigheid van dit magneetveld te kunnen aantonen, hebben we zeer gevoelige meetapparatuur of een flinke stroom nodig. We gaan er vanuit dat niet iedereen over dergelijke meetapparatuur beschikt en maken voor ons proefje gebruik van een grote stroom. Voor het proefmodel nemen we een gei'soleerde, soepele koperdraad (met een doorsnede van 0,15 mm 2 ), een elektrolytische kondensator (4700 ^F/25 V)

en twee 9 V batterijen. De koperdraad wordt dubbel gepakt en horizontaal opgehangen (zie figuur 2). Zorg er voor dat de draad een beetje doorhangt. De onderlinge afstand tussen de beide draadhelften mag hierbij niet groter zijn dan enkele millimeters. Eén uiteinde van de draad wordt met de negatieve aansluiting van de kondensator en de negatieve aansluiting van de in serie geschakelde 9 V batterijen verbonden (zie figuur 2). Het proefmodel is nu klaar! We beginnen met het op¬ laden van de kondensator tot een spanning van 18 V.

Hiervoor moet de positieve aansluiting van kondensator en batterijen met elkaar worden verbonden. Het laden is in een wip ge¬ beurd. Vervolgens onder¬ breken we snel de positieve verbinding en sluiten we de plus-kant van de konden¬ sator aan op het andere uiteinde van de koperdraad. De kondensator ontlaadt zich nu zeer snel over de koperdraad, waardoor een flinke stroomstoot ontstaat. Door de kracht van de magneetvelden die bij deze grote stroom ontstaan, stoten de beide draadhelf¬ ten elkaar af. Bij ons proef¬ model hebben we een

stroomstoot van 45 A ge¬ meten! Natuurlijk geldt dit slechts voor een kort mo¬ ment, omdat zoals gezegd de kondensator zich zeer snel ontlaadt. Daarom zul¬ len de geleiders ook slechts even reageren. Bij een aanhoudende grote stroom blijven ze echter op een bepaalde afstand uit elkaar staan. Het hele experiment wordt nog leuker als de kondensator tot een nog hogere spanning wordt opgeladen (let hierbij wel op de maximale spanning van de elko!).

| 9V

4700V 25V

Figuur 1. De dubbel gevouwen soepele koperdraad moet zodanig worden opgehangen dat de draden een beetje doorhangen en de onderlinge af¬ stand niet te groot is. Figuur 2. Het proefmodel. De elko wordt door twee in serie geschakelde 9 V batterijen geladen. Na het omschakelen van de kondensator zal er een flinke stroom door de koperdraad gaan lopen.

vorstalarm Flinke temperatuurschommelingen treden het meest in voor- en najaar op. Ook in maart en april kan het nog flink vriezen. Juist in deze maanden is het daarom handig een alarm bij de hand te hebben dat waar¬ schuwt wanneer er onver¬ wachts nachtvorst optreedt. We kunnen dan tenminste de nodige voorzorgsmaat¬ regelen nemen. Het hier beschreven vorst¬ alarm zorgt er voor dat een LED oplicht als de tempe¬ ratuur onder de nul graden daalt. Stijgt de temperatuur daarna weer tot boven het vriespunt, dan zal de LED blijven branden. Op die manier wordt ons elke nachtvorst meegedeeld. De schakeling is bovendien heel universeel. Slechts een kleine ingreep volstaat om er in plaats van een vorstalarm een "dooi-alarm" van te Figuur 1. De grilligheid van moeder natuur zorgt vaak voor verassingen. Het vorstalarm waarschuwt op tijd voor dergelijke "buien".

maken — handig als bewaker van een diepvriezer bijvoor¬ beeld. De bedieningsorganen zijn beperkt tot een schakelaar voor de voedingsspanning en een drukknop (niet per¬ se noodzakelijk) voor het kontroleren van die voe¬ dingsspanning.

Het schema In figuur 2 zien we dat het om een heel eenvoudige schakeling gaat. De temperatuurafhankelijke weer¬ stand R1 zorgt voor het meten van de temperatuur. Zo'n weerstand heeft een negatieve temperatuur koëfficiënt (NTC). Dit betekent dat de weerstands¬ waarde stijgt naarmate de temperatuur daalt; neemt de temperatuur toe dan wordt de weerstand juist kleiner. NTC's worden daarom ook wel "warm-geleiders" ge¬ noemd. De NTC vormt hier samen met weerstand R2 een span¬ ningsdeler; op het knoop¬ punt van de spanningsdeler staat een spanning die afhankelijk is van de weer¬ standswaarde van R1 op dat moment. Heeft R1 bij een omgevingstemperatuur van bijvoorbeeld 20°C een nominale weerstandswaarde van 25 k£2, dan is de span¬ ning op knooppunt R1/R2 (bij een voedingsspanning van 9 V) ongeveer 4,6 V. Zodra de omgevingstempe¬ ratuur tot het vriespunt daalt, stijgt de weerstands¬ waarde van R1; hoe hoog de waarde wordt, hangt af van het type NTC. Wanneer de weerstandswaarde wordt verdubbeld (50 kS2), daalt de spanning op het knoop¬ punt met ongeveer 1,5 V tot 3,1 V. De spanning op

het knooppunt R1/R2 is dus een maat voor de omgevingstemperatuur, want elke temperatuurver¬ andering zal een stijging of daling van de spanning tot gevolg hebben. Opamp IC1, die hier gescha¬ keld is als komparator (spanningsvergel ijker), reageert op het spanningsverschil. Hij vergelijkt de spanning op de inverterende ingang (pen 2) met die op de nietinverterende (pen 3). Is de spanning op de inverterende ingang hoger dan op de nietinverterende, dan staat op de uitgang (pen 6) een lage spanning (ongeveeer 1,5 V). De met deze uitgang verbon¬ den LED(D2) blijft dus donker. Wanneer de tempe¬ ratuur zodanig daalt dat de spanning op pen 2 lager wordt dan de met P1 inge¬ stelde spanning op pen 3, zal de uitgang van de opamp

O

omschakelen naar een hoge spanning (ongeveer 9 V). De LED licht nu op en geeft zo aan dat de temperatuur het vriespunt heeft bereikt. Door de hoge spanning op de uitgang van IC1 gaat bovendien diode D1 gelei¬ den, waardoor op pen 3 dezelfde spanning komt te staan als op de uitgang. De LED blijft daardoor op¬ lichten, ook als de spanning op pen 2 daarna weer stijgt. Zo kunnen we 's mor¬ gens zien of het de afge¬ lopen nacht heeft gevroren. De schakeling wordt gereset door het alarm even uit en vervolgens weer in te schakelen. Voor we overgaan tot het bouwen is het misschien nuttig eerst nog even iets te vertellen over opamp IC1. De opamp werkt in deze schakeling met zijn maximale open-lus ver¬ sterking; d.w.z. de spanning tussen de inverterende (pen 2) en niet-inverterende (pen 3) ingang wordt onge¬ veer 100.000 keer versterkt. Bij onze schakeling staat op de niet-inverterende

ingang een vaste spanning, die met P1 wordt ingesteld op bijvoorbeeld de helft van de voedingsspanning (dus 4,5 V). Als op de inverterende ingang dezelfde spanning staat, zal op de uitgang van de opamp ook 4,5 V staan. Wordt de spanning op de inverterende ingang nu met 0,00001 V (10 ^V) verlaagd, dan zal de uit¬ gangsspanning 100.000 x 0.00001 V = 1 V stijgen tot 5,5 V. Daalt de spanning op pen 2 met 45 JUV (of meer), dan is de spanning op pen 6 (theoretisch) al gelijk aan de voedingsspanning. Wanneer daarentegen de spanning op pen 2 stijgt met 45 /iV, staat op de uitgang (theoretisch) geen spanning. We zeggen steeds "theore¬ tisch" omdat de spanning inde praktijk 1 a 1,5 V afwijkt van die theoretische waarde. Maar dat is voor ons van geen enkel belang. Waar het om gaat is dat uiterst kleine spanningsverschillen tussen de ingangen van IC1 al tot gevolg hebben dat de uitgang van de opamp om¬

schakelt tussen maximale en minimale uitgangs¬ spanning.

De bouw Het vorstalarm is aan de hand van figuur 3 (komponentenopstelling) en fi¬ guur 4 heel gemakkelijk te bouwen. Als bij de montage van IC1 goed op de marke¬ ring van pen 1 wordt gelet en bij dioden D1 en D2 de polariteit in de gaten wordt gehouden is nadere uitleg eigenlijk overbodig. De in figuur 2 en 3 met een stippellijn aangegeven druk¬ knop S1 is toegevoegd om kontrole van de batterij¬ spanning mogelijk te maken (LED moet goed zichtbaar oplichten). Zoals gezegd is deze drukknop niet direkt noodzakelijk en kan hij eventueel weggelaten wor¬ den. De stroomvoorziening van de schakeling wordt verzorgd door een 9 V batterij of twee in serie geschakelde platte 4,5 V batterijen. Omdat het stroomverbruik in rusttoe¬ stand (LED is donker)

9V

o) 0 - O O - E l Z h O o—o

Onderdelenlijst vorstalarm

R1 = NTC 25 k n (bijv. Siemens type K154) R2= 27 k f i R3.R4 = 10 kH R5 = 560 n PI = 100 kH (potentiometer) D1 =1N4148 D2 = LED (rood) IC1 = 741 (opamp) diversen: 1 Elex-print, formaat 1 (40 mm x 100 mm) 1 IC-voetje (8-polig) 1 LED-voetje 1 batterijclip voor 9 V batterij 1 9 V batterij 51 = drukknop (maakkontakt, zie tekst) 52 = aan/uit-schakelaar 1 behuizing evt. 8 soldeerpennen (1,2 mm 4>) evt. stekerbus en plug (3,5 mm 0) montagemateriaal, geisoleerd soepel draad

Figuur 2. De NTC-weerstand meet de omgevingstemperatuur. De spanning op knooppunt R1/R2 is dus afhankelijk van de omgevingstemperatuur en wordt door de opamp geregis¬ treerd en verwerkt. Het vorst¬ alarm is in feite een eenvoudige komparatorschakeling. I

Figuur 3. De komponentenopstelling van het vorstalarm.

Figuur 4 . Voor het opbouwen van de print is een kleine Elexprint van 40 mm x 100 mm eigenlijk nog te groot.

I es

slechts 1 mA is en de schakeling ook bij de voe¬ dingsspanning van 4,5 V nog prima werkt, gaan de batterijen lang mee. Wan¬ neer de LED oplicht, stijgt het stroomverbruik tot ongeveer 10 mA. Bij aan¬ houdende aktivering van de schakeling (bijv. als beveili¬ ging van een diepvriezer) kan de batterij beter door een simpele netvoeding worden vervangen. Voor de NTC kan bijv. het type K154 van Siemens worden gebruikt. Het temperatuurbereik van deze weerstand ligt tussen de -25°Cen+100°C;bijeen omgevingstemperatuur van 20°C is de weerstands¬ waarde 25 kS2. De NTCweerstand kan op twee manieren met de schakeling worden verbonden: We kunnen hem direkt op de print monteren of op een plug die in een met de schakeling verbonden ste¬ kerbus wordt gestoken. Wanneer alle komponenten op de print zijn gemonteerd, wordt de loper van P1 in de middenstand gezet en wordt een laatste kontrole uitge¬ voerd. Als de voedingsspan¬ ning wordt ingeschakeld,

mag de LED niet oplichten (is dat wel het geval dan de loper iets in de richting van R4 terugdraaien, daarna het alarm uit- en weer inschakelen). Pas wanneer drukknop S1 even wordt gedrukt, mag de LED op¬ lichten. Een viertal metingen met een multimeter laat zien of de schakeling goed is afge¬ steld. We beginnen met twee metingen aan de uitgang van IC1 (pen 6). In rusttoestand is de uitgangsspanning 1 . . . 1,5 V. Wanneer S1 wordt gedrukt, stijgt de spanning tot 7 . . . 8 V. Is de schakeling niet geaktiveerd en is de omgevings¬ temperatuur 18 . . . 2 0 ° C , dan hoort op pen 2 een spanning te staan van onge¬ veer 4 V. De spanning op pen 3 dient met P1 in de middenstand in elk geval lager te zijn dan de helft van de voedingsspanning en ligt dus onder de 4,5 V. Wan¬ neer de praktische metingen overeenkomen met de theoretische waarden, kan de schakeling worden geijkt.

De afregel ing P1 wordt zo ingesteld dat de

komparator (IC1) bij 0°C omschakelt. Daarvoor laten we in een glas een paar ijsblokjes smelten en dom¬ pelen de NTC-weerstand in het ijswater. Na enkele minuten heeft hij een tem¬ peratuur van 0°C bereikt en hoort de LED op te lichten. Vervolgens halen we de NTC uit het ijskoude water en drogen hem af. Daarna warmen we hem met de hand een beetje op en kontroleren of de LED blijft branden. Pas als met S2 de voedingsspanning even wordt onderbroken, mag de LED doven. Let op! Beide aansluitingen van de NTC-weerstand moeten goed geïsoleerd zijn en mogen niet direkt met het ijswater in aanraking komen. De draden dienen dus goed met isolatieband te worden ingepakt of met giethars of iets dergelijks te worden ingegoten.

Variaties Wanneer de LED bij een andere temperatuur dan 0°C moet oplichten, wordt P1 simpelweg op een andere spanning ingesteld. Worden R1 en R2 (en ook drukknop S1) verwisseld, dan werkt

het alarm precies omgekeerd. De LED licht op zodra de temperatuur boven een bepaalde grens stijgt. Op die manier kan de schakeling bijvoorbeeld worden ge¬ bruikt voor het kontroleren van de temperatuur in een diepvrieskist. Wordt P1 op —18°C ingesteld, dan zal de LED oplichten zodra de temperatuur die waarde overschrijdt. We kunnen de NTC ook vervangen door een LDR (lichtgevoelige weerstand). In dat geval wordt het vorstalarm een lichtdetektor.

O

scheepsdiesel Nee hoor, we zijn echt niet van plan Elex te veranderen in een blad voor het bouwen van motoren. Een diesel¬ motor, al is ie nog zo klein, kun je echt niet "even" zelf maken. Maar we kun¬ nen wel een schakeling ma¬ ken die de typische ge¬ luiden van een scheeps¬ diesel nabootst. Daarmee wordt een modelboot (met elektrische aandrijving) nog een stukje "echter". De , scheepsdiesel-schakeling imiteert het monotoon stampende geluid, dat zich

bij een echt schip vanuit de machinekamer door het hele schip voortplant, verbluf¬ fend goed. Maar dat is nog niet alles. Het ritme van de "tsjoektsjoek"-geluiden past zich aan de snelheid waarmee het schip vaart aan. Bij volle kracht vooruit gaat het "tsjoeken" het snelst. De scheepsdiesel-schakeling haalt daartoe de vaarsnelheid-informatie uit de span¬ ning van de elektromotor. Op de zeeën van de modelbotenwereld vaart van alles

rond, van heel kleine jach¬ ten tot grote oceaanstomers. De klank van de scheeps¬ diesel kan worden afge¬ stemd op het type boot. Even aan een instelpotmeter draaien en hup, de kleine kustvaarder verandert (akoestisch) in een olie¬ tanker!

Figuur 1. De scheepsdieselimitator geeft een extra dimen¬ sie aan dit model, doordat het bootje er niet alleen natuur¬ getrouw uit ziet, maar ook natuurgetrouw klinkt.

De schakeling Doorgewinterde Elex-lezers zien natuurlijk direkt dat de schakeling voor de scheepsdiesel-imitator bestaat uit

a x I N

twee bekende delen: een als blokgolfgenerator gescha¬ kelde 555-timer en een aktief bandfilter rond de opamp 741. Nieuw is de veldeffekt-transistor T 1 , maar daarover straks meer. IC1, de 555, produceert blokvormige impulsen, waarbij de frekwentie wordt bepaald door enkele externe komponenten: kondensator C l , de weerstand tussen pen 6 en 7 en de weerstand tussen pen 7 en de plus van de voedingsspanning. In serie met die laatste weerstand is dedrain-sourceovergang van de F ET T1 opgenomen. Deze overgang werkt hier als een soort regelbare weerstand, waar¬ bij de weerstand van de drain-source-overgang af¬ hangt van de spanning die op de gate van de FET wordt gezet. Op die manier kan de frekwentie worden gewijzigd door het veranderen van de span¬ ning op de gate. De gate wordt via de weerstand R9 aangesloten op de "vaar"-spanning van de scheepsmotor, zodat de frekwentie van de blokgolf stijgt en daalt met het toerental van de motor.

Via P2 krijgt de gate ook nog een voorspanning; met deze potmeter wordt het laagste ritme van het tsjoektsjoek-geluid ingesteld. Nu naar het gedeelte met de opamp IC2. (Trouwens, de naam operationele verster¬ ker, operational amplifier in het Engels, heeft niets met operaties in het zieken¬ huis te maken. Zijn naam is afkomstig uit de tijd dat de opamp werd gebruikt voor het uitvoeren van reken- . operaties bij analoge compu¬ ters.) Rond IC2 is hier een zoge¬ naamd banddoorlaatfilter opgebouwd, dat werkt met een meervoudige tegenkoppeling. De uitgangs¬ spanning wordt niet alleen via R5, maar ook nog via C3 teruggevoerd naarde ingang met het min-teken. Dat klinkt nogal gekompliceerd, en dat is het ook als je de hele schakeling wilt berekenen. Maar Elex is geen blad voor hogere wiskunde, dus we houden het hier op een beschrijving van de werking. Een bandfilter laat bepaalde frekwenties wel door en andere niet, zoals de naam al aangeeft. Het filter ont-

vangt tonen van de 555. Een zeker toonhoogtebereik laat het filter wel door, terwijl andere tonen sterk worden verzwakt of helemaal niet worden doorgelaten. Voor de scheepsdiesel-imitator werden de weerstands- en kondensatorwaarden zo gekozen dat het filter enkele snel uitstervende trillingen produceert als het op zijn centrale frekwentie wordt "aangestoten". Dit gebeuren kun je vergelijken met het aanslaan van een gitaar¬ snaar.

Figuur 2. Zo ziet het gemon¬ teerde printje er uit. Als het versterkertje met korte af¬ standbusjes tegen dit printje wordt geschroefd, ontstaat een kompakt geheel dat nog wel ergens in het bootje kan worden ondergebracht. Figuur 3. Het schema van de scheepsdiesel-schakeling (zonder eindversterker). Als generator dient het bekende timer-IC 555. De impulsen van de generator stoten het bandfilter aan, zodat dit gedempte trillingen levert. De "vaar"-spanning beihvloedt via de FET de frekwentie van de generator.

vaarspanning motoi

universele luidspreker eenheid

83713X

Onderdelenlijst voor de scheepsdiesel-schakeling R1, R8, R9 = 1 ka

R2 = 6,8 kn R3= 1 0 k n R4 = 100 f2 R5, R6, R7 = 47 k n P1, P2 = instelpotmeter 10 k n C1 » 680 nF C2, C3 = 330 nF C4 = 1 0 0 M F / 1 6 V

C5 = 10juF/16 V C6= 1 /xF/16 V T1 = BF256 IC1 = (7)555 IC2 = 741 Diversen: 1 Elex-print, formaat 1

Figuur 4. Komponentenopstelling voor de schakeling uit figuur 3. De eindversterker zit niet op deze print.

Figuur 5. Hier is nog eens de opstelling van de komponenten voor de Universele LuidsprekerÉénheid uit het januari-nummer. De ingang van de versterker wordt verbonden met de uitgang van de scheepsdiesel-schakeling.

Onderdelenlijst voor de Universele LuidsprekerÉénheid

R1 = 1,2 kn R2 = 1 0 n PI = i o k n C1 = 1 M F / 2 5 V C2= 1 0 M F / 2 5 V

C3= 100 nF C4 = 220 M F / 2 5 V C5= 1 0 M F / 2 5 V

C6 = 47 nF IC1 = LM386N LS = 8 n/1 W Diversen: 1 Elex-print, formaat 1 1 IC-voetje (8-pens DIL)

Maar nu weer terug naar het schema: C2, C3, R4, P1 en R5 bepalen de eigenschap¬ pen van het filter. Experimenteerlustigen kunnen de schakeling ook eens met andere komponentenwaarden in het filter pro¬ beren. De spanningsdeler R6/R7 zorgt voor de gelijkspanningsinstelling van de opamp. Daarmee be¬ doelen we de gelijkspanning aan de uitgang van de op¬ amp (pen 6 van de 741) als geen ingangssignaal aan¬ wezig is. De blokvormige impulsen van de 555 vor¬ men de oorzaak van het "uittrillen" van het filter; zij worden via R3 naarde ingang van het filter ge¬ stuurd. Kondensator C6 heeft ten¬ slotte de taak om alleen tonen door te laten naar de op de schakeling aange¬ sloten versterker. De gelijk¬ spanning aan de uitgang van de opamp, die ongeveer de helft van de voedings¬ spanning is, wordt door C6 geblokkeerd.

Bouwbeschrijving Alle onderdelen voor de schakeling kunnen worden gemonteerd op een stan¬ daard-print van het for¬ maat 1. De komponentenopstelling van figuur 4 laat zien waar de beide IC's, de kondensatoren, de weer¬ standen plus de twee instelpotmetersen niet te vergeten de draadbruggen komen te zitten. Voetjes voor de IC's zijn niet per se nodig. In

tegenstelling tot diverse andere IC's kunnen de 555 en de 741 wel wat hebben, ook met solderen. Let wel op dat de IC's op de goede manier op de print komen: De marke¬ ring bij pen 1 moet bij elk IC naar het Elex-tekentje op de print wijzen. Voor het sturen van een luidsprekertje is nog een versterker nodig die tussen de imitatorschakeling en de luidspreker wordt opge¬ nomen. Uitstekend geschikt hiervoor is de Universele Luidspreker-Eenheid uit het januari-nummer van Elex. Voor degenen die het januari-nummer hebben weggegooid (foei!) geven we hier nog eens de komponentenopstelling en de daarbij behorende onder¬ delenlijst voor dit versterkertje. De twee printjes moeten zodanig in het bootje worden gemonteerd dat er geen water bij kan. Ook de luidspreker houdt het liever droog. Vaste regels voor de opstelling zijn niet te geven, dat is sterk afhankelijk van de grootte en vorm van het bootje. Als alles is ingebouwd kan de schakeling worden inge¬ steld op het gewenste ge¬ luid. Met P1 kan tiet "basis¬ ritme" van het geluid wor¬ den geregeld en met P2 de klank van de tjsoek-tsjoekgeluiden. Dat laatste kan variëren van felle, trommel¬ achtige slagen tot (als de luidspreker groot genoeg is) een dof gestamp.

toerenteller voor n bromfi Wat bij auto's en vooral mo¬ toren al bijna tot de stan¬ daarduitrusting behoort, is bij de meeste bromfietsen jammer genoeg nog lang niet het geval: een toeren¬ teller. Afgezien van het feit dat een toerenteller "sjiek" uitziet, is het erg handig wanneer je, gezien de huidi¬ ge benzineprijzen, brandstofbesparend wil rijden of als je de motor een beetje wil ont¬ zien (dat laatste geldt dan vooral voor de ietwat "ge¬ kietelde" exemplaren). Zeker, de meesten horen het precies wanneer ze moeten overschakelen, maar een toerenteller is toch altijd wat

nauwkeuriger en bovendien veiliger (zij die al met een vastloper hebben kennis ge¬ maakt, zullen dat volmondig kunnen beamen). Wat de technische kant be¬ treft is de schakeling echt niet zo gekompliceerd als het op het eerste gezicht misschien lijkt. Het blokschema in figuur 1 laat zien hoe de toerenteller in princi¬ pe werkt. De voedingsspan¬ ning van de schakeling wordt van het boordnet afgetakt, zodat daarvoor geen aparte voedingsbron hoeft te worden gemaakt. Om te vermijden dat de uitlezing door spanningsvariaties van

het boordnet wordt beïn¬ vloed, is de toerenteller van een stabilisatieschakeling voorzien (blok 1). Met deze gestabiliseerde spanning wordt dan de pulsvormer gevoed. En daarmee zijn we bij het belangrijkste gedeelte van de schakeling aangeko¬ men. De ontsteekpulsen van een brommer zijn namelijk in hun oorspronkelijke vorm niet bruikbaar. Ze moeten dus eerst worden aange¬ past. Deze taak heeft opne¬ mer A in samenwerking met blok B en de daarop volgen¬ de RC-kombinatie. De opnemer is niets anders dan een stuk gewoon koper¬

draad dat om de bougieka¬ bel moet worden gewikkeld. Misschien klinkt het wat vreemd dat de koperdraad om de kabel moet worden gewikkeld, maar op die ma¬ nier ontstaat er een kapacitieve koppeling met de ont¬ steking van de bromfiets. Tussen de koperdraad en de koperen kern van de bougie¬ kabel zit immers de isoleren¬ de buitenmantel, zodat er sprake is van twee geleiders met daar tussen een isolator; een kondensator dus. Bij elke omwenteling van de motor wordt nu een spanninkje aan blok 2 doorgege¬ ven. Achter dit blok bevindt zich een monostabiele multivibrator, die de ontsteekpulsjes omzet in mooie blokgolfjes met konstante puls¬ breedte en amplitude. Via de monoflop (dit is ge¬ woon een andere benaming voor monostabiele multivibrator) gaat deze blokgolf naar de RC-kombinatie. De¬ ze als laagdoorlaatfilter ge¬ schakelde RC-kombinatie maakt van de blokgolf een gelijkspanning. De spanning over de kondensator vormt dus een maat voor het aan¬ tal omwentelingen per mi¬ nuut en het is dan ook deze spanning die aan het uitleesinstrument wordt doorgegeven. Hoe deze uitlezing precies tot stand komt, zien we in figuur 2. Hierin zijn twee pulsdiagrammen getekend voor de punten A, B en C in het blokschema. Bij een laag toerental (2a) registreert de opnemer natuurlijk wei¬ nig pulsjes (A). Dientenge¬ volge staan er op de uit¬ gang van de monoflop ook maar weinig blokjes (B), waardoor de door de laag¬ doorlaatfilter geproduceerde gelijkspanning eveneens laag is. In figuur 2b zien we wat er gebeurt als het "gas wordt opengedraaid"; de opnemer krijgt nu meer pulsjes, waardoor ook de monoflop meer blokjes zal afgeven (B in figuur 2b). Het gevolg hiervan is dat de

0

0

gelijkspanning over de kondensator (C) duidelijk een stuk hoger is.

De voeding

8369EX - 1

De boordspanning van een bromfiets is, zoals wellicht bekend, sterk afhankelijk van het toerental (min. 4 V, max. 10 V). Uiteraard heb¬ ben we het nu over akkuloze typen; bij brommers die van een akku zijn voorzien, is de boordspanning vrijwel konstant, zodat de schake¬ ling rechtstreeks op de akku-klemmen kan worden aangesloten. Voor de "ande¬ re" groep (de akku-loze) moeten de genoemde span ningsvariaties echter op de een of andere manier wor¬ den opgevangen, omdat an¬ ders de aanwijzing van de teller óók mee zou variëren. Er is daarom in de schake¬ ling een spanningsstabilisa¬ tor opgenomen, waarmee

n n n Figuur 1. Het schema van de toerenteller in blokvorm. Blok¬ je 1 verandert de boordspan¬ ning in een konstante voe¬ dingsspanning voor de uitle¬ zing. Het tweede blokje maakt van de ontstekingspulsjes van de bromfiets mooie blokjes met konstante pulsbreedte en amplitude. Deze spanning wordt dan tenslotte door de RC-kombinatie geïntegreerd, zodat de waarde op het uitleesinstrument kan worden afgelezen.

n n n

Figuur 2. Enkele signaalvormen die in de schakeling kunnen optreden. Bij lage toeren (2a) heeft ook de gemiddelde span¬ ning een kleine waarde (C). Stijgt het toerental, dan neemt ook de gemiddelde waarde van de spanning toe (2b). Figuur 3. Deze stabilisatiescha¬ keling houdt variaties van de boordspanning buiten het uitleesgedeelte van de toeren¬ teller.

dit probleem uit de wereld wordt geholpen. Een derge¬ lijke stabilisering kan vrij eenvoudig worden gereali¬ seerd met een voorschakelweerstand, een zenerdiode en een kondensator (R9, D2 en C4 in figuur 3). De voorschakelweerstand heeft al¬ leen maar tot taak de stroom door de zenerdiode tot een toelaatbare waarde te begrenzen. Over de zener zelf staat de gestabiliseerde spanning. De parallel aan D2 geschakelde kondensator fungeert als een soort afvlak-elko. (Een zenerdiode laat namelijk altijd wat span¬ ningsvariaties door die dan door de kondensator wor¬ den "opgevangen".)

De monoflop nader bekeken In rusttoestand is de uit¬ gangsspanning van de mo¬ noflop (figuur 4) vrijwel nul volt. Via R6 vloeit namelijk een basisstroom naar T2 die daardoor natuurlijk geleidt. Transistor T1 is daarentegen gesperd, omdat de basis van deze tor via R4 op de (spanningsloze) uitgang is aangesloten. De basisspan¬ ning van T1 is (met behulp van R1 en T3) zo ingesteld, dat deze al bij een kleine positieve puls gaat geleiden. Dat moet ook wel, want de amplitude van de door de opnemer opgepikte pulsjes bedraagt slechts 50 mV. De¬ ze pulsjes gaan via C1 en R2 naar de basis van T l , waardoor de monoflop wordt getriggerd: de schake¬ ling klapt om van rust- naar werktoestand. In deze situa¬ tie is T1 geleidend en T2 gesperd; de uitgang van de monoflop is nu hoog. Na een bepaalde tijd klapt de schakeling automatisch weer om, zodat de uitgang weer nul (laag) is. Dit blijft zo tot¬ dat een volgende puls de monoflop opnieuw triggert. Hoe lang het duurt voordat de uitgang weer omklapt, is afhankelijk van de waarde van C2 en R6. Zodra T1 na-

melijk in geleiding gaat, wordt kondensator C2 gela¬ den. De laadstroom van de¬ ze kondensator gaat via weerstand R6. Het is dus begrijpelijk dat de "snel¬ heid" waarmee de konden¬ sator wordt geladen, af¬ hangt van de kapaciteit en de waarde van de weerstand R6. Als dan de spanning over de kondensator tot 0,6 V is gestegen, gaat T2 geleiden, waardoor T1 spert. De pulsduur op de uitgang is hiermee dus precies vast¬ gelegd. Het zal wel duidelijk zijn dat hierbij de monofloptijd (= omklaptijd) altijd kor¬ ter moet zijn dan de perio¬ deduur van de snelste ontsteekpuls. Met andere woor¬ den, de monoflop moet om¬ geklapt zijn voordat de vol¬ gende ontsteekpuls zich aandient. Begrijpelijk, want zou het te lang duren voor¬ dat de schakeling weer om¬ klapt, dan gingen natuurlijk pulsjes verloren. Als de mo¬ noflop namelijk eenmaal is getriggerd, hebben de ontsteekpulsjes geen invloed meer op de uitgang. De zenerdiode D1 heeft tot taak de uitgangsamplitude van de monoflop te stabili¬ seren en te begrenzen, zo¬ dat de uitlezing volkomen onafhankelijk is van boordspanningsvariaties.

men. Als er nu een blok¬ golfje op de ingang staat, wordt C4 via P1 en R8 lang¬ zaam geladen. Ook het ont¬ laden gaat langzaam (uiter¬ aard gebeurt dat tussen twee pulsen in) zodat het spanningsverloop over deze C niet meer recht en hoekig is, maar de vorm heeft van een haaietand (zie ook fi¬ guur 5). Allemaal prachtig natuurlijk, maar we hadden toch een gelijkspanning voor het uitleesinstrument nodig? De spanningsvorm die er nu staat kan met de beste wil van de wereld geen mooie gelijkspanning worden ge¬ noemd. In de praktijk ge¬ beurt er echter nog iets: de kondensator ontlaadt zich zoals gezegd nogal lang¬ zaam. Daardoor staat er al een nieuwe puls op de in¬ gang nog voordat de kon¬ densator helemaal is ontla¬ den. De spanning die door deze puls wordt geleverd, voegt zich bij de restspanning van de vorige puls waardoor het uiteindelijke resultaat een mooie rechte gelijkspanning is. Nou ja, bijna recht dan: de kleine rimpelspanning die mis¬ schien nog is overgebleven heeft op de uitlezing totaal geen invloed, zodat we er ons verder ook niet druk over gaan maken!

Het uitgangstrapje

De komplete schakeling...

Hier komt meteen een pro¬ bleem om de hoek kijken: De door de monoflop gele¬ verde blokspanning kan voor het sturen van een draaispoelmeter niet zonder meer worden gebruikt. Uit het blokgolfje moet daarom eerst een gelijkspanning worden gemaakt waarvan het nivo overeenkomt met de gemiddelde waarde van de blokspanning. Die taak heeft de RC-kombinatie die in figuur 5 is getekend. Dit laagdoorlaatfilter zorgt er¬ voor dat met name de steile flanken van de blokgolven niet op het draaispoelmetertje terecht kunnen ko¬

.. .is in figuur 6 getekend. Veel valt er niet meer te ver¬ tellen, omdat het grootste gedeelte al aan de hand van de twee deelschakelingen is verklaard. Opgemerkt kan nog worden dat de opnemer (A) bestaat uit tien windin¬ gen koperdraad, strak om de bougiekabel gewikkeld. Het beste kan men hiervoor een stukje geïsoleerd instal¬ latiedraad (1,5 mm2) gebrui¬ ken, waarvan slechts één uiteinde met de schakeling is verbonden. Het andere uiteinde blijft dus "zwe¬ vend" (= niet aangesloten). Kondensator C1 zorgt ervoor

O

dat de monoflop alleen op de flanken van de ontsteekpulsen reageert. Voordeel hiervan is dat de schakeling niet door spanningsnivo's kan worden getriggerd, het¬ geen natuurlijk ten goede komt aan de nauwkeurig¬ heid van de teller. Met behulp van P1 kan de schakeling worden afgere¬ geld, maar daarover later meer. Per slot van rekening moet een schakeling eerst worden gebouwd voordat je ook maar iets kunt afrege¬ len. Het nu volgende stukje beschrijft dan ook hoe de toerenteller moet worden opgebouw, waarna de afregelprocedure volgt.

Opbouw De elektronica van de toe¬ renteller past op een standaard-Elexprint van 40 x 100 mm. De kompo-

Figuur 4. De monoflop. Elke positieve ingangspuls triggert deze monoflop, waardoor er op de uitgang een blokgolfje ontstaat. Figuur 5. De als laagdoorlaat¬ filter geschakelde RC-kombi¬ natie maakt uit het blokgolfje een gelijkspanning die door het instrument uitgelezen wordt.

Figuur 6. De komplete schake¬ ling van de toerenteller. Figuur 7. De komponentenopstelling van de schakeling.

nentenopstelling is in fi¬ guur 7 getekend, zodat er eigenlijk niets fout kan gaan. De foto (8) van de kant-en-klare print maakt het beeld kompleet. Het eni¬ ge waarop men tijdens de opbouw dient te letten is dat de diverse polariteitsgevoelige komponenten niet verkeerd om op de print worden gesoldeerd. Met na¬ me zijn dat de twee eiko's (C3 en C7) en de twee zenerdioden D1 en D2 (de kathodekant wordt zowel bij zenerdioden als bij gewone dioden door een ring op één van de uiteinden van de be¬ huizing aangegeven). Als dan de schakeling hele¬ maal is opgebouwd, kan met de eerste test worden begonnen. Dat kan overi¬ gens gewoon op de werk¬ bank worden gedaan, om¬ dat de opnemer nog niet hoeft te worden aangeslo¬ ten. Als voedingsspanning tijdens deze test gebruiken we een 9 V-batterijtje. Van¬ wege de relatief hoge stroomopname (zo'n 55 mA) is het echter raadzaam om hiervoor een nieuwe batterij te gebruiken. Goed. Er staat nu niets meer in de weg om met de test te beginnen. In het

schema (figuur 6) zijn 6 meetpunten gegeven. Met een voltmeter moeten de spanningen op deze punten worden gemeten, waarna ze met de spanningswaarden in het hierna volgende tabelle¬ tje worden vergeleken. De gemeten waarden mogen hierbij maximaal 10% afwijken. meetpunt 1 2 3 4 5 6

spanningswaarde (V) 0,6 0,6 2,5 0,6 0,1 3,3

Klopt alles zo'n beetje? Mooi, dan kan nu met het afregelen worden begonnen.

De afregeling Het afregelen, of beter ge¬ zegd, het ijken van de toerenteller gebeurt met behulp van P1 en een ijkbron waar¬ van de frekwentie bekend is. Als ijkbron is een doodge¬ woon stopkontakt heel goed bruikbaar. De netfrekwentie ligt immers vast en boven¬ dien "hangt" er in praktisch elke kamer wel een aan de muur. Natuurlijk is het niet de bedoeling dat de schake¬

ling rechtstreeks met het net wordt verbonden. De span¬ ning moet dus eerst tot een veilige waarde van 3 . . . 12 V worden terugge¬ bracht. Voor dit doel is een beltrafo heel goed geschikt. Ook moet de 50 Hzfrekwentie van het net in 100 Hz worden veranderd. Deze taak heeft de brugcel die in figuur 9 is getekend. Maar waarom eigenlijk 100 Hz, met 50 Hz zou het toch ook gaan? Jawel, maar het rekenen gaat op deze manier een stuk gemakkelij¬ ker! 100 Hz komt namelijk precies overeen met een toerental van 6000 RPM (revolutions per minute, ofte¬ wel omwentelingen per minuut). Om de toerenteller te ijken moet de schakeling uit fi¬ guur 9 op punt A worden aangesloten. Als we uitgaan van een volle meteruitslag bij 10.000 RPM, moet P1 zo worden ingesteld dat een 100 /iA-meter 60 juA aan¬ geeft en een 500 /uA-meter 300 ^A. De meter zal nu in beide gevallen 6000 toeren aanwijzen. Blijft nog een vraag open: Hoe kunnen 4 dioden een bepaalde frekwentie verdub¬ belen? Wel, de brugcel die

Onderdelenlijst toerenteller (fig. 6) R1 = 2,2 kQ R2 = 39 kQ R3 = 12 kQ R4 = 100 kS R5.R8 = 1 kQ R6 = 27 kQ R7 = 330 « R9 = 100 S/1 W PI = 25 kQ, instelpotmeter C1 = 1 nF C2 = 220 nfC3 = 470 /JF/6 V C4 = 10 nF/6 V D1 = 2,7 V/400 mW (zenerdiodel

T1.T2J3 = BC 549C diversen: 1 Elex-print formaat 1 1 draaispoelinstrument (ampèremeter 100 ^A of 500 jiA) printpennen 1,2 mm 0

x I N) W

Onderdelenlijst hulpschakeling (fig. 10)

R1 = R2 = R3 = R4 = C1 = C2 = IC1 =

150 kQ 4,7 kQ 15 kQ 1 kS 100 nF 10 nF 555 (timer)

diversen: 1 standaardprint 4 printpennen 1,2 mm j

0

Figuur 8. De kant-en-klare toerenteller.

100HZ

Dl ... D4 = 1N4148 Tr = 220V/3V...12V /IA

83696X 9

Figuur 9. Als hulpschakeling voor het afregelen is een ge¬ wone beltrafo heel goed bruik¬ baar. De sekundaire wisselspanning wordt met behulp van 4 dioden in een pulserende gelijkspanning van 100 Hz omgezet. Figuur 10. De astabiele multivibrator produceert een fre¬ kwentie van 100 Hz, wat over¬ eenkomt met 6000 toeren per minuut. Deze hulpschakeling kan dan ook i.p.v. een trafo voor het afregelen van de toe¬ renteller worden gebruikt. Figuur 11, De in figuur 10 gete¬ kende hulpschakeling past pre¬ cies op een halve standaardprint.

o

83696X • 10

in figuur 9 is getekend, ver¬ dubbelt de frekwentie door de onderste helft van een periode "om te klappen" naar de positieve helft. Omdat een periode van de netfrekwentie bestaat uit 50 halve sinussen aan de posi¬ tieve kant en hetzelfde aan¬ tal aan de negatieve kant.

staan er aan de "uitgang" van de brugcel 100 halve si¬ nussen, 100 Hz dus. De spanningsdeler R1/R2 verlaagt de sekundaire span¬ ning nogmaals, zodat er uit¬ eindelijk nog maar zo'n 90 tot 350 mV van de oorspron¬ kelijke 220 V is overgeble¬ ven.

De schakeling uit figuur 10 kan in plaats van de trafo voor het ijken van de teller worden gebruikt. Hier wordt de 100 Hz-spanning door middel van een timerIC (555) opgewekt. De weerstanden R1, R2 en de kondensator C1 zijn hierbij de frekwentiebepalende

komponenten. Het is dus belangrijk dat deze onderde¬ len zo weinig mogelijk van de opgegeven waarde afwij¬ ken. Gebruik daarom voor de weerstanden 1%-typen. Ook voor deze ijkbron moet een verse 9 V-batterij als voeding worden gebruikt.

gevoelige opto-coupler Een opto-coupler is een IC dat een LED en een fototransis¬ tor bevat. Als men een stroom door de LED laat lopen, dan zal de transistor in het IC gaan geleiden. Dergelijke "optisch gekoppelde schakelaars", zoals we ze in het Nederlands zouden kunnen noemen, worden veel gebruikt als we twee schakelingen met elkaar willen koppelen die elektrisch gescheiden moeten blijven.

Door een veelvoud van kombinatiemogelijkheden zijn deze sub-miniatuurschakelaars in alle bereiken van de elektronika toepasbaar. Augat G.m.b.H., Westenstrasse 272, 8000 München 21, West-Duitsland (X092 M)

schakelklok met vaste ruiters

De Amerikaanse firma Motorola heeft nu een nieuwe opto-coupler op de markt gebracht die slechts een ingangsstroom nodig heeft van 1 mA. Gewoonlijk heeft de LED in een opto-coupler een stroom nodig van zo'n 10 mA om de fototransistor in geleiding te brengen. Het IC met typenummer MOC8100 bevat een gallium-arsenide-LED en een gevoelige silicium-fototransistor. Het geheel is ondergebracht in een 6-pens behuizing. Motorola B. V., Maarssenbroeksedijk 37, 3606 AG Maarssen

Grasslin, een vooraanstaande fabrikant van schakelklokken, heeft een nieuwe huishoudschakelklok met vaste ruiters (instelknopjes) uitgebracht. De zogenaamde sta-profi is een stekkerschakel klok die 16 A kan schakelen. Ze heeft een dagprogramma met een kortste schakeltijd van 15 minuten, waarbij de instelnauwkeurigheid eveneens een kwartier bedraagt.

(X089 M)

sub-miniatuurschakelaars 40% kleiner dan gangbare miniatuurschakelaars is de subminiatuurschakelaarserie " T T " van ALCO. De tot de AUGAT-groep behorende firma produceert tuimelschakelaars in 1-, 2-, 3- en 4-polige uitvoering, met een keuze uit negen verschillende tuimelaars, waarvan een deel vergrendelbaar. De schakelaars zijn uitgevoerd met print-, wire-wrap- (óók rechthoekige stift) of soldeer-aansluiting. Leverbaar zijn ook tuimelschakelaars met ingebouwde LED, schakelaars geschikt voor golftinbad, schakelaars in spuitwaterdichte en in waterdichte uitvoering. Een grote sortering sub-miniatuur-drukknop- en schuifschakelaars vult het ALCO-programma aan. Ook hier be¬ staat de keuze uit de diverse aansluitmogelijkheden. De drukknoppen c.q. schuifjes zijn in diverse kleuren lever¬ baar. Alle schakelaars zijn voorzien van vergulde kontakten. De levensduur bedraagt 100.000 schakelingen.

Er is ook een versie leverbaar met een weekprogramma, met een kortste schakeltijd van 2 uur. Bij beide uitvoeringen is een handschakelaar standaard op de klok aanwezig. Sanders-Birnie B. V., Postbus 617, 7500 AS Enschede (X090 M)

X

I

• • • "

;

het von va n -*¥

de

f

deurbel

Zou u iemand geloven die beweerde dat hij met een doodgewone deurbel-trafo waaraan geen wijzigingen zijn aangebracht, 200 volt zou kunnen opwekken? Waarschijnlijk niet, maar het kan wel! Hoe? Dat proberen we in dit artikel te verkla¬ ren. Waarom? Omdat het een heleboel inzicht geeft in dingeti die we tot nu toe als vanzelfsprekend aan¬ vaarden. Benodigdheden: 1 deurbel 1 4,5 V platte batterij 1 siliciumdiode van het type 1N4007 1 kondensator van 0,22 /^F/400 V Voor het testen: een universeelmeter of een neonlampje. (Zowel de diode als de kondensator zijn speciale typen, bestand tegen hoge spanningen.)

Figuur 1 toont de schake¬ ling (nou ja, schakeling . . .). Veel heeft het niet om het lijf, maar voor ons doel heb¬ ben we ook niet meer nodig. De bel wordt op de 4,5 Vbatterij aangesloten, waarna de in serie geschakelde kon¬ densator en diode parallel aan de spoel komen te staan. Zoals uit het schemaatje blijkt, is de diode in sperrichting geschakeld, zodat de batterijstroom niet door de diode kan lopen. Onze "proefopstelling" is hiermee klaar, zodat we met de eerste metingen kunnen beginnen. Neem een voltmeter en zet die in het 500 V-bereik. Sluit hem ver¬ volgens aan over de konden¬ sator en zie daar, de meter wijst ongeveer 200 V aan! (In plaats van een meter kan natuurlijk ook een neon¬ lampje worden gebruikt omdat dergelijke lampjes

minimaal 80 V nodig heb¬ ben voordat ze oplichten.) In ieder geval hebben we nu bewezen dat het mogelijk is om met een doodgewone deurbel, relatief hoge spanningen op te wekken. Natuurlijk is nu de vraag hoe het eigenlijk tot der¬ gelijke spanningen kan komen. Ook is het mis¬ schien wel interessant om te weten of het met die hoge spanningen niet " l i n k " is dat alles zo open en bloot ligt. Wel, om met de laatste vraag te beginnen: nee. De spanning is namelijk niet stabiel, zodat het aanraken van een kontakt hoogstens een "schokkende", maar verder ongevaarlijke erva¬ ring is. Maar nu de "hamvraag": wat gebeurt er in de schake¬ ling? We gaan er van uit dat de deurbel in rusttoestand verkeert. De batterij en het

spoeltje zijn dan door het klepelkontakt met elkaar verbonden. Omdat er nu een stroom door het spoeltje vloeit, ontstaat er, met name in het metalen beugeltje van de spoel, een magne¬ tisch veld waardoor de klepel wordt aangetrokken. De stroom uit de batterij wordt dus omgezet in mag¬ netische energie. Wanneer de klepel wordt aangetrok¬ ken, wordt een deel van deze energie weer omgezet in geluid. De rest blijft echter als magnetisme in het metaal achter. Omdat nu het klepelkontakt open staat, kan deze rest-energie ook niet als stroom weg¬ vloeien. Maar zowel de spoel als het metalen beugeltje kunnen deze energie niet vasthouden, zodat er toch een uitweg moet worden gevonden. Deze uitweg be¬ staat uit het "forceren" van

een stroom: de spanning over het spoeltje stijgt steeds verder, totdat er een vonkje van het ene kontakt naar het andere kan over¬ springen. Dit vonkje, wat dus eigenlijk niets anders is dan stroom door de lucht, verbruikt alle energie die nog in het beugeltje was opgeslagen. De nuchtere elektronicus beschrijft het hele proces in slechts een enkele zin: het verdwijnende magnetisch veld induceert een span¬ ningspiek in het spoeltje. Normaal wordt deze energie dus nutteloos verspild, erger nog, het vonkje stoort be¬ hoorlijk op de radio. Met onze schakeling slaan we de energie van het vonkje op in een kondensator. De diode verhindert alleen maar dat er stroom uit de batterij in de kondensator kan vloeien. Omdat de energie het

spoeltje in de vorm van een hoge spanningspiek verlaat, is natuurlijk ook de span¬ ning die op de kondensator terecht komt tamelijk hoog. Anderzijds is de hoeveelheid energie (= vermogen x tijd) zo klein, dat er nauwelijks een apparaat mee gevoed zou kunnen worden. Halen we nu de kondensator uit de schakeling en verbin¬ den we de katode van de diode met de plus van de batterij, dan krijgen we het schakelingetje dat in figuur 2 is getekend. De diode laat de batterijstroom niet door, maar is voor tegengesteld gepoolde spanningspieken doorlatend. Met andere woorden, het spannings¬ piekje is nu kortgesloten. De bel is hiermee ontstoord en ook de kontakten heb¬ ben nu veel minder te lijden, wat natuurlijk ten goede komt aan de levensduur

ervan. Uiteraard kunnen we ons nu afvragen waar die energie in dit geval blijft. Het antwoord daarop is eenvoudig: de energie wordt door de draadweerstand van de spoel omgezet in warmte. Helaas werkt de hele zaak alleen maar bij een gelijkstroombel. Helaas, omdat bijna overal wisselstroom¬ bellen worden gebruikt. Dit probleem kan echter eenvoudig worden opgelost wanneer we van een bruggelijkrichter gebruik maken. Deze moet dan öf achter de beltrafo öf voor de bel wor¬ den geplaatst. In de elektronica zie je heel vaak dat parallel aan een spoeltje een diode is aange¬ bracht. Deze diode heeft een belangrijke taak en wordt de "vrijloopdiode" genoemd. Wat deze diode precies doet, kunnen we

Figuur 1. Slechts twee komponenten zijn er nodig om met een doodgewone deurbel, waar¬ aan geen wijzigingen zijn aange¬ bracht, zo'n 200 V op te wek¬ ken. Figuur 2. Oe diode dient voor het ontstoren van de bel. De uitschakelpieken worden door deze diode kortgesloten, zodat er geen vonken meer kunnen overspringen.

x I

-H

Figuur 3. De schakeltransistor T moet beschermd worden tegen de hoge spanningspieken die bij het afvallen van het relais ontstaan. Deze taak heeft de vrijloopdiode die parallel aan het relais wordt geschakeld.

Figuur 4. Een konventionele auto-ontsteking. Wanneer het onderbrekerkontakt open gaat, ontstaat er aan de uiteinden van de bobine een spannings¬ piek die door de verdeler naar de juiste bougie wordt doorge¬ geven.

het beste aan de hand van figuur 3 uitleggen. Wordt een relais zoals in het schema, door een transistor gestuurd (een relais is in feite niets anders dan een spoeltje dat een kontakt inof uitschakelt), dan is een vrijloopdiode zelfs een "must". Dit omdat de spanningspieken die bij het uitschakelen ontstaan, de transistor in kwestie ogen¬ blikkelijk om zeep zouden helpen. De vrijloopdiode

kontakslo

i

83741X-4

sluit echter, precies zoals het bij onze deurbel ge¬ beurt, de hele zaak kort, waardoor er geen vonkvorming meer is die schade zou kunnen aanrichten.

Hoogspanningsopwekking We weten nu dat wanneer de voedingsspanning van een spoeltje onderbroken wordt, dat een grote uitschakelspanning tot gevolg heeft. Het ligt voor de hand dat dit effekt overal gebruikt kan worden waar men hoge spanningen nodig heeft. Een wijdverbreid voorbeeld is de auto-ontsteking (figuur 4). Door een nokkenasje in de verdeler wordt het onderbrekerkontakt precies in het juiste ritme gescha¬ keld. Zodra in één van de cilinders ontsteking plaats moet vinden, gaat het onderbrekerkontakt open waardoor op de uiteinden van de ontsteekspoel (bo¬ bine) de bekende uitschakelpiek ontstaat. Omdat deze spoel niet alleen de spanning kan leveren die nodig is bij meerdere bougie's (enkele tienduizenden volt), is onder deze spoel nog een tweede spoel met aanzien¬ lijk meer windingen gewik¬ keld. Alles onder het motto: hoe meer windingen, hoe meer spanning. We kunnen dus rustig stellen dat een bobine eigenlijk geen spoel is, maar een transformator. De verdeler zorgt er dan tenslotte voor dat de span¬ ningspiek bij de juiste bougie terecht komt. De kondensator parallel aan het onderbrekerkontakt ver¬ hindert dat het vonkje al bij het onderbrekerkontakt overspringt en niet, zoals het de bedoeling is, bij de bougie.

0

Computerboeken 1984. Steeds meer mensen raken in de ban van de fascinerende mogelijkheden van een huiscomputer. Maar wat is een computer zonder software? Op z'n hoogst een interessant ogende buro-versiering, meer niet. Het is dan ook niet zo verwonderlijk dat de markt overspoeld wordt met boekwerkjes die op de één of andere manier betrekking hebben op de huiscomputer: boekjes vol met allerlei programma's, boeken waarin uitgebreid wordt ingegaan op de speciale eigenschappen (en eigenaardigheden) van een bepaald merk of type computer en natuurlijk niet te vergeten de talrijke boekwerken over de absolute koploper onder de programmeertalen: BASIC. Het beheersen van minstens één hogere programmeertaal is namelijk een "must" als je je computer "echt" wilt gebruiken. BASIC is niet zonder reden de meest gebruikte programmeertaal: ze is bijzonder eenvoudig van opzet en iedereen kan het leren. Oók wanneer men totaal geen technische kennis heeft. In onze boekenmarkt van deze maand stellen we daarom drie boekwerkjes voor die met name voor de beginnende computer-hobbyist erg interessant kunnen zijn. "Je eerste BASIC-programma" van Rodnay Zaks is, de titel zegt het al, speciaal voor de BASIC-gebruikers geschreven. Op een heldere en overzichtelijke wijze tracht de auteur de lezer de hoofdzaken van BASIC in korte tijd bij te brengen. Uiteraard zonder dat ook maar enige technische kennis is vereist. Na een paar dagen is men zelfs in staat om zélf een programma te schrijven. Kortom, het boek van de uitgeverij SYBEX is aan te bevelen aan iedereen tussen de 8 en 88 die snel en gemakkelijk BASIC wil leren (prijs f 35,-). Voor liefhebbers van kant-en-klare BASIC-programma's kunnen we het boek "BASIC-programma's voor het hele gezin" (uitgegeven door Kluwer) aanraden. Zoals de titel al zegt, staat dit boekwerkje boordevol met programma's voor het hele gezin: edukatieve programma's voor kinderen die nog niet op de basisschool zitten, spelletjes voor de iets oudere jeugd en enkele algemene programma's voor de huisvrouw (huishoudboekje, hypotheekvergelijking etc). De auteur, Max Voorburg, maakte het boek met als doel de gebruiker van microcomputers een aantal leuke, maar ook nuttige programma's in handen te geven. De programma's zijn geschreven in standaard-BASIC, zodat deze op 95% van alle computers met een BASIC-interpreter of -compiler kunnen draaien. Doordat er echter verschillende systemen op de markt zijn die allemaal een eigen BASIC-'dialekt" hebben, is het soms noodzakelijk dat de programma's hier en daar moeten worden aangepast. Ook hieraan heeft de auteur gedacht: achter in het boek is een uitgebreide appendix opgenomen met vrijwel alle BASIC-statements en -funkties met hun ekwivalenten voor andere machines. Bovendien worden een paar veel voorkomende probleempjes besproken met daarbij een oplossing of aanwijzing. Het geschikt maken van de programma's uit het boek voor een bepaalde computer, is hiermee een fluitje van een cent (prijs f 26,-). Het derde en laatste computerboek is voornamelijk bedoeld voor bezitters van de Sinclair ZX81 in basisuitvoering (dus met een standaard geheugenkapaciteit van 1 K) die een

beetje zijn uitgekeken op de beperktheid van het geheugen en van plan zijn een 16 K-uitbreidingsunit en misschien zelfs een printer aan te schaffen. De bedoeling van het boek is om de bezitters van deze computer de juiste stijl van programmeren van grotere programma's aan te leren en ze vertrouwd te maken met de kapacteiten van een 16 Kuitbreiding en de ZX-printer. De titel van het boekwerkje van De Muiderkring luidt dan ook heel toepasselijk "ZX 8 1 , 16 K leren programmeren" (prijs f 19,50). SYBEX, distributeur voor Neder/and: E.B.S., Flevolaan 36-38, 7380 AC Weesp. K/uwer Technische Boeken, Postbus 23, 7400 GA Deventer. De Muiderkring, Postbus 10, 1400 AA Bussem.

o X i

magneet-fotogrammen Magneten zijn en blijven boeiende dingen. Dat komt waarschijnlijk omdat magne¬ tische kracht, hoewel duide¬ lijk voelbaar, op geen enkele manier zichtbaar is en daar¬ door altijd een beetje ma¬ gisch aandoet. Met een klein truukje is het echter wel mogelijk om de aanwe¬ zigheid van een magnetisch veld zichtbaar te maken. Hoe? Heel eenvoudig: Een blad papier waaronder een of meer magneten liggen, bestrooien we met ijzervijlsel. De ijzerdeeltjes rang¬ schikken zich dan langs de veldlijnen en laten het mag¬ netisch veld zien. Let er wel op dat het ijzervijlsel mooi gelijkmatig over het papier wordt verdeeld. Aangezien ijzervijlsel niet meer zoals vroeger in de winkel wordt verkocht, zit er niets anders op dan het zelf te maken.

Lichtgevoelig fotopapier moet in het donker worden verwerkt. Voor bepaald rood en geel-groen licht is het papier echter onge¬ voelig. De werktafel wordt daar¬ om met een speciale doka¬ gloeilamp verlicht. De belichting van het fotopapier gebeurt met een gewone, witte gloeilamp (maximaal 25 W). Omdat deze lamp steeds maar heel kort inge¬ schakeld wordt, is het verstandig een schakelaar in het snoer op te nemen. Voor de eerste pogingen kan het beste glanzend, hard fo¬ topapier van 9 x 13 cm worden gebruikt ("hard" betekent: hoog kontrast). Vóór het belichten (glanzende kant naar boven) wor¬ den er één of meer magneten onder gelegd. Het papier wordt nu met ijzervijlsel bestrooid en vervolgens wordt de witte gloei¬ lamp ongeveer 2 tot 4 sekonden lang ingeschakeld. Hierna worden de ijzerdeeltjes voorzichtig van het papier geklopt en er kan met het ontwikkelen begonnen wor¬ den. Daarvoor zijn drie baden no¬ dig. Het handigste is om tamelijk

Maar met behulp van een goede vijl en bijvoorbeeld een spijker is dat geen probleem. Dat de veldlijn-patronen van een magneet niet alleen uit natuurkundig, maar ook uit fotografisch oogpunt beke¬

ken, heel interessant kun¬ nen zijn, tonen de foto¬ grammen van figuur 1 t/m 7. Zo wordt een fotogram gemaakt: De ijzerdeeltjes worden gelijkmatig over een stukje fotopapier verdeeld, waarna het papier belicht

vlakke schalen te gebruiken (geen serviesgoed!). Het eerste bad, de ontwikkelaar, zorgt voor het zicht¬ baar maken van het beeld. Na een paar sekonden zijn de eerste zwarte plekken al te zien. De to¬ tale ontwikkeltijd is ongeveer 1 a 2 minuten. Het stop- of onderbrekingsbad bevat niets meer dan water met een scheut azijn. Het onderbreekt het ontwikkelingspro¬ ces en verwijdert de laatste resten ontwikkelaar. Het fixeerbad is het derde bad. Dankzij de fixeer verliest het fotopapier zijn lichtgevoeligheid. Na één minuut is het papier al ongevoelig en na nog twee tot vier minuten is het helemaal uitgefixeerd. De foto's kunnen nu met stromend water afgespoeld worden. Vervolgens worden ze op krantenpapier te drogen gelegd (voorkant naar boven).

alle baden moet het papier konstant in beweging blijven. Hiervoor gebruiken we drie scho¬ ne plastic wasknijpers. Voorzich¬ tig! In het ontwikkelbad mag geen druppel azijnwater of fixeer terechtkomen, omdat de ontwik¬ kelaar anders niet meer werkt. Blijkt tijdens het ontwikkelen dat de foto's te donker of te licht worden, dan moet de belich¬ tingstijd worden aangepast. In het eerste geval zal de belich¬ tingstijd korter moeten worden en in het tweede geval langer. Het beste is eerst met kleine stukjes papier uit te proberen hoelang de belichtingstijd moet zijn. De beide chemikaliën, ontwikkelaar (bijv. Tetenal Eukobrom) en fixeer (bijv. Tetenal Express-fixeer), worden in gekoncentreerde vorm (vloeistof en/of poeder) in elke fotozaak verkocht. Dat geldt ook voor fo¬ topapier (bijv. Agfa Brovira) en een rode doka-gloeilamp. De che¬ mikaliën dienen in een bepaalde hoeveelheid water te worden op¬ gelost. Bovendien moet het water een temperatuur van 18 tot 20°C

Zolang het papier lichtgevoelig is (eerste minuut tijdens het fixe¬ ren), mag er geen wit licht op de foto vallen. De foto wordt dan ook met de voorkant naar bene¬ den in het fixeerbad gelegd. In

en ontwikkeld wordt. Na¬ tuurlijk gebeurt dit allemaal in een donkere kamer. De lichtgekleurde plekjes in het fotogram zijn de schaduwen van de ijzerdeeltjes. Bij een goede belichting is de rest van het papier zwart. Voor de belichting is een vergroter het beste. Nemen we met iets minder scherp¬ te genoegen, dan kan ook een gewone 25 W gloei¬ lamp worden gebruikt die daarvoor ongeveer 1 meter boven het papier wordt ge¬ hangen. Het beste is "hard" fotopapier (grada¬ tie 4) te gebruiken en de belichting aan de krappe kant te houden. Amateur¬ fotografen met wat doka¬ ervaring zullen nauwelijks nog verdere uitleg nodig hebben. De handleiding (hieronder) is dan ook be¬ doeld voor degenen die nog niet zo ver gevorderd zijn.

hebben. De ontwikkelaar is ook in een gesloten fles maar beperkt houdbaar (ongeveer twee tot drie maanden).

Figuur 1. Het magnetisch veld van een hoefijzermagneet.

o

Figuur 2. Een elektromagneet uit een deurbel heeft ongeveer hetzelfde magnetische veld als een hoefijzermagneet.

Figuur 3. Het veld tussen twee korrektiemagneten van een oude televisie. Korrektie¬ magneten bevinden zich op de hals van een beeldbuis.

Figuur 4. Vier korrektiemagne¬ ten. De veldlijnen verbinden niet alleen de magneten met elkaar, maar ook de noord- en zuidpool van elke magneet afzonderlijk.

Figuur 5. Als stralen verlaten de veldlijnen de pool van de staande hoefijzermagneet.

Figuur 6. Een ijzeren ring ver¬ bindt de noordpolen van drie staande staafmagneten. De lij¬ nen wijzen in alle richtingen (in werkelijkheid zijn ze naar beneden gebogen).

x I Figuur 7. Het magnetisch veld van een spoel. Ondanks dat er een stroom van 3A door de spoel loopt, zijn de veldlijnen nauwelijks te zien.

tijdschakelaar voor elektro-vliegtuigen De laatste jaren is het zoge¬ naamde elektrovliegen be¬ hoorlijk in populariteit gestegen. We hebben het hier over het vliegen met door elektromotoren aange¬ dreven modelvliegtuigen. Waarom dit soort vliegtui¬ gen terrein (of eigenlijk luchtruim) winnen is niet zo moeilijk te raden: elektro¬ motoren zijn erg stil, zeker in vergelijking met blèrende brandstofmotoren. Motorla¬ waai (geluidshinder) is meestal de reden dat er op bepaalde veldjes niet of slechts beperkt gevlogen mag worden. En nog een voordeel van elektromotoren is dat ze geen startkapsones vertonen. Vooral beginnen¬ de modelbouwers hebben moeite om een gloeiplugmotor aan de praat te krij¬ gen. En vette handen plus

een vet vliegtuig levert dat ook altijd op. Bij elektrovliegen wordt de motor meestal alleen ge¬ bruikt om een bepaalde hoogte te bereiken. Als die vlieghoogte eenmaal bereikt is kan de motor uitgescha¬ keld worden. Het model¬ vliegtuig gaat over in glij¬ vlucht om na enige tijd (ho¬ pelijk) veilig te landen. Het uitschakelen van de motor kan op verschillende manieren gebeuren. Aller¬ eerst kun je gewoon wach¬ ten tot de akku's leeg zijn, maar dat is de beste manier om ze om zeep te helpen. Niet doen dus. De tweede mogelijkheid, die je in prak¬ tijk het vaakst ziet, is een schuifschakelaar die door een servo van de afstands¬ besturing wordt bediend. Daarvoor heb je dus wel

een (dure) extra servo no¬ dig. Om die servo uit te sparen kun je ook recht¬ streeks op de ontvanger een elektronische schakelaar aansluiten. Deze schakelt de motor met behulp van een relais in en uit. Hoe dan ook, er is bij deze metho¬ den een kanaal van de radiobesturing nodig. Het kan ook anders. Vlak voor de start wordt een tijd¬ schakelaar geaktiveerd die, afhankelijk van de instelling, de motor na 10 . . . 100 sekonden uitschakelt. Zo wordt een kanaal uit¬ gespaard. Maar het is ook mogelijk om deze schake¬ ling te gebruiken in een mo¬ del dat bedoeld is voor de vrije vlucht. Dat scheelt de aanschaf van een radio¬ besturing, en vrije vlucht vliegen heeft ook zijn beko¬

ring. Er zijn zelfs lieden die dit beschouwen als de hoogste tak van het modelvliegen omdat er extra eisen aan het model gesteld wor¬ den wat betreft stabiliteit en vlieggedrag.

De schakeling Wat doet een tijdschakelaar nu precies? Eigenlijk is het niets anders dan een scha¬ kelaar die dicht gaat zodra daar het "bevel" voor gege¬ ven wordt. Na een bepaalde instelbare tijd gaat de scha¬ kelaar automatisch weer open. Het zou mogelijk zijn om een mechanische tijd¬ schakelaar te maken, maar dat is erg gekompliceerd en daarom ook duur. Gelukkig biedt de elektronica uit¬ komst. Bekijk het schema in figuur 1 maar eens. Zodra drukknop S2 even

wordt ingedrukt komt IC1 in aktie. De uitgangsspanning op pen 3 zal hoog worden. Daardoor komt transistor T1 in geleiding: het relais Re zal aantrekken. Daarmee wordt het relaiskontakt, aangegeven in het schema met re, gesloten waardoor de motor zal gaan draaien. Na een bepaalde tijd, die samenhangt met de laadtijd van C2, zal de spanning op pen 3 weer 0 V worden. T1 gaat uit geleiding, het relais valt terug in de ruststand en de motor wordt uitge¬ schakeld. De schakeling heeft nog een extraatje. Stel dat je op het punt staat om het vlieg¬ tuig te "lanceren", de motor draait op volle kracht, maar plotseling komt er iets tus¬ sen waardoor de startprocedure afgebroken moet wor¬ den. Het zou buitengewoon onpraktisch zijn als nu ge¬ wacht moet worden tot de tijdschakelaar de motor weer uitschakelt. Een nutte¬ loze verspilling van energie bovendien. Met een simpele druk op S1 treedt het noodstopmechanisme in werking: de motor wordt onmiddellijk uitgeschakeld.

De spanningsregelaar (IC2) zorgt voor een vaste voe¬ dingsspanning van 5 V voor het timer-IC. Variaties in de afgegeven spanning van het akkupakket (die spanning daalt bijvoorbeeld als de akku's leeg raken) hebben zo geen invloed op de ingestel¬ de tijd. Wie de schakelingen in Elex tot nu toe goed bekeken heeft, is het misschien op¬ gevallen dat parallel aan een relaisspoel altijd een diode geschakeld is. Waarom dat nou gedaan wordt is nooit uit de doeken gedaan. Maar omdat dit nummer als the¬ ma spoelen heeft (en een relaisspoel valt daar ook on¬ der), zullen we dat verzuim goedmaken. Bij spoelen ontstaat een ho¬ ge zelfinduktiespanning als de stroom onderbroken wordt. Die hoge spanning zou transistor T1 kapot kun¬ nen maken. Dat zal echter verhinderd worden door de zogenaamde vrijloopdiode D1. Hoe die dat precies doet staat in het artikel "het vonkje van de deur¬ bel" elders in dit nummer. De eigenlijke tijdschakelfunktie wordt door IC1 ver¬

richt. Dit is een veelzijdig timer-IC, de 555. De aansluitgegevens van dit IC staan in figuur 2. Bij deze toepassing is de 555 als monostabiele multivibrator geschakeld. Dat wil zeggen dat er één (= mono) sta¬ biele toestand is. Als het IC een triggerimpuls, een startimpuls krijgt, wordt de uit¬ gangsspanning hoog. Na een vooraf ingestelde tijd valt het IC terug in de sta¬ biele toestand; de uit¬ gangsspanning wordt weer laag. Die tijd dat de uitgang "hoog" is wordt ook wel de monofloptijd genoemd. Ver¬ dere trigger-pulsen tijdens de monofloptijd hebben geen invloed meer. Pas als het IC in de stabiele toestand terug is kan er op¬ nieuw getriggerd worden. We hebben twee maanden geleden al een schakeling gemaakt met een 555 erin: de filmsnelheidsregelaar. Niet iedereen zal dat num¬ mer hebben, dus we zullen hier de werking van de 555 nog eens (globaal) uit de doeken doen. Het inwendige van het IC is getekend in het schema van figuur 3, binnen de stippel-

lijnen. Ook de uitwendig aangebrachte onderdelen, die van de 555 een mono¬ stabiele multivibrator maken, zijn getekend. De ingangsspanningen op aansluitpennen 2 en 6 wor¬ den vergeleken door komparator 1 (= spanningsvergelijker) en komparator 2 met respektievelijk % en Va van de voedingsspanning. Als S2 (de starttoets) even wordt gesloten, zal de spanning op pen 2 nul volt worden. Dat is kleiner dan "h van de voedingsspan¬ ning, waardoor kompara¬ tor 1 de flipflop (elektroni¬ sche schakelaar) een puls geeft: de uitgang van de flipflop wordt nul volt. Door de inverterende (letterlijk: omdraaiende) eindtrap wordt de spanning op pen 3 "hoog". In ons geval bete¬ kent dat dat het relais wordt aangetrokken en de motor gaat draaien. Ondertussen wordt C2 op¬ geladen via P1 en R3. De grootte van de laadstroom en daarmee de laadtijd, kan door het verdraaien van P1 gevarieerd worden. Na een bepaalde tijd (tussen

555-

_-

8

onderste drempe

c1 2

7

| ontladen

uitgang

3

6

| bovenste drempel

re set

C4

5

) regelingang S3725X - 2

8 ... 25 V

TiOn

Tan

Figuur 1. Het schema van de tijdschakelaar, eigenlijk niets anders dan een mo¬ nostabiele multivibrator die via een transistortrap een relais een bepaalde tijd laat aantrekken. Figuur 2. De aansluitgegevens voor het timer-IC 555.

-©

Figuur 3. Het principesche¬ ma van de 555 (binnen de stippellijnen). Op deze ma¬ nier geschakeld is het een monostabiele multivibrator. De monofloptijd wordt be¬ paald door de tijd die no¬ dig is om C2 tot % van de voedingsspanning op te laden.

V é

10 . . . 100 sekonden) zal de spanning over C2 % van de voedingsspanning bedragen. Dat is de drempel waarop komparator 1 reageert. Bij het bereiken ervan geeft komparator 1 een nieuwe puls aan de flipflop. De flipflop-uitgang wordt "hoog" en daardoor de uit¬ gangsspanning op pen 3 nul volt (de motor wordt uitge¬ schakeld). Tegelijk met het "hoog" worden van de flipflop-uitgang gaat tran¬ sistor T geleiden, waardoor kondensator C2 ontladen zal worden. Nu staat de hele boel gereed voor een nieu¬ we cyclus, die met het op¬ nieuw drukken op S2 gestart kan worden. De noodstop die als extra is ingebouwd kan met S1 be¬ werkstelligd worden. Nor¬ maal is de reset-ingang van het IC (pen 4) via een weerstand met de plus ver¬ bonden. Door S1 te sluiten maken we de reset-ingang

nul volt. Op dat moment wordt de uitgang (pen 3) "laag", waardoor de motor uitgeschakeld wordt.

(o)

•

Figuur 4. Komponentenopstelling voor de tijdscha¬ kelaar. IC1 kan het beste in een IC-voetje geplaatst worden.

Onderdelenlijst

Bouwbeschrijving De schakeling is geschikt voor een voedingsspanning van 8 . . . 25 V. De hoogte van de voedingsspanning hangt af van het aantal in serie geschakelde akkucellen. Het gebruikte relais moet geschikt zijn voor die voedingsspanning, en daar¬ bij moet in het achterhoofd gehouden worden dat de spanning wat zal dalen als de akku's leeg beginnen te raken. We noemen wat voorbeelden van Siemens printrelais die gebruikt zou¬ den kunnen worden: voedings¬ spanning 8V 12 V 25 V

relaistype V23027-A0001-A1 01 V23027-A0002-A1 01 V23027-A0006-A1 01

R1.R2 = 12 kQ R3 = 100 kS R4 = 1 kQ P1 = 1 MQ, instelpotmeter C1 = 10 nF C2 = 100 /JF/6 V (tantaal) C3 = 1 M F / 6 V C4.C5 = 100 nF D1 = 1IM4001 T1 = BC 547B IC1 = NE 555, CA 555 (timer) IC5 = 78L05 S1.S2 = druktoetsen (maakkontakt) Re = relais, zie tekst S S

verder: 6 sofdeerpennen, ],2 mm § 1 standaardprint, formaat 1 (40 x 100 mm) 1 IC voetje voor 8 pens IC montagedraad

•

&&

De kontakten van deze re¬ lais mogen een kontinue • stroom van 8 A voeren. Als 'de motor meer stroom trekt moet een ander relais ge¬ bruikt worden (eventueel te verkrijgen via een modelbouwwinkel). Bedenk bij het uitzoeken van een ge¬ schikt relais dat het moge¬ lijk is de stroombelastbaarheid te vergroten door meerdere kontakten parallel te schakelen. Kondensator C2 is geen normale elektrolytische kon¬ densator, maar een tantaalelko. Dit type kondensator wordt gekenmerkt door een zeer kleine lekstroom. Daar¬ door zijn ongewenste tole¬ ranties in de ingestelde tijd minimaal. Alle onderdelen, inklusief het relais, worden op een standaardprint formaat 1 (40 x 100 mm) gemonteerd. Figuur 4 toont de "platte¬ grond" die als leidraad bij dit werkje moet dienen. Let er bij de montage op dat er geen draadbruggen verge¬ ten worden en of de draad-

Figuur 5. De komplete schakeling. Het gewicht bedraagt, inklusief schake¬ laars en het relais, onge¬ veer 36 gram.

bruggen die naar de bekrachtigingsspoel van het relais lopen goed liggen, met name als een ander relaistype gebruikt wordt. Voor het overige moeten uiteraard de normale regels in acht worden genomen: let op de polariteit van C2 en C3 (een verkeerdom aan¬ gesloten tantaalelko geeft a la sekonde de geest) en zorg dat IC1 goed geplaatst wordt, bij voorkeur in een voetje. De markering in de IC-behuizing wijst in de richting van het relais. Afhankelijk van de gebruikte elektromotoren en de voe¬ dingsspanning kunnen er stromen tot 25 A lopen. Vooral bij het inschakelen is die stroom even heel groot. Om te voorkomen dat de printsporen naar de relaiskontakten wegsmelten, moeten er maatregelen ge¬ nomen worden. De aansluitdraden naar akku en motor kunnen rechtstreeks op de aansluitkontakten van het relais gesoldeerd worden. Een andere mogelijkheid is

het vertinnen van de koper¬ banen tussen relaiskontakten en aansluitstiften. Even¬ tueel kun je die banen ook versterken door er een stuk blank montagedraad over¬ heen te solderen. Als de hele zaak is opge¬ bouwd, volgt de eerste test. Sluit hiervoor de elektromo¬ tor nog niet aan. Verbind deakKiTmet de punten X en -Yop de print (let op + en - ) . Eerst kontroleren we de uitgangsspanning van de spanningsregelaar, IC2. De¬ ze moet 5 V zijn. Klopt dat niet dan is öf de akkuspanning te laag (nameten), èf IC2 kapot öf er is een fout bij de montage gemaakt. Onmiddellijk uitschakelen en alles nog eens nalopen. Klopt de spanning, dan kunnen we verder gaan. Daarvoor verdraaien we P1 helemaal linksom; de loper ligt nu tegen het aansluitpunt dat verbonden is met R3. Als er op S2 gedrukt wordt, moet het relais aan¬ trekken en na ongeveer 10 sekonden weer afvallen.

Probeer hetzelfde met P1 helemaal rechtsom ge¬ draaid. Het relais hoort nu zo'n 100 sekonden aange¬ trokken te blijven. Is dat ook allemaal in orde, dan kan als laatste de noodstopknop geprobeerd wor¬ den. Druk op S2 zodat het relais aantrekt en kijk of met het drukken op S1 het relais inderdaad onmiddellijk afvalt. Zo ja, dan staat niets meer de inbouw in het vliegtuig in de weg. De totale schakeling weegt, inklusief schakelaars, onge¬ veer 36 gram. Dat is even¬ veel als een lichte servo. Zonder schakelaars wordt de schakeling zes gram lich¬ ter. Wie zwaar tilt aan die zes gram kan de schakelaars weglaten en de betreffende kontakten met een draadje kortsluiten bij de start of een startonderbreking. En nu: fasten your seatbelts and don't smoke. . .

Een druk op de knop en de lift komt in beweging. Een druk op de knop en de fanfare-luchthoorn loeit. Even de kontaktsleutel omdraaien en de automotor loopt. Kleine handelingen met grote gevolgen. In al deze gevallen moet een kleine stuurstroom er voor zorgen dat een flinke hoofd¬ stroom aan- en uitgeschakeld wordt. Typisch een klus voor een relais! Feitelijk bestaat ieder relais uit twee delen: een elektromagneet en één of andere schakelaar. Net als bij een deurbel isde elektromagneet niets anders dan een spoel met een ijzeren kern die de magnetische kracht "naar buiten brengt". Eigenlijk is een deurbel op te vatten als een relais, zoals in figuur 1 getekend. De rechthoek-metschuine-streep is het sym¬ bool voor een relaisspoel. Gebruikelijker in de moder¬ ne elektronica is het zoge¬ naamde kamrelais (figuur2). Dit bevat één of meer omschakelkontakten: de scha¬ kelaars. Om die schakelaars te bedienen moet de spoel voldoende magnetische kracht leveren, en dit kan alleen door er een redelijke stroom doorheen te sturen. Bij kamrelais kan dit 20 . . . . 200 mAzijn. Meestal wordt de spanning die zij nodig hebben (6 V, 12 V, 25 V enz.) opgegeven. In het algemeen geldt: hoe hoger de spanning, des te kleiner de stroom die nodig is.

ze te bekrachtigen. Nog zo'n bekende: het klaxonrelais (figuur 4). Deze dingen zijn voor andere toe¬ passingen dan in klaxons nauwelijks bruikbaar. Ze "vreten" namelijk stroom (al gauw 500 mA!) en één kontakt is meestal vast ver¬ bonden met één kant van de spoel. In de dumphandel en op

rommelmarkten zijn nog allerhande andere soorten te vinden. In figuur 5 zijn er een aantal afgebeeld. Wat doe je als je zo'n ding in de vingers krijgt? Eerst: open¬ maken (zo nodig) en met een vinger het hefboompje naar de spoel duwen. Dit leert al twee dingen: hoe het relais schakelt en hoe¬ veel kracht er voor nodig

is. Hoe meer kracht, des te meer stroom (en/of span¬ ning) er nodig zal zijn. Tweede stap: zoeken naar cijfers op de spoel. Soms is de spanning of stroom aan¬ gegeven. Vaker staat er echter een getal van drie of vier cijfers: het aantal windingen! Hoe hoger dat getal, des te hoger de spanning en des te lager de

lais

spoel

83751X-2

Andere relais Relais bestaan in allerlei varianten. Een vrij moderne is het reedrelais (figuur 3). Meestal heeft dit slechts één kontakt, opgesloten in een glazen buisje waar een spoeltje omheen is gewik¬ keld. Deze relais zijn heel gevoelig; een kleine stroom (10 . . . 20 mA, afhankelijk van het aantal windingen van de spoel) is genoeg om

83751X-3

83751X-4

stroom. Ook komt het vaak voor dat een relaisspoel meerdere aftakkingen heeft (er steken dan ook meer dan twee pennen uit). Het wordt dus een echte hobbyistenklus: zoeken maar, meten maar (met een universeelmeter in het laagste weerstandsbereik) en proberen maar. Wat dat laatste betreft: een batterij (of een paar batterijen in serie) over de klemmen geeft vaak snel een indruk — een relais gaat niet zo gauw kapot!

De vrij loopdiode Als een relais door een transistor of een IC wordt gestuurd, is het verstandig om een extra diode parallel aan de spoel te zetten (zie figuur 6). Spoelen hebben namelijk de eigenschap dat ze stroomveranderingen proberen tegen te werken. Als de transistor in figuur 6 in geleiding komt, duurt het even voordat de volledige stroom door de spoel loopt. Is het dan eenmaal zo ver, dan wil die spoel dat zo houden. Als de transistor dus gaat sperren, probeert die spoel toch stroom "naar

beneden" te persen — maar de transistor wil niet! Buigen of barsten?! Nee, de diode neemt het over. De stroom die "beneden" uit de relais¬ spoel loopt, wordt er gewoon "boven" weer ingestopt!

vrijloopdiode

in bepaalde zaken heeft gestoken die hem niets aan¬ gaan. Het is per slot van re¬ kening niet de bedoeling dat de inhoud van bijvoor¬ beeld uw dagboek publiek geheim wordt. Hetzelfde kan ook gelden voor kasten, portemonnees, foto¬ albums . . . Hoewel de schakeling niet tan verhinderen dat er ieland in het dagboek kijkt, zorgt dit stukje elektronica er wèl voor dat de rechtma¬ tige eigenaar wordt gewaar¬ schuwd, wanneer iemand zijn nieuwsgierigheid niet heeft kunnen bedwingen. In dat geval zal er namelijk na een druk op de kontroleknop een rood LED'je oplichten. Met behulp van een tweede drukknop kan de schakeling weer op scherp worden gezet.

de stille getuige Deze schakeling is een uit¬ komst voor iedereen die de opvatting huldigt: "Vertrou¬ wen is goed, kontrole is be¬ ter". Met deze beveiliging kan namelijk worden aange¬ toond, dat iemand zijn neus

Het schema Er zijn drie mogelijkheden om deze schakeling te aktiveren:

1. met kontakten die sluiten (maakkontakten) 2. met kontakten die openen (verbreekkontakten) 3. met een LDR (lichtafhankelijke weerstand) In het schema (figuur 1} zijn deze mogelijkheden alle drie aangegeven. Op de eerste plaats zijn dat de parallel geschakelde maakkontakten tussen de aansluitpunten 1 en 2. Elk maakkontakt houdt een bepaalde plek in de gaten; zodra een van de schakelaars wordt gesloten, wordt de schakeling in wer¬ king gesteld. Wanneer er meer plaatsen moeten wor¬ den beveiligd, schakelen we gewoon het gewenste aan¬ tal maakkontakten parallel. Een tweede manier om de schakeling te aktiveren is met de verbreekkontakten tussen de aansluitpunten 3 en 4. De in serie geschakel¬ de verbreekkontakten zijn in rusttoestand gesloten. Hier treedt de beveiliging in wer¬ king als de schakelaars wor¬ den geopend. Ook nu geldt

weer dat er meer kontak¬ ten, maar dan in serie, kun¬ nen worden geschakeld. De derde en laatste beveiligingsmogelijkheid vormt LDR R9. Terwijl de eerste twee mogelijkheden zich het beste lenen voor het bewaken van kasten en deuren, is de LDR bij uit¬ stek geschikt als dagboek¬ beveiliging. Wanneer we een LDR in een dagboek stoppen, is hij zolang het dagboek dicht blijft hoogohmig. Zodra het echter open wordt geslagen, wordt de LDR laagohmig en zal de beveiliging in aktie komen. De schakeling bestaat in fei¬ te uit een flipflop die rond de transistoren T1 en T2 is gebouwd. Dit gedeelte van de schakeling is nog eens in figuur 2 weergegeven. De bistabiele multivibrator (dat is een andere naam voor flipflopi kent twee stabiele standen. Dit betekent dat of T1 of T2 geleidt. Door het bedienen van een schake¬ laar (SA of SB) kan de

dagboekbeveiliging maakkontakt

verbreekkontakt

Figuur 1. De schakeling kan met drie verschillende alarm¬ sensors worden uitgerust: met een maakkontakt, een ver¬ breekkontakt of een lichtge¬ voelige weerstand R9 (LDR). Met behulp van potmeter PI kan de spanningsdrempel wor¬ den ingesteld.

stand van de flipflop wor¬ den veranderd. Bij het in¬ schakelen van de netvoeding hangt het puur van het toeval af welke transistor geleidt en welke spert. We gaan er nu even vanuit dat T2 spert en T1 geleidt. Wordt drukknop SA ge¬ drukt, dan wordt de basisstroom van T1 afgevoerd naar massa, waardoor deze zal gaan sperren. De span¬ ning op de kollektor van T1 stijgt nu, zodat via R3 en R5 een basisstroom door T2 kan gaan lopen. Transistor T2 gaat dus geleiden en zijn kollektorspanning daalt tot ongeveer nul volt. De span¬ ning op de uitgang A is nu zeer laag, ook als S A weer wordt geopend. Deze toestand blijft bestaan, tot¬ dat schakelaar S B wordt bediend. Het boven be¬ schreven proces zal dan in omgekeerde richting verlo¬ pen: T2 spert, de kollek¬ torspanning (punt A) stijgt, T1 gaat geleiden en zijn kol¬ lektorspanning daalt. De la¬ ge spanning komt via R5 op de basis van T2 terecht, waardoor T2 blijft sperren, ook als schakelaar SB open is. Terug naar figuur 1. Op punt A is transistor T3 aan¬ gesloten. T3 zorgt er voor dat voldoende stroom wordt geleverd om LED D1 te la¬ ten oplichten als de kontrole-knop (S1) wordt gedrukt. Wanneer iemand ongevraagd in uw dagboek heeft zitten neuzen, is de flipflop omgeklapt (geset). Transistor T2 geleidt en op de kollektor (punt A) staat een zeer lage spanning. Drukt u nu knop S1, dan begint T3 te geleiden en gaat er een emitterkollektor-stroom lopen. De LED zal oplichten ten teken dat de beveiliging geaktiveerd is geweest en er ken¬ nelijk iemand zijn nieuws¬ gierigheid niet heeft kunnen bedwingen. Om de schake¬ ling opnieuw startklaar te maken moet S2 worden ge¬ drukt. Daardoor wordt de

flipflop gereset. Dit is heel eenvoudig te kontroleren door S1 te drukken: het LED'je mag nu niet branden. Wanneer de schakeling is geaktiveerd, dus T1 geleidt en T2 spert, is de spanning op punt A ongeveer gelijk aan de voedingsspanning. Treedt het alarm in werking, dan spert T1 en geleidt T2. Dat gebeurt zodra de ba¬ sisstroom van T1 door een van de "alarmsensors" aan massa wordt gelegd (punt B). Een heel simpele aangelegenheid eigenlijk en dat maakt dat onze beveili¬ ging ook heel eenvoudig met een optische sensor kan worden uitgerust. Fi¬ guur 3 illustreert dat. LDR R9 vormt samen met P1, R2 en R4 een span¬ ningsdeler. Zolang er geen licht op de LDR valt, is zijn weerstand erg hoog (enige MQ). De spanning op punt B ligt daarom boven 0,6 V, waardoor transistor T1 geleidt. Valt er nu licht op de LDR, dan daalt de weerstand tot ergens tussen 75 Q en 300 Q. Het is dui¬ delijk dat daardoor de span¬ ning op punt B eveneens zal dalen. Zodra die span¬ ning onder de 0,7 V komt, zal T1 sperren en T2 gelei¬ den. De flipflop klapt dus om in de andere stabiele toestand. Drukken we nu kontrole-knop S1, dan zal het LED'je gaan branden. In figuur 3 is een maak- en een verbreekkontakt gete¬ kend. Sluiten we het maakkontakt dan wordt de basis van T1, via R2 en punt B, aan massa gelegd. De flip¬ flop wordt dus geset (na¬ tuurlijk er van uitgaand dat T1 in eerste instantie geleid¬ de). Hetzelfde gebeurt als we met het verbreekkontakt de verbinding tussen R4 en R2 onderbreken.

De bouw Na de theorie komt de prak¬ tijk: het bouwen van de

frfi tfC" •©

verbreekkontakt

schakeling. Dat is bij de dagboekbeveiliging niet zo'n probleem, want de schake¬ ling bestaat uit heel gewone komponenten. Bij de LDR dient te worden opgemerkt, dat de keuze van het type afhankelijk is van het doel waarvoor hij wordt gebruikt. De elektrische eigenschap¬ pen van de verschillende LDR's zijn nagenoeg gelijk; het verschil zit hem echter in de vorm. Voor de bouw van de scha¬ keling hebben we een Elexprint, formaat 1, nodig. De komponenten passen met

Figuur 2. Een flipflop, opge¬ bouwd rond twee transistoren, vormt het geheugen van de beveiliging. Is de flipflop een¬ maal geset, dan blijft hij in de¬ ze toestand, ook als de span¬ ning op de ingang verandert. Figuur 3. Maak-, verbreekkon¬ takt en LDR kunnen eventueel gekombineerd worden ge¬ bruikt. Afhankelijk van het doel van de beveiliging, zal waarschijnlijk meestal voor één van deze drie worden ge¬ kozen. Wanneer dat de LDR is, dan vallen het maak- en verbreekkontakt dus weg, maar moet het verbreekkon¬ takt wèl door een draadbrug worden vervangen.

I

Onderdelenlijst dagboekbeveiliging

R1,R2,R5 = 820 kQ R3.R4 = 100 kQ R6.R7 = 10 kQ R8 = 1 kQ R9 = LDR (bijv. type 05) P1 = 100 kQ, potmeter D1 = LED (rood) T1,T2 = BC 550C T3 = BC560C diversen: 1 batterijclip 1 9 V batterij 2 schakelaars (maakkontakten) 8 soldeerpennen 1,2 mm + 1 Elex-print, formaat 1 montagemateriaal, geïsoleerd soepel draad

Figuur 4. Het opbouwen van de print is heel eenvoudig. Op de aansluitpunten 1 en 2 wor¬ den de maakkontakten aan¬ gesloten, op de punten 3 en 4 de verbreekkontakten. Worden er geen verbreekkontakten ge¬ bruikt, dan moeten 3 en 4 rechtstreeks met elkaar wor¬ den verbonden. Figuur 5. De opgebouwde print.

I

f

CSI

gemak allemaal op één helft van de print. Figuur 4 laat zien hoe ze het beste kun¬ nen worden gemonteerd. Draadbruggen zijn dit keer niet nodig en aangezien er geen kondensatoren in de schakeling zitten, hoeven we nu eens niet op de polariteit van eiko's te letten. Alleen bij de transistoren en de LED is het nog even uitkijken geblazen. Wanneer er geen verbreek¬ kontakten tussen de aan¬ sluitpunten 3 en 4 worden aangesloten, moeten deze natuurlijk wel via een draad¬ brug met elkaar worden verbonden. De nog lege helft van de print biedt voldoende ruimte voor een kleine 9 V batterij, welke de schakeling gedu¬ rende lange tijd van energie zal voorzien. De LED brandt alleen in geval van alarm als schakeling S1 wordt be¬ diend, zodat het stroomver¬ bruik van de schakeling zeer laag is (slechts 100 ^A). Als de LED oplicht, stijgt het stroomverbruik tot ongeveer 9 mA.

Wanneer de schakeling he¬ lemaal opgebouwd is, volgt de eerste test. We beginnen met P1 in de middenstand te zetten en de batterij aan te sluiten. Valt er voldoende licht op de LDR, dan moet de LED gaan oplichten zo¬ dra S1 wordt gedrukt. We zorgen er nu voor, dat er geen licht meer op de LDR valt en drukken S2. Wordt S2 daarna nog eens inge¬ drukt, dan moet het LED'je donker blijven. In deze toestand is de spanning op de basis van T1 ongeveer 0,6 V, op de kollektor van T1 bijna 0 V (0,02 V) en op de kollektor van T2 onge¬ veer 7,5 V. Die spanningen wijzigen zich als de beveili¬ ging door een van de sen¬ sors in werking wordt gezet. Op de kollektor van T1 komt dan een spanning van ongeveer 8,5 V te staan, terwijl de spanning op de kollektor van T2 daalt tot ongeveer 25 mV.

spanningsschommel Het omzetten van beweging in elektriciteit is één van de mogelijkheden voor stroom¬ opwekking. Of het nu gaat om een grote elektrici¬ teitscentrale of om een fietsdynamo. Er bestaat een heel eenvoudig proefje dat dit principe heel aardig illustreert: het zogenaamde spanningsschommeltje. De tekening van figuur 1 laat zien wat daarmee bedoeld wordt. Tussen de polen van een hoef ijzermagneet is een soort "draad-trapeze" opge¬ hangen. Laat men dat ding heen en weer schommelen, dan ontstaat als gevolg van de kombinatie magnetisme/ beweging een spanning over

de aansluitingen van het bewuste draadje — officieel heet het dat er een spanning in de draad wordt gei'nduceerd. Helaas is deze "induktiespanning" ontzettend laag) in de buurt van de 0,0001 V) en met de opstelling van figuur 1 zal op de meter dan ook niet veel te zien zijn, of het zou een héél gevoelig in¬ strument moeten zijn.

Versterker Gelukkig hoeven zulke minuskule spanninkjes met de tegenwoordige gei'ntegreerde operationele ver¬ sterkers (oftewel opamps) geen enkel probleem meer

te vormen. In figuur 2 is een experimentele opstel¬ ling te zien waarmee we de "spanningsschommelproef" hebben uitgevoerd. De schommel is samen met een versterkingsschake¬ ling op een Elex-printje formaat 1 ondergebracht. Als versterker doet een opamp van het type 741 dienst. Naast dit goed¬ kope IC (prijs ca. f 1,—) zijn alleen nog een paar weerstanden en een instelpotmeter nodig, zoals te zien in het schema van figuur 3. De niet-inverterende ingang van de opamp (met " + " gemerkt) is verbonden met

Figuur 1. Wordt een stukje draad in het magnetisch veld van een hoef ijzermagneet heen en weer bewogen, dan wordt er een spanning in dat draadje geïnduceerd. Figuur 2. Met een versterker¬ schakeling wordt het minus¬ kule induktiespanninkje wat "opgekrikt". De "schommel" is rechtstreeks op de print gesoldeerd.

Wat is eigenlijk precies een zenerdiode? Een zenerdiode is een spanningsstabilisator in zijn eenvoudigste vorm: zo'n diode handhaaft tussen anode en katode steeds de¬ zelfde spanning (de waarde is er meestal op gedrukt), ongeacht de stroom die er door loopt. Nu beginnen we maar met¬ een met het rechtzetten van iets waar nogal eens wat geharrewar over is: zenerdioden bestaan er alleen voor spanningen tussen 2,7 en 5 V. Alleen dat zijn echte zenerdioden, waarvan de werking berust op het door meneer Zener ont¬ dekte en naar hem ge¬ noemde effekt. "Zener¬ dioden" voor hogere spanningen zijn eigenlijk zogenaamde "avalanchedioden", welke hun naam danken aan het avalanche(= lawine)-effekt, dat resul¬ teert in een soortgelijke doorbraak van de PN-overgang als bij zenerdioden.

zene "Zenerdioden" voor span¬ ningen lager dan 2,7 V zijn weer heel andere dingen; daarbij gaat het om 2 of 3 gewone siliciumdioden, die in serie zijn gescha¬ keld en in één huisje zijn ondergebracht. Het verschil tussen die drie typen is voor ons echter niet zo belangrijk. Toege¬ past in een schakeling is de werking gelijk en daar gaat het om. Meestal wordt daar-

om toch gewoon als ver¬ zamelnaam "zenerdiode" (of kortweg "zener") aangehouden voor alle typen. De hier beschreven schake¬ ling trekt zich er trouwens ook weinig van aan om welk type het gaat. Gewone zeners of "namaak-zeners" — met behulp van deze tester en een multimeter kan heel snel worden vast¬ gesteld of de diode nog

Je-tester

funkioneert, hoe goed ze funktioneert en hoe hoog de zenerspanning is. Normaal gesproken is, zoals gezegd, de zenerspanning op het huisje van de diode aangegeven. Daar staat dan bijvoorbeeld op " 4 V 7 " of "5V6", hetgeen niets anders betekent dan 4,7 V of 5,6 V. Er zijn echter ook zenerdioden (meestal Amerikaanse) waarop alleen een 1 N . . . . type-

4V7/0.4 W

83707X 1

Figuur 1. Het streepje of de ring op de behuizing van een zenerdiode komt overeen met het streepje in het symbool en duidt altijd de kathode aan. De zenerspanning is meestal op de diode aangegeven: "4V 7 "be¬ tekent 4,7 volt.

nummer staat en dan is men aangewezen op het databoek van de fabrikant om de spanning te weten te komen. In zo'n geval, of wanneer de opdruk van de zener onleesbaar is ge¬ worden, vormt een tester als deze een ware uitkomst. Hoe goed een zenerdiode funktioneert, hangt af van de steilheid van haar karak¬ teristiek. Figuur 2a toont de karakteristiek van een ideale zenerdiode. Zolang de zenerspanning niet bereikt is, blijft de diode gesperd en loopt er geen stroom. Zodra die spanning echter overschreden wordt, dan gaat er wèl stroom lopen. Over de diode valt dan een spanning die konstant blijft, ook als de stroom verder toeneemt; zoals te zien loopt de kurve bij een ideale zenerdiode op een gegeven moment name-

2a iz ]

30-

10-

2

3

4

5

6

U Z [V] 83707X-2a

2b

t

lijk loodrecht omhoog. Slui¬ ten we, zoals in figuur 3, een dergelijke diode via een voorschakelweerstand aan op een variërende spanning ( U B ) , dan zal alleen de stroom door de diode (Iz) mee variëren en de spanning over de diode (Uz) volledig konstant blijven. In de praktijk zijn zenerdioden helaas niet zo ideaal, maar zal de kurve eerder lijken op die van figuur 2b; niet loodrecht omhoog, maar een beetje schuin dus. De spanning over de diode wordt dus, weliswaarweinig, wel degelijk beinvloed door de stroom die er doorheen gaat. Hoe minder die in¬ vloed is, des te beter (steiler) is de diode. Met behulp van de tester kunnen we dat zelf bij drie verschillende stroomwaarden vaststellen.

De schakeling

'z imA] 4 0

30-

20-

10 5mA

5,6 V 83707X2b

Figuur 2a. Karakteristiek van een ideale zenerdiode (als die zou bestaan). Na het over¬ schrijden van de zenerspanning loopt de kurve steil om¬ hoog en blijft de spanning over de diode konstant, ongeacht de stroom die erdoor loopt. Figuur 2b. In de praktijk wordt de zenerspanning wel degelijk beïnvloed door de stroom. Met onze tester kan dan ook bij verschillende stromen worden gemeten. 'Figuur 3. Principe van een zenerdiode-tester.

In principe is onze tester net zo opgebouwd als de schakeling van figuur 3: gelijkspanning, voorschakel¬ weerstand en zenerdiode. Is de gelijkspanning (lig) hoger dan de zenerspanning van de diode in kwestie, dan loopt er een zenerstroom die door de voorschakel¬ weerstand wordt begrensd. Bij een gelijkspanning van 9 V, een voorschakelweer¬ stand van 1 kD, en een zenerspanning van 4,7 V, bedraagt de spanning over de weerstand 9 V — 4,7 V = 4,3 V. Door de diode loopt er dan een stroom van 43V ~ ' ~ = 4,3 mA. Vervangen I Ki L

we de zener in de testschakeling door eentje van 6,8 V, dan blijft er over de weer¬ stand nog slechts 2,2 V over en daalt de stroom tot 2,2 mA. Hieruit valt te konkluderen dat als we ver¬ schillende zenerdioden bij dezelfde stroom willen meten, een voorschakel¬ weerstand hiervoor onge¬ schikt is. Wat we nodig hebben is een konstante stroombron — willen we bij

verschillende stroomwaar¬ den een meting uitvoeren, dan zal die konstante stroombron bovendien op die waarden omschakelbaar moeten zijn. En dat is dan ook precies wat we gemaakt hebben. Figuur 4 toont de prak¬ tische uitvoering van de testschakeling. Rond T1 en T2 is de konstante stroom¬ bron opgebouwd. Strikt ge¬ nomen is de naam "stroom¬ bron" in dit geval niet hele¬ maal juist, omdat het hier om een "stroomopnemer" gaat en niet om een "stroomleverancier". Het verschil is echter louter theoretisch en niet erg wezenlijk; door¬ gaans wordt dit soort schakelingen daarom toch gewoon "stroombron" genoemd. In ons geval wordt de zenerstroom er in elk geval mee konstant gehouden en daar gaat het tenslotte om. Op het eerste gezicht is de rond T1 en T2 opgebouwde schakeling wat moeilijk te doorgronden, omdat de beide transistoren op een "rare" manier aan elkaar zijn geknoopt. Om te be¬ grijpen hoe de zaak werkt kunnen we er het beste van uit gaan dat drukknop S1 gesloten is. Vanuit de " + " loopt er dan via de zenerdiode, T1 er>R1 een stroom naar massa. De stroom door R1 maakt dat er over die weerstand een spanning valt, welke echter nooit hoger kan worden dan 0,6 V (= de basis-emitterspanning van T2), omdat dan T2 gaat geleiden. Wan¬ neer die transistor geleidt, neemt de stroom door R4 en daarmee de spanning óver R4 toe. Ten opzichte van massa wordt daardoor de spanning op de basis van T1 lager, zodat die transistor een beetje verder dicht gaat en dientengevolge de stroom door de zener, T1 en R1 ietwat afneemt. De spanning over R1 wordt dan ook weer kleiner. Het komt er dus op neer dat T1

een toename van de span¬ ning over R 1 boven 0,6 V tegenwerkt. De funktie van de hele schakeling kan dus eigenlijk worden omschre¬ ven als: het konstant hou¬ den van de spanning over R1. Als die spanning kon¬ stant is, is echter ook de stroom door R1 èn die door de zenerdiode kon¬ stant — en dat is precies wat we hebben wilden. Wordt voor R1 een andere waarde genomen, dan krijgen we een andere stroom, aangezien de span¬ ning over R1 te allen tijde 0,6 V blijft. Daarvan heb¬ ben we gebruik gemaakt door de schakeling uit te breiden met twee extra weerstanden (R2 en R3) en twee extra drukknop¬ pen (S2 en S3). Drukt men twee drukknoppen tege¬ lijkertijd, dan worden er twee weerstanden parallel geschakeld en neemt de stroom toe; drukt men ze alle drie in, dan worden R1, R2 èn R3 parallel gescha¬ keld. Op deze manier is het mogelijk om met drie schakelaars maar liefst 7 verschillende stroomwaarden in te stellen. Tabel 1 illustreert dat. Voor de in de tabel opge¬ geven stroomwaarden, werd uitgegaan van een voedings¬ spanning van 24 V. Bij deze spanning kunnen zeners tot ca. 21 V worden getest. Een stuk simpeler is het echter om de voeding te beperken tot twee 9 V batterijtjes, zoals in figuur 4 gestippeld is aangegeven. Dat levert een spanning van 18 V op, voldoende voor het testen van zeners tot maximaal 15 V. De in tabel 1 aangegeven stromen worden door een lagere voedingsspanning slechts verwaarloosbaar kleiner. Door de onderdelen-tole¬ rantie zit men echter so¬ wieso vast aan mogelijke afwijkingen van rond 10%; in de praktijk is dat echter van geen enkel belang.

Tabel 1 l z b i j U B = 24 V in mA 2,22 5 21,3 7,2 23,5 26 + S3 28,4

drukknop S1 S2 S3 S1 S1 S2 S1

+S2 +S3 + S3 + S2

18...25V

Figuur 4. De praktische uit¬ voering van de testschakeling is toch weer iets gekompliceerder dan de opzet van fi- • guur 3. In plaats van een sim¬ pele weerstand zorgt hier een (rond T l en T2 opgebouwde) "konstante stroombron" voor de meetstroom. Figuur 5. In plaats van batte¬ rijen kan eventueel ook deze eenvoudige netvoeding worden gebruikt.

Tri - 1B V/0,1 A

I^J

C1 220 u 35 V

D1 . . D4 = 1N4148

Wil men de schakeling lie¬ ver uit het net voeden dan uit batterijen, dan kan gebruik worden gemaakt van de in figuur 5 weerge¬ geven simpele netvoeding.

De bouw Een schakeling die uit zo weinig onderdelen bestaat als deze, is natuurlijk in een wip opgebouwd. Fi¬ guur 6 laat zien hoe dat het gemakkelijkst kan op een Elex-printje. Ook het inbouwen van de schake¬ ling in een net (kunst¬ stof) kastje is in dit geval een simpel karweitje. De foto van het proefmodel geeft al een idee van een mogelijke indeling van de frontplaat. Op het front komt om te beginnen de aan/uit-schake-

laar (S4 in figuur 4). Voor het aansluiten van de te testen zenerdiode kunnen twee stukjes flexibel snoer worden gebruikt met aan het uiteinde een krokodilleklem. Om te voorkomen dat de zener verkeerd-om wordt aangesloten, kan op de kast het zenersymbool worden aangegeven en/of kunnen de aansluitdraadjes en klemmen van een ver¬ schillende kleur worden ge¬ nomen: rood voor de posi¬ tieve draad naar de katode en blauw of zwart voor de negatieve die naar de anode voert. De spanning over de zener¬ diode wordt gemeten met behulp van een multimeter. Voor het aansluiten van die meter kan men het beste twee banaanstekerbussen in

de kast monteren; ook hier weer rood voor "plus" en zwart voor " m i n " . Ten¬ slotte worden de drie scha¬ kelaartjes ingebouwd en netjes gemerkt met " S 1 " , "S2" en "S3". Of de schakeling al of niet goed werkt, kan als volgt worden gekontroleerd: 1. Kijk of de voedings¬ spanning klopt. 2. Verbind de twee krokodilleklemmen met elkaar en meet de spanning op de basis van T1 (moet ca. 1,2 V zijn) en op de basis van T2 (0,6 V). Voor deze meting moet op zijn minst één van de drukknoppen worden ingedrukt! 3. Sluit in plaats van een zenerdiode, een multi¬ meter aan en schakel die in een gelijkstroom-meetbe-

v

reik van bijv. 50 mA. Kontroleer nu of de stroomwaarden van tabel 1 klop¬ pen (binnen 10%).

Het testen Bij 18 V voedingsspanning kunner er zeners worden getest van 1,5 V tot 15 V. Bij 24 V voedingsspanning verschuift die bovengrens naar 21 V. Daarnaast kan de tester ook worden ge¬ bruikt voor het kontroleren van gewone siliciumdioden, zoals de 1N4148 of 1N4001. De zenerdiode wordt (op de juiste manier!) tussen de krokodilleklemmen ge¬ hangen en de multimeter wordt aangesloten en in een gelijkspanningsmeetbereik gezet van ongeveer 20 V. Bij gewone zeners in een glazen behuizing (0,4 W) drukt men nu S2 en leest de zenerspanning op de meter af. S2 is in dit geval de aangewezen drukknop omdat bij dit type zener¬ diode de door de fabrikant opgegeven zenerspanning bij een \j. van 5 mA wordt gemeten. Voor 1 W-typen dienen alle drie de druk¬ knoppen te worden inge¬ drukt, om ze bij de grootst mogelijke stroom te kunnen meten. Hoe steil de karakteristiek verloopt, kan worden na¬ gegaan door S1, S2 en S3 te drukken in de in tabel 1 aangegeven volgorde. Dan blijkt het verloop van de zenerspanning bij toe¬ nemende stroom. Bij een zener van 5V6/0,4 W bij¬ voorbeeld, zal de zener¬ spanning ongeveer met 0,2 V stijgen als de stroom wordt verhoogd van 5 mA tot 28 . . . 30 mA. Zoals al eerder gezegd: hoe kleiner die spanningstoename, des te beter ("stabieler") is de zener in kwestie. Wijst de multimeter een spanning aan die om en nabij even hoog is als de voedingsspanning, dan kan dat de volgende redenen hebben:

— De zenerspanning van de geteste diode is hoger dan de bovenste grens van het meetbereik. — De zenerdiode is kapot (onderbroken). — De diode in kwestie is geen zener, maar een gewone germanium- of silicium-diode. Het beste is om nu de diode andersom aan te sluiten en S2 in te druk¬ ken. Bij zeners en gewone silicium-dioden moet dan een spanning worden ge¬ meten van 0,6 a 0,7 V; bij germanium-dioden onge¬ veer 0,2 a 0,4 V. Indien de spanning lager is dan 0,2 V, dan is de diode met zekerheid stuk (kort¬ sluiting). Datzelfde is ook het geval bij een zener¬ diode, wanneer die — in de goede richting gemeten — een zenerspanning blijkt te hebben onder 0,7 V. Bedraagt de spanning 0,7 a 0,8 V, dan hebben we te maken met een (zelden voorkomende) 0V8-zener. Wanneer gewone dioden in sperrichting worden aangesloten, moet de ge¬ meten spanning bijna net zo hoog zijn als de voe¬ dingsspanning.

Onderdelenlijst voor de zenerdiode-tester

R1 = 270 n R2 = 1 2 0 n R3 = 27J2 R4 = 47 k n T1,T2= BC549C S1,S2,S3= drukknop, enkelpolig S4 = aan/uit-schakelaar enkelpolig Diversen: 2 banaanstekerbussen 2 meetkabeltjes met krokodilleklemmen 1 standaard-print 40 x 1 00 mm 2 9 V batterijen 2 batterij-clips kastje + montagemateriaal

Onderdelenlijst voor de netvoeding

Tr1 = nettrafo 18 V/0,1 A F1 = zekering 100 mA, middeltraag S5= netschakelaar, dubbelpolig D1 . . . D4= 1N4148 C1 = 220 M F / 3 5 V

Diversen: 1 netsnoer met steker 1 zekeringhouder kastje + montagemateriaal

Figuur 6. De schakeling is op een Elex-printje heel gemakke¬ lijk op te bouwen.

2. o I M

DIGI-taal fessen in enen en nullen

binair getal uit meer cijfers bestaan dan het overeen¬ komende "gewone", decimale getal. Een binair getal is, op 0 en 1 na, niet gelijk aan het over¬ eenkomstige decimale getal omdat de beide getallen uit verschillende (en verschillende aantallen) cijfers bestaan. Aan de andere kant zijn die getallen wél gelijk aan elkaar omdat ze hetzelfde aantal, dezelfde hoeveelheid, voor¬ stellen: een boom waaraan 37I0 appels hangen ziet er net zo uit als één waaraan 1001012 appels hangen. Het getal (aantal) twee ziet er binair zó uit: 10 Dat is dus niet "tien", maar de binaire weergave van 2. Om verwarring te voorkomen wordt in alle situaties waarin beide talstelsels kunnen voorkomen, de basis van het talstelsel als index toegevoegd. Dus: 102=2I0.

deel 6 binaire getallen Tot nu toe ging DIGI-taal over allerlei simpele logische problemen. De besproken logische schakelingen zijn pienter genoeg voor de oplossing van vraagstukken zoals het sparen van de kool en de geit (zie deel 4). Nu zijn er doorgaans geen komplexe digitale toestanden nodig voor de oplossing van dit soort simpele zaken. De verreweg het meest voor¬ komende digitale machine, de zakrekenmachine, houdt zich bezig met heel wat ingewikkelder problemen, bijvoor¬ beeld hoeveel 1 52132 plus 75318 is. Het resultaat, 227450, komt echter tot stand volgens dezelfde logica-principes. Het "hoe" zal hier niet worden besproken, met uitzondering van de eerste en de laatste stap van het rekenproces, namelijk de wijze waarop getallen die in het ons vertrouwde tientallige (decimale) systeem zijn weergegeven om te zetten in een vorm die voor poorten en andere logische bouwstenen verteerbaar is, en om aan het eind van de rit de digitale resultaten weer terug te vertalen in een vorm die voor ons mensen verteerbaar is, dus in het tientallige systeem weergegeven getallen. In de digitale techniek wordt, zoals u inmiddels weet, met twee verschillende logische toestanden gewerkt, te weten: in of uit, waar of niet waar, zwart of wit, 5 V of 0 V, " 1 " of " 0 " . Je kunt een getal weergeven volgens het tweetallige oftewel binaire systeem. In het ons vertrouwde decimale, tientallige systeem (Waarom eigenlijk? Omdat de mens tien vingers heeft!) zijn er voor elk cijfer tien mogelijkheden, namelijk 0 . . . 9. In het binaire systeem zijn er voor elk cijfer maar twee verschillende mogelijkheden: Oen 1. De eigenschap "twee verschillende mogelijkheden" geldt dus zowel voor het binaire systeem (tweetallig stelsel) als voor digitale systemen. Het is dan ook niet verwonderlijk dat bij de digitale verwerking van getallen gebruik wordt gemaakt van de binaire weergave van die getallen. Welk systeem je ook hanteert, het tientallige of het twee¬ tallige systeem: een getal bestaat uit meerdere cijfers. Omdat die cijfers elk in het decimale systeem meer mogelijkheden hebben dan in het binaire systeem, zal een

"

Zoals bekend levert de optelsom van de hoeveelheid twee en de hoeveelheid één de hoeveelheid drie op. Met andere woorden: 3io - 2 in + 110 Nu geldt: 2io - IO2

- I2

De optelsom luidt: 310 = 10, + 1 2 = Het resultaat is niet "elf", maar binair één-één. Drie is overigens het maximum dat je binair met twee cijfers kunt voorstellen. Voor "vier" is een derde cijfer nodig: 410 = 100 2 U ziet dat er links een één bijkomt en dat de cijfers die er "één minder" ook al waren, allemaal 0 zijn geworden. Niks nieuws hoor, kijk maar naar de decimale getallen: 98 . . . 99 . . . 100 En vanaf dit nieuwe getal gaat het verder: 510 =4 1 0 +1io = 1002 + 1 2 = 1012 610 =4 1 0 +2 1 0 = 1002 + 102 = 1102 7 i o = 4 1 0 +2 1O + 11O = 1002 +10 2 + 1 2 = 111 2 Vanaf acht is een vierde cijferpositie nodig: 810 = 10002 910 = 1001 2 10 l0 = IOIO2 Boven negen is in de decimale weergave een tweede, links aansluitende cijferpositie nodig. In de binaire weergave redden we het nog met vier cijferposities tot vijftien: 11iO 121O 131O 14 l0 151O 16 l0

= 1011 2 = HOO2 = 11012 = 11102 = 11112 = 100002

Het moet toch zo langzamerhand duidelijk zijn dat de binaire weergave buitengewoon onhandig is. De praktische

betekenis ervan is pas ontstaan na de komst van de elektro¬ nica en de konstatering dat die elektronica zo lekker handig werkt met binaire getallen, met twee verschillende mogelijk¬ heden (= nivo's) per cijferpositie. Gelukkig draagt diezelfde elektronica zorg voor de vertaling in of uit de binaire taal (dus de DIGI-taal). In theorie is het vertalen (dekoderen) van binair naar decimaal erg eenvoudig. Aangezien elke cijferpositie van een binair getal een decimaal getal voor¬ stelt dat al (1) dan niet (0) een bijdrage levert, hoeven we slechts de decimale getallen bij elkaar op te tellen die horen bij de cijferposities die 1 zijn. Die positief afhankelijke decimale getallen zijn:

'""" 1128 I 64 I32 1161 8 I 4 | 2 I 1 I Merk op dat een bepaald getal twee keer zo groot is als het rechts aansluitende getal. Binair 1011012 is hetzelfde als (decimaal) 4510 64 I 32 1 32

8 0 1 1 + 8+4

JJ 1 1=45

0 +

De optelling waarvan hier sprake is geschiedt in de praktijk elektronisch, met een vrij gekompliceerde schakeling. De nu volgende schakeling is in staat om vast te stellen welk decimaal getal bij een tweecijferig binair getal hoort. Ingang B stelt het rechter cijfer van het binaire getal voor, ingang A het linker cijfer.

1

Voor deze schakeling geldt de volgende waarheidstabel: Tabel 1 ingangen indikatie A B E(0) F(1) G(2) 0 0 1 1

0 1 0 1

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 0

Naarmate schakelingen meer decimale getallen, dus grotere binaire getallen moeten kunnen dekoderen, worden ze steeds ingewikkelder. Daarom kom je dit soort schakelingen in de praktijk vrijwel uitsluitend in geïntegreerde vorm tegen, dus als IC's (bijvoorbeeld 7442, 7445). We gaan nu een schakeling bespreken waarmee een decimaal getal 0, 1, 2 of 3 in het overeenkomende tweecijferige binaire getal kan worden omgezet, dus gekodeerd:

H(3) 0 0 0 1

Ten behoeve van het uitproberen op de Digi-trainer doen twee NEN-poorten dienst als inverter:

sv-

è

meest signifikante oftewel het zwaarst wegende cijfer. Ingang B is voor het middelste cijfer en ingang C voor het rechter cijfer. Dit laatste cijfer is het minst signifikante cijfer, het telt namelijk het minste mee omdat de bijdrage ervan slechts 0 of 1 is. De zes indikatieschakelingen, voor de decimale getallen 0 . . . 5, worden gestuurd via zogenaamde negatieve logica. Dat wil zeggen dat de bij het gedekodeerde cijfer horende LED niet oplicht en de vijf andere LED's wèl.

Ingang "O" is nergens op aangesloten, terwijl een nietgewenste ingang 1, 2 of 3 met 0 V is verbonden. Verbind de gewenste ingang met +5 V, en op de uitgangen A (linker cijfer) en B (rechter cijfer) verschijnt het overeenkomstige binaire getal. Uitgang A is " 1 " als 2 of 3 wordt opgegeven en uitgang B is " 1 " als 1 of 3 wordt opgegeven. Geeft men niets op (alle drie ingangen aan 0 V), dan zijn A en B " 0 " , met andere woorden: het getal nul (= niets) wordt weer¬ gegeven. De praktijk. De vier NOF-poorten zijn al " o p " (zie figuur 2), dus de twee NOF-poorten moeten gemaakt worden uit NEN-poorten met in serie met elke ingang een inverter:

r°O

A,

Test deze kodeerschakeling door de uitgangen A en B aan te sluiten op de ingangen A en B van de dekodeerschakeling van figuur 2. Met twee Digi-trainerprinten of door een andere opbouw van de schakeling is het mogelijk om de getallen 0 . . . 3 W via leidingen (A en B) te verzenden. Dus: kodering vóór verzending via de "kabel" (figuur 2) en dekodering na ontvangst. Nu een schakeling waarin alle twaalf poorten van de Digitrainer, deels als inverter, worden gebruikt. Het is een dekodeerschakeling die via een indikatie vaststelt welke van de vijf binaire getallen 0002 . . . 1 01 2 op de ingangen A, B en C wordt aangeboden. Ingang A stelt het linker cijfer van het binaire getal voor. In geleerde taal: dit is het

U ziet, er zijn drie inverters nodig. Eén daarvan maken we met de overgebleven NOF-poort (tweede ingang aan 0 V), de andere twee met de overgebleven NEN-poorten (tweede ingang los laten hangen of, nog beter, aan +5 V). Voorde indikatie van " 6 " (110 2 ) en " 7 " (1112) komen we helaas drie inverters te kort. Kijk maar: De resterende NOF-poort en de twee resterende NEN-poorten worden, samen met de resterende indikatieschakelingen G en H, gebruikt voor de indikaties " 6 " en " 7 " :

De drie inverters moeten dan worden gerealiseerd op het vrije gedeelte van de Digi-trainerprint. Men kan hiervoor hetzelfde type NEN-IC of NOF-IC gebruiken als de reeds aanwezige typen. Zie de beschrijving van de Digi-trainer in Elex, oktober 1983. Goed. Decimale getallen kenden we al en binaire getallen

hebben we nu leren kennen. In de digitale praktijk kom je vaak een soort "tussenoplossing" tegen: de zogenaamde BCD-kode. Het komt erop neer dat niet het decimale getal in zijn geheel, maar de afzonderlijke cijfers van dat decimale getal binair worden weergegeven. Een voorbeeld. Elf luidt in BCD-kode niet:

Het omzetten van een binair getal in het overeenkomstige hexadecimale getal gaat heel simpel in z'n werk. Verdeel het binaire getal van rechts uit in groepen van vier bits. Elke groep is rechtstreeks te vertalen in het overeenkomstige hexadecimale cijfer: Tabel 3

maar: 111O =0001 0001 (BCD) Een ander voorbeeld: 99,o = 11000112 = 1001 1001 (BCD) Hoogste tijd nu voor de introduktie van het begrip "bit". Dit Engelse, maar in het internationale technische wereldje ingeburgerde woord is de afkorting van "binary digit", dus "binair cijfer". Een bit komt in de digitale techniek overeen met één elementaire keuze of beslissing: " 0 " of " 1 " , waar of niet waar, enzovoorts. Een bit stelt dus het kleinste stukje informatie voor. Kleiner kan niet. Het aan¬ tal bits geeft vaak aan, tot hoeveel een logische schakeling in staat is en hoe groot die schakeling is. Mikroprocessoren bijvoorbeeld. Men spreekt van een acht bits mikroprocessor als deze in staat is om elementaire bewerkingen uit te voeren op acht bits binaire getallen (maximaal 256iO) of, algemener gesteld, op acht bits informatie (= data). We hebben gezien dat binaire getallen erg onhandig zijn om als mens — juist niet als digitale machine! — mee om te gaan. Want neem nou die mikroprocessor van daarnet. Die is in staat om, met behulp van zestien bits getallen, een keuze te maken uit 65.536 verschillende geheugenplaatsen. Die keuze is bijvoorbeeld nodig om bepaalde data uit het geheugen op te halen of er juist in op te bergen. Nou, dat kan leuk worden! Stel dat je te maken krijgt met "opbergla" nummer 46.174 van het geheugen. Het is natuurlijk mogelijk om 46.174 als:

0000 2 0001 2 OOIO2 0011 2

= 0 1 6 0100 2 = 4 l 6 = 1 16 0 1 0 1 2 = 5 i 6 = 2 1 6 0110 2 = 6 i 6 = 3 1 6 0111 2 = 7 l 6

10002 = 8 1 6 1001 2 = 916 10102 = A i 6 = 10l0 1011 2 = B l 6 = 1110

1100 2 1101 2 1110 2 1111 2

=C16 =D16 = E, 6 = F 16

= = = =

12io 13x0 14l0 1t>io

U kunt de beschreven omzettingsmethode kontroleren aan de hand van het eerder gegeven getallenvoorbeeld 46.174. Kontrole kan voor de rekenkundigen onder u óók nog op een andere manier gebeuren. Elk cijfer van een hexadeci¬ maal getal levert (nul keer) . . . (F keer) een bijdrage aan dat getal; die bijdrage hangt op de volgende wijze af van de positie binnen het getal: I 4096 | 256 | 16 | 1 | Met andere woorden: als u E x 1, 5 x 16, 4 x 256 en B x 4096 bij elkaar optelt, komt u óók uit op 46.174. Wedden?!

10110100010111102 aan de computer op te geven of door de computer af te laten geven. Maar wat een gedoe! In feite werken we met: B45E16 De index 16 duidt op de zestientallige = hexadecimale weer¬ gave van het binaire getal. Voor het binaire stelsel zijn twee verschillende cijfers, 0 en 1, nodig, voor het decimale stel¬ sel tien (0 . . . 9). Het zal u niet verbazen dat er voor het hexadecimale stelsel zestien verschillende cijfers nodig zijn. Dat zijn 0 t/m 9, aangevuld met de zes hoofdletters A, B, C, D, E en F. De hoofdletters symboliseren de hoeveelheden 10, 11, 12, 13, M e n 15: Tabel 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 decimaal hexadecimaal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

De 65.536 verschillende geheugenplaatsen kunnen we nu met vier hexadecimale cijfers weergeven. Dat scheelt een hexadecimale slok (4 cijfers) op een binaire borrel (16 cijfers)!

o x I UI

nieuwe Velleman-kits De Belgische firma Velleman, bekend om zijn elektronicabouwpaketten, heeft zijn programma uitgebreid met ver¬ schillende kits, waarvan we hier enkele noemen: Een kompakte 10 . . . 30 W auto-versterker, die vooral interessant is door het universele karakter en de lage eisen die aan de voedingsspanning worden gesteld. De schakeling kan werken op batterijen, auto-akku en een ongestabiliseerde netvoeding. De versterker is voorzien van een ther¬ mische beveiliging en een kortsluitbeveiliging. De kit kan worden gebruikt voor het bouwen van een mono- of een stereo-versie. De mono-versterker levert een vermogen van 10 W in een 4 fi-luidspreker en de stereo-versterker levert 2 x 5,5 W, alles bij een "auto"-spanning van 12 V. De bouw van de schakeling is zeer eenvoudig en er hoeft niets te worden afgeregeld. Misschien wel goed aansluitend op de versterker-kit is de LED-audio-power-meter. Dit is een instrument dat door middel van zeven LED's aangeeft hoeveel vermogen de ver¬ sterker op een bepaald moment aan de luidsprekers levert. De schakeling wordt dan ook rechtstreeks aangesloten op de luidsprekeruitgang van de versterker. De power-meter is bruikbaar tot een vermogen van 250 W in 4 £2. Er kunnen vier schaalverdelingen worden ingesteld: 2 . . . 40 W bij 8 £2, 4 . . . 80 W bij 4 £2, 5 . . . 100 W bij 8 £2 en 10 . . . 200 W

bij 4 £2. Door de kompakte opbouw en het feit dat er geen externe voedingsspanning nodig is, levert het inbouwen zeker geen problemen op. Ets. Velleman PVBA, Industrieterrein 19, B-9751 Gavere (Asper), België (X91 M)

super-stereo in de auto ledereen weet tegenwoordig wat stereo-geluidsweergave is en dat daarvoor twee luidsprekers nodig zijn. Ook in de auto vindt men deze twee geluidsbronnen voor de ver¬ eiste tweekanaalsweergave terug. Het bereikte effekt laat echter nogal te wensen over. De oorzaak hiervan is, dat voor het verkrijgen van het stereo-effekt een bepaalde verhou¬ ding moet zijn tussen de afstand van de beide luidsprekers en de plaats van de luisteraar. Het interieur van een auto is niet bepaald een geschikte ruimte daarvoor en zo kan alleen diegene stereo horen, die in het midden van de achterbank zit.

Blaupunkt-technici vonden daarvoor een oplossing, die van hoorfysiologische onderzoekingen werd afgeleid en die resulteerde in een derde kanaal. Het signaal hiervoor wordt d.m.v. een matrixschakeling van de beide oor¬ spronkelijke weergave-kanalen betrokken en door een in het midden van het dashboard geplaatste extra luidspreker weergegeven. Toen het eerste prototype werd ingeschakeld bleek dat niet alleen de bestuurder en de passagier van een perfekt stereoeffekt konden genieten, maar tevens bleek dat het geluid veel verder naar voren leek te "staan". Voordeel: muziek en spraak worden veel beter verstaan en geringere geluids¬ sterktes zijn voldoende voor eenzelfde geluidsindruk. Het Multi-Stereo-System wordt als extra aksessoire door Blaupunkt op de markt gebracht. Voor iedere bezitter van een hoogwaardige installatie en met dienovereen¬ komstige eisen zal dit systeem zeker een "must" zijn. Willem Van Rijn B.V., Postbus 8005, 1005 AA Amsterdam (X093 M)

O

1

Komponenten Hier een lijst van de in Elex gebruikte onderdelen. Zoals in de rubriek "Elextra" al gezegd, wijken de symbolen soms af van de standaard-versies.

aarde gloeilampje

i

koptelefoon zenerdiode

luidspreker

thyristor neonlampje spoel weerstand

De schema's in Elex bevatten o.a. de volgende symbolen:

potent iometer (potmeter)

4

diac

tnac

draad (geleider)

verbindingen

instelpotmeter

spoel met kern

transformator

LED (lichtgevende diode) relais (kontakt in ruststand)

4

kru ising zonder verbinding

afgeschermde kabel

fotodiode (lichtgevoelige diode)

stereo potmeter NPN-transistor

operationele versterker (opamp)

schakelaar (open) in verte r

-Ji

drukknop (open)

\

PNP-transistor AND-poort (EN-poort)

aansluiting (vast) LDR

(lichtgevoelige weerstand)

kondensator

NAND-poort (NEN-poort)

aansluiting (losneembaar) meetpunt

H3

4

variabele kondensator fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

batterij-cel

trimmer

N-kanaal J-FET ^ _ batterij (3 cellen)

OR-poort (OF-poort)

|

NOR-poort (IMOF-poort)

elektrolytische kondensator |—

EXOR-poort (EX-OF-poort)

zekering P-kanaal J-F ET

h

diode draaispoelinstru ment

batterij (meer dan 3 cellen)

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

II

\Y (Condensatoren

Weerstanden worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrukt. De kleurkode is als volgt:

IIJUl

i

\

kleur

/ 1ste cijfer

c jfer

zwart

-

0

1

-

bruin

1

1

10

± 1% ± 2%

2de

vermenigvul- lolera ntie in /o digingsfaktor

rood

2

2

100

oranje

3

3

1000

-

geel

4

4

10.000

-

groen

5

5

100.000

± 0,5%

blauw

6

6

1.000.000

-

violet

7

7

-

-

grijs

8

8

-

-

wit

9

9

-

-

goud

-

-

x0,1

± 5%

zilver

-

-

x 0,01

± 10%

geen

-

-

-

X 20%

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 £2 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 = 47 kJ2 10% (in Elex-schrijfwijze: 47 k) bruin-groen-groen-goud: 1.500.000 = 1,5 M£2 5% (in Elexschrijfwijze: 1M5) In Elex-schakelingen worden uitsluitend weerstanden gebruikt uit de zogeheten E12-reeks met een tolerantie van 10% (of 5%). Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

zijn kleine ladingreservoirs. Aangezien ze wel wisselspanning, maar geen gelijkspanning doorlaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspanningen. De hoeveelheid lading die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van gewone kondensatoren (keramische en folie-kondensatoren) liggen tussen 1 1 1 pF en 1//.F, dus tussen F. F en 1.000.000.000.000 1.000.000 De waarde is op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; 0,03MF = 30 nF; 100 p (of n100 of n1) = 100 pF.

Behalve de kapaciteit is ook de spanning belangrijk. Die moet minstens 20% boven de voedingsspanning liggen. De prijzen van de in Elex-schakelingen toegepaste kondensatoren liggen als regel zo tussen f 0,30 en / 1,50.

Elektrolytische kondensatoren (eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen 1juF en 10.000(xF). Ze zijn echter wel gepolariseerd, d.w.z. ze heb¬ ben een plus- en een min-aansluiting, die niet verwisseld mo¬ gen worden. Bij tantaal-elko's (een heel klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10/uF/35 V kost zo rond f 0,40.

Dioden

Potentiometers oftewel potmeters, zijn speciale weerstanden met een verstel¬ baar 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 / 1,50.

zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste wor¬ den vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze om, dan sperren ze. stroom

© • 1 0 doorlaatrichting

sper richting

-o

^

In doorlaatrichting ontstaat er over de aansluitingen van een silicumdiode een spanning van ca. 0,6 V (drempelspanning). De aansluitingen heten katode (streepje in symbool) en ano¬ de. De katode is meestal op het huisje van de diode aangege¬ ven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inke¬ ping, diode

batterij

Een kleine stroom die van basis naar emitter loopt, veroor¬ zaakt een (veei) grotere stroom tussen kollektor en emitter. Daarom zeggen we dat de transistor de basisstroom „ver¬ sterkt" (stroomversterking). Transistors zijn vandaag de dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen. In onze schakelingen worden de typen BC547 (NPN) en BC557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aan¬ sluitingen.

lampje

Zijn de aansluitingen onbekend, dan kan de diode m.b.v. een lampje en een batterij worden getest. Het lampje brandt al¬ leen als de diode is aangesloten in de getekende richting. 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 200 mA), prijs ca. / 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A), prijs ca. f 0,25.

In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC547 en BC557 ook andere typen gebruiken met ongeveer dezelfde eigenschappen: NPN: BC548, BC549, BC107 (108, 109), BC237 (238, 239) PNP: BC558, BC559, BC177 (178, 179), BC251 (252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond / 0,40.

LED's (light emitting diodes) zijn in een doorzichtige behuizing on¬ dergebrachte 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 katode (streepje in symbool) herkent men aan het korte pootje. De goedkoopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje. pen 1

Geïntegreerde schakelingen

Transistors zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en kollektor. Er zijn NPN- en PNP- 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 algemeen over te zeg¬ gen valt. De meeste IC's zijn ondergebracht in een DILbehuizing (dual-in-Iine): de bekende zwarte „kevertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) wat worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. Om vergissingen te voorkomen is pen 1 op het IC altijd ge¬ merkt met een punt of een inkeping o.i.d.