ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1984-09 issue may [PDF]

Zitiervorschau

nr.9 mei 1984 f3,95 Bfrs.78

hobby-elektronic

o •

..

."**"

• telefoon -lichtbel • middengolf radio •vermogen, wat is dat? • antenneversterker

2 e jaargang nr. 5 mei 1984 ISSN 0167-7349

Hoofd redakteur: P.V. Holmes Chef redaktie: E.J.A. Krempelsauer Chef ontwerp: K.S.M. Walraven

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 12.30-16.00 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 bescherming van Elex strekt zich mede uit tot de illustraties met inbegrip van de printed circuits, evenals tot de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex opge¬ nomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoorde¬ lijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht on¬ gevraagd ingezonden bijdragen. die zij niet voor publikatie aan¬ vaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een ingezon¬ den bijdrage voor publikatie aan¬ vaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewerken; 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 gebrui¬ kelijke vergoeding.

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5133 Gangelt.

© Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1984 Printed in the Netherlands 0,8 . . . 1,2 mm (zie tekst) D1 = AA 119 igermaniumdiode) M1 = draaispoelinstrument 50 M A Elex-print formaat 1 aluminium hoekbeugel voor C1 antenne (fietsspaak) metalen behuizing

is, zoals de naam al aan¬ geeft, een kondensator waarvan de kapaciteit trap¬ loos instelbaar is tussen ca. nul en maximum. Met de in het schema aangegeven waarden voor L1 en C1 kan de veldsterkte worden ge¬ meten van signalen tussen ongeveer 13 en 40 MHz. De parallelresonantiekring heeft tot taak om de gewenste frekwentie uit het antennesignaal te lichten en door te geven naar het indikatiegedeelte van de schakeling. Dat kiezen van de gewenste frekwentie gebeurt met Cl; daarmee wordt namelijk de resonantiefrekwentie van de kring L1/C1 ingesteld. Alleen bij dié frekwentie (fr) is de signaal-amplitude van de re¬ sonantiekring maximaal, in figuur 3 is dat voor de frekwenties 13 MHz en 27 MHz in beeld gebracht. Wanneer men C1 verdraait, dan verandert de resonantie¬ frekwentie, met als gevolg dat de amplitude meteen kleiner wordt. De veldsterk¬ temeter vertoont dan weinig of geen uitslag meer. Dat ligt louter en alleen aan de .weerstand van C1 en LI. Spoel en kondensator fun¬ geren hier als frekwentieaf-

hankelijke weerstanden. Bij stijgende frekwentie neemt de weerstand van de spoel toe en die van de kondensa¬ tor juist af. De kring C1/L1 is uitsluitend in resonantie als de weerstand van spoel en kondensator aan elkaar gelijk zijn. Omdat we een variabele kondensator heb¬ ben toegepast, kan de fre¬ kwentie waarbij dit het geval is worden ingesteld met C1. Met de aangegeven waar¬ den zijn resonantiefrekwenties mogelijk tussen ca. 13 en 40 MHz. Het bij de reso¬ nantiefrekwentie ontvangen signaal wordt door D1 gelijk¬ gericht en door het draai¬ spoelinstrument Ml aange¬ geven. De uitslag van het instrument kan met potmeter P1 worden ingesteld; de meter is het gevoeligst wanneer de loper van PI aan de kathode van D1 ligt. Bij hoge veldsterkten kan men met PI wat "gas terug¬ nemen". De meteruitslag hangt van in totaal vier faktoren af: het vermogen van de zender, de antenne, de afstand tot de zender èn de stand van P1.

De bouw Aangezien de hele schake¬

ling uit niet meer dan wel¬ geteld zes komponenten bestaat, is de bouw waar¬ schijnlijk in luttele minuten gepiept. In figuur 4 is ten overvloede nog aangegeven hoe de zaak op een stan¬ daard-printje kan worden opgezet. Voor diode D1 moet per se een germaniumtype worden gebruikt, van¬ wege de lage drempelspan¬ ning (0,2 a 0,3 V). Bij siliciumdioden ligt die waarde op 0,6 a 0,7 V, waardoor bij ge¬ ringe signaalamplituden nau¬ welijks of geen meteruitslag wordt verkregen. Variabele kondensator C1 kan niet rechtstreeks op de print worden gemonteerd; het beste is om er een alu¬ minium hoekbeugeltje voor te maken en dat dan met twee schroefjes op de print te bevestigen. Spoel L1 valt heel gemakke¬ lijk zelf te maken. Hij bestaat uit 10 windingen ge¬ lakte koperdraad (CuL) van 0,8 a 1,2 mm doorsnee, die om een gewoon potlood zijn gewikkeld. Dat potlood dient alleen als wikkelhulpje en wordt daarna weer ver¬ wijderd! De windingen die¬ nen dicht aaneen zonder tussenruimte naast elkaar te

worden gelegd. Voor C2 moet liefst een goede keramische kondensa¬ tor worden gebruikt. Zulke typen vertonen namelijk een hoge kapaciteitsstabiliteit, geringe verliezen bij hoge frekwenties en een kleine tolerantie — stuk voor stuk dingen die een positieve in¬ vloed hebben op het meetbereik. Voor de indikatie wordt een draaispoelinstrument toege¬ past met een gevoeligheid van 50 piA. In geval van nood kan hier eventueel ook een unïverseelmeter voor worden gebruikt. De anten¬ ne is verreweg het gemakke¬ lijkste onderdeel; daarvoor volstaat een stuk draad van 20 a 30 cm lengte. Een ge¬ wone fietsspaak kan hier uitstekende diensten bewij¬ zen! Om invloed van ongewenste storingsvelden tot een mini¬ mum te beperken, kan de veldsterktemeter het beste in een metalen kastje wor¬ den ondergebracht (fi¬ guur 5). Per se nodig is het niet, maar men weet dan in elk geval zeker dat men geen verkeerde dingen zit te meten.

E. cc X I UI

i

Ook al leven we al lang in de tijd van super- en dubbel-superontvangers, toch blijft een eenvoudige rechtuit-ontvanger deson¬ danks veel van zijn charme behouden. Het is voor velen de eerste kennismaking met HF-techniek en geldt nog altijd als hèt klassieke voor¬ beeld als het om zelfbouwontvangers gaat. Een rechtuit-ontvanger is gemakkelijk te bouwen, goedkoop en bij uitstek ge¬ schikt om mee te experi¬ menteren. Bovendien zijn de prestaties vaak lang niet gek, zodat zo'n simpel din¬ getje vaak goede diensten kan bewijzen als stand-by ontvanger. Zoals al blijkt uit de titel, is deze radio bedoeld voor ontvangst van de middengolf-band. Op de midden¬ golf worden amplitudegemoduleerde signalen uit¬ gezonden in het frekwentiebereik tussen ca. 500 en 1600 kHz. Met wat experi¬ menteren met verschillende onderdelenwaarden is het zelfs mogelijk om ook kortegolf-stations te ontvan¬ gen. Van de ontvangstkwa¬ liteit mogen uiteraard geen wonderen worden verwacht. Het afstemmen gaat, zoals

bij teruggekoppelde ontvan¬ gers te doen gebruikelijk, gepaard met het nodige ge¬ piep en gefluit en de ge¬ luidskwaliteit ligt op een nivo dat mijlenver is van elke hifi-norm. Maar daar is het hier ook niet om begonnen. Waar het om gaat is om wat praktische ervaringen op te doen met een stukje HF-techniek.

De schakeling Het principe van een rechtuit-ontvanger vindt u elders in dit nummer be¬

schreven. In plaats van met de theorie, gaan we ons hier dus maar meteen met de praktische uitwerking er¬ van bezighouden. Figuur 1 toont het schema. Aan de ingang van de ont¬ vanger zien we allereerst de afstemkring (parallelresonantiekring) L1a/C1, met behulp waarvan de gewenste zen¬ der uit het totale aanbod aan ingangssignalen wordt gefilterd. Dat gebeurt door de kring met variabele kondensator C1 op de desbe¬ treffende frekwentie af te stemmen. Om de afstem¬ kring zo min mogelijk te dempen, is de antenne "induktief" gekoppeld; hij is er

rechtuit-ontvanger met terugkoppeling

dus niet direkt op aangeslo¬ ten maar via een zoge¬ naamde koppelwikkeling (spoel L1b). Het door L1a/C1 uitgefilterde amplitude-gemoduleerde wisselspanningssignaal (fi¬ guur 2) is in deze vorm nog niet geschikt om te worden weergegeven. Eerst moet het nog gedemoduleerd en versterkt worden. Die taak neemt transistor T1 op zich. Zoals uit het symbool blijkt, is T1 geen "gewone" bipo¬ laire NPN-transistor, maar een IM-kanaal veldeffekttransistor, kortweg FET ge¬ naamd. Een FET heeft ver¬ geleken met een gewone transistor één in het oog springend voordeel: voor de aansturing is geen stroom maar een spanning nodig; een FET werkt nagenoeg "vermogensloos". Technici noemen dit verschijnsel "een hoge ingangs¬ weerstand" — en inderdaad ligt die weerstand al naar gelang het type zo tussen 109 en 1012 ohm. In ons geval zorgt de hoogohmige ingang van de FET ervoor dat de afstemkring nauwelijks wordt belast en de signaal-amplitude ter plaatse dus zo goed als niet kieiner wordt. De hoogfre-

kwente spanning op de gate-aansluiting wordt door de FET versterkt, want tij¬ dens de positieve halve pe¬ rioden wordt de drainstroom hoger (waardoor de uit¬ gangsspanning daalt) en tij¬ dens de negatieve daalt de drainstroom (drainspanning stijgt). De versterkingsfaktor van de FET verandert ech¬ ter ook met de ingangs¬ spanning, waardoor de po¬ sitieve perioden van het sig¬ naal sterker worden ver¬ sterkt dan de negatieve. In figuur 3 is te zien wat dat

voor het HF-signaal tot ge¬ volg heeft. Omwille van de duidelijkheid zijn de verhou¬ dingen in deze tekening een beetje overdreven: de nega¬ tieve perioden worden hier namelijk helemaal niet ver¬ sterkt. Omdat het verloop van de drainspanning omge¬ keerd is aan dat van de gate-spanning, zijn aan de uitgang de geïnverteerde positieve halve perioden van het hoogfrekwent-signaal overgebleven. Nu dienen we alfeen nog de hoogfrekwent draaggolf zelf te raken, want die is voor weergave totaal ongeschikt. Daarvoor zorgt kondensator C4; die vormt voor HFsignalen een komplete kortsluiting, waardoor de draaggolf naar massa wordt afgevoerd. Wat overblijft is de in figuur 4 afgebeelde zogenaamde "omhullende"; vergeleken met de draaggolf is de frekwentie daarvan na¬ melijk zó laag dat die C4 niet passeren kan. De op de drain van T1 aanwezige om¬ hullende is dus identiek aan het oorspronkelijke LF-signaal. Zoals te zien in het schema kan het ontvangen signaal met behulp van een hoogohmige koptelefoon (min¬ stens 1 kohm) rechtstreeks worden beluisterd. De impe¬ dantie moet zo hoog zijn omdat anders het signaal te zwaar wordt belast. De kop¬ telefoons van het type HD414 en HD424 (Sennheiser) zijn met hun impedan¬ tie van ca. 2 kohm bijzonder goed geschikt. Omdat het hier om mono-signalen gaat, dient men beide oor¬ schelpen met de uitgang van de ontvanger te verbin¬ den; het beste is om ze in serie te schakelen. Bedui¬ dend goedkoper dan de Sennheiser-typen is de BZ160 van Noris; die heeft eveneens een impedantie van 2 kohm en is reeds van huis uit als mono-koptele'foon geschakeld. De tegen¬ woordig zo populaire "walk¬ man" -koptelefoons zijn he-

si

9V

BF256 naar universele versterker

G SD

Lia 52 windingen 1 A Lib 3 windingen} d L draad 0,2 . . . 0,3 mm * L1c 4 windingen ( °P'«rnetstaaf, ca. 20 mm lang. 1 cm 0

T aarde

Figuur 1. De beste ontvangst krijgt men als er een flinke antenne wordt gebruikt en de onderkant van spoel Lib ge¬ aard wordt. FET T1 neemt zo¬ wel de gelijkrichting als de versterking van het A M signaal voor zijn rekening. Vanuit de source van T1 wordt een gedeelte van het versterk¬ te HF-signaal teruggekoppeld naar de ingang, waardoor een flinke toename van de gevoe¬ ligheid wordt verkregen. Figuur 2. Het amplitudegemoduleerde HF-signaal, zo¬ als dat op de gate van T1 belandt. Figuur 3. De transistor laat vrijwel uitsluitend de positieve perioden passeren en richt het signaal aldus gelijk. Figuur 4. De hoogfrekwent draaggolf die in het signaal van figuur 3 nog aanwezig was, is hier verdwenen omdat hij met C4 is kortgesloten naar massa. Nu is alleen de "om¬ hullende" over en de vorm daarvan is hetzelfde als van de oorspronkelijk uitgezonden LF-informatie.

4

+L

X

I ui

ia

laas minder geschikt. Het gros daarvan heeft een im¬ pedantie van slechts 32 ohm per schelp, hetgeen voor de ontvanger een dus¬ danig zware belasting vormt dat zelfs lokale zenders nog maar heel zwak te horen zullen zijn. Natuurlijk kan er ook een luidsprekerversterkertje aan de uitgang wor¬ den aangesloten. De in ja¬ nuari gepubliceerde "univer¬ sele luidspreker-eenheid" leent zich daar bijvoorbeeld uitstekend voor. De ontvan¬ ger moet dan wel worden uitgebreid met de in fi¬ guur 1 gestippeld aangege¬ ven komponenten; de in¬ gang van de versterker wordt verbonden met C6. Over één detail van de ont¬ vanger hebben we het nog niet gehad, namelijk over de terugkoppeling. In figuur 1 zien we dat de sourceaansluiting van T1 verbon¬ den is met spoel Lic. De andere kant van die spoel ligt via D1 en C3 aan mas¬ sa. Die diode is niets bijzon¬ ders, want die zorgt ge¬ woon voor de gelijkspanningsinstelling van de FET. Het gaat om spoel Lic: met behulp van die spoel wordt namelijk een deel van het door T1 versterkte HFsignaal teruggekoppeld naar de ingangskring. Dat vormt een ondersteuning van de van de antenne afkomstige spanning en heeft als resul¬ taat dat reeds zeer kleine antennesignalen voldoende zijn om de FET aan te stu¬ ren. Ondanks de simpele opzet is onze middengolfradio daardoor zeer gevoelig. De toepassing van terug¬ koppeling levert echter ook een nadeel op: wanneer er te veel spanning naar de in¬ gang wordt teruggevoerd dan krijgen we hetzelfde effekt als wanneer we bij een versterkerinstallatie de mikrofoon vlak voor de luid¬ spreker houden. De ontvan¬ ger gaat dan oscilleren, het¬ geen door een harde fluittoon merkbaar wordt. Om de hoeveelheid teruggekop¬

peld signaal nauwkeurig te kunnen doseren is spoel Llb dan ook verschuifbaar ge¬ maakt. Als de uiteinden van de spoel verkeerd-om wor¬ den aangesloten, dan wer¬ ken de teruggekoppelde spanning en het antennesignaal elkaar juist tegen en is de ontvanger helemaal "dood".

Bouwbeschrijving De schakeling bestaat uit • slechts weinig onderdelen en past, zoals figuur 5 laat zien, tamelijk gemakkelijk op een standaard printje formaat 1. Bij het solderen wordt begonnen met de weerstanden en kondensatoren. Let bij C5 op de po¬ lariteit! Bij gebruik van een koptelefoon kunnen R2 en C6 vervallen. Variabele kondensator C1 wordt niet rechtstreeks op de print ge¬ monteerd, maar via een alu¬ minium hoekbeugeltje. Met behulp van twee kabeltjes wordt hij vervolgens met de juiste punten op de print verbonden. Daarna kunnen D1 en T1 worden gemon¬ teerd. D1 moet met de kathode naar de rand van de print wijzen. Bij T1 is op¬ passen geboden, want hier¬ van bestaan uitvoeringen met verschillende aansluitin¬ gen. Het meest voorkomen¬ de type is afgebeeld in fi¬ guur 1 en daarbij is de aansluitvolgorde G-S-D (gatesource-drain). Er zijn echter ook typen die de aansluitvolgorde D-S-G hebben en die moeten dus precies an¬ dersom op de print worden gesoldeerd. Het enige dat nu nog ont¬ breekt is de spoel. Die bestaat uit drie afzonderlijke wikkelingen om een ca. 20 cm. lange ferrietstaaf van 10 mm doorsnee. Het beste is om de draad niet rechtstreeks op de staaf te wikkelen, maar op een pa¬ pieren of kartonnen koker¬ tje. Dan kan men de spoe¬ len later gemakkelijk ver¬ schuiven. Lla en L1b wor¬

den naast elkaar gewikkeld op een kokertje van 3,5 a 4 cm lang. Lla bestaat uit 52 windingen, welke zonder tussenruimte netjes naast elkaar worden gewikkeld. De juiste wikkelrichting is te zien in figuur 5. De eerste en de laatste winding kun¬ nen het beste met een stukje plakband worden vastgezet. Voor L1b hoeven slechts 3 windingen om het koker¬ tje te worden gelegd, waar¬ bij de wikkelrichting onbe¬ langrijk is. Tussen L1a en L1b moet een afstand wor¬ den aangehouden van ca. 5 mm. Als alles tot zo¬ ver klaar is dan kan de fer¬ rietstaaf op de print worden bevestigd. Daarvoor zijn twee van de in figuur 6 ge¬ schetste houten blokjes no¬ dig, die op de in figuur 7 weergegeven manier op de print worden vastge¬ schroefd. De ferrietstaaf wordt door de gaten gesto¬ ken (vergeet de spoelkoker er niet op te schuiven!) en eventueel met een klein beetje lijm vastgezet. Ben voorzichtig met de fer¬ rietstaaf, want ferriet is erg breekbaar spul. Nu alleen spoel L1c nog. De wikkelrichting daarvan dient hetzelfde te zijn als die van L1a; in het schema is de richting door middel van punten aangegeven. Het is heel belangrijk dat u dit op de juiste manier doet, aan¬ gezien de ontvanger anders niet werkt. Het kokertje let Lic wordt vervolgens over de staaf geschoven en de spoel-uiteinden worden met de desbetreffende punten op de print verbonden. Vooral bij Lic is het belang¬ rijk dat hij zó is gekonstrueerd dat hij goed valt te verschuiven. De positie van deze spoel ten opzichte van L1a is namelijk bepalend voor de hoeveelheid signaal die wordt teruggekoppeld en dus voor de ontvangst¬ kwaliteit. Hoewel voor lokale zenders de ferrietstaaf zelf als an-

Onderdeleniijst R1 = 1 MQ R2 = 680 Q (zie tekst) C1 = 500 pF variabel C2 = 100 pF C3 = 22 nF ker. C4 = 2,2 nF C5 = 10 jiF/10 V tantaal C6 = 100 nF (zie tekst) T1 = BF256A D1 = 1N4148 L1a = 52 windingen* L1b = 3 windingen* Lic — 4 windingen* * gelakte koperdraad CuL met een dikte van 0,2 . . . 0,3 mm, op een ferrietstaaf van 20 cm lengte en 10 mm doorsnee Diversen: Elex-print formaat 1 batterij-clip 9 V-batterij hoekbeugel voor montage Cl knop voor C1 behuizing + montagemateriaal Figuur 5. De print-layout laat duidelijk de wikkelrichting zien van de spoelen Lla en Lic. R2 en C6 zijn alleen nodig als men in plaats van een kop¬ telefoon de "universele luidspreker-eenheid" toepast.

tenne kan fungeren, is voor een goede ontvangst van wat verder verwijderde sta¬ tions een buitenantenne on¬ ontbeerlijk. Een gewoon stuk flexibele schakeldraad is hier uitstekend voor te gebruiken. De lengte is af¬ hankelijk van de ontvangst¬ situatie; in het algemeen geldt "hoe langer hoe be¬ ter", maar met een meter of drie tot tien komt men meestal een heel eind. Als het enigszins mogelijk is dient men de antenne op een flinke hoogte op te stel¬ len (bijv. in de nok van het dak, of buiten tussen een schoorsteen en de top van een boom); als regel levert dat een flinke winst in signaalsterkte op. Die signaalsterkte neemt nog verder toe als de andere kant van spoel L1b wordt "geaard" door die aansluiting met de waterleiding of de centrale verwarming te verbinden. Heeft men de batterij en de koptelefoon (of de verster¬ ker) eenmaal aangesloten, dan moet er bij het ver¬ draaien van C1 en /of het verschuiven van L1c een duidelijk gepiep en gefluit hoorbaar worden. Bij de

meeste schakelingen (zoals versterkers bijv.) is gefluit een verontrustend teken, maar in dit geval vormt het een indikatie dat alles prima in orde is. Hoort men abso¬ luut niets, dan zijn daar ver¬ schillende mogelijke oorza¬ ken voor. Zo kan bijvoor¬ beeld de spoel L1c verkeerdom aangesloten zijn. Of

anode en kathode van D1 zijn verwisseld; als het goed is moet over de diode een spanning van 0,7 V staan (nameten!). Ook de FET kan de schuldige zijn. Kontroleer of hij goed op de print is gemonteerd. Als u met een koptelefoon werkt, monteer dan R2 tijdelijk op de in het schema aangege¬

ven plaats en meet vervol¬ gens de gelijkspanning tus¬ sen de drain van T1 en massa; die spanning dient ongeveer 8 V te bedragen. Zónder koptelefoon, maar mèt R2, bedraagt de ruststroom van de schakeling rond 3 mA. Bij het afstemmen van de ontvanger met Cl, schuift men eerst spoel L1c zover terug dat er geen gefluit hoorbaar meer is. Heeft men de gewenste zender te pakken, dan wordt L1c weer langzaam dichter naar de afstemspoel geschoven. Hoe korter de afstand tus¬ sen beide spoelen, des te sterker zal de ontvangst worden — tot de schakeling op een bepaald moment weer gaat fluiten. De opti¬ male stand voor Lic is die waarbij nèt geen oscillatie optreedt. Nog een tip voor de experimenteerders: Schakel in se¬ rie met C1 eens een kondensator van 100 pF. Als u vervolgens het aantal win¬ dingen van L1a vermindert, is het ook mogelijk om kortegolf-zenders te ontvan¬ gen. We wensen u veel ple¬ zier en goede ontvangst.

Figuur 6. Maatschets voor de houten ferrietstaaf-houdertjes. Behalve hout, is trouwens ook kunststof geschikt als materi¬ aal; metaal mag echter niet worden gebruikt. Figuur 7. Hier is te zien hoe het proefmodel werd opge¬ bouwd.

I UI

la u

de band met de onbeperkte mogelijkheden 1877 Op 18 juli schrijft Thomas Alva Edison in zijn laboratorium-aan¬ tekeningen: "Experimen¬ teerde net met een mem¬ braan . . . zonder twijfel zal ik in staat zijn de menselijke stem vast te leggen en . . . weer te geven." Op 12 augustus spreekt Edison de woorden "Mary had a little lamb . . ." in de hoorn van een door hem gekonstrueerde "spreekmachine". Membraan en snijbeitel brengen de ge¬ luidstrillingen over op

tinfolie. Bij het aftasten van de groef, die op deze manier is gesneden, komen de woorden verstaanbaar terug uit de hoorn. De uitvinding van de "fonograaf" is een feit. 1888 Op 8 september publiceert de Ameri¬ kaan Oberlin Smith in het tijdschrift "The Electrical World" een artikel, waarin hij naast voorstellen ter verbetering van de Edison-, fonograaf voor de eerste keer melding maakt van het principe van de magnetische geluidsregistratie. 1898 De Deense fysicus Valdemar Poulsen introduceert in Kopenhagen zijn "telegrafoon", het eerste apparaat waarmee de magnetische geluids¬

registratie praktisch wordt gerealiseerd. Hij gebruikt een staaldraad als geluids¬ drager. 1928 In het voorjaar demonstreert de Dresdener ingenieur Frits Pfleumer een door hem gekonstrueerd magnetisch geluidsapparaat aan Berlijnse journalisten. In plaats van een draad of stalen band gebruikt hij een papieren band, waarop staalstof is geplakt. Tegenwoordig is de smalle bruine band, de magneet¬ band, bijna "bijzaak" geworden. Hij wordt over¬ schaduwd door de enorme vloed van audio- en video-

produkten, door Hifi, stereo en PCM, door matzilverkleurige bedienings¬ knoppen en getinte beeld¬ schermen. Wat zou er echter overblijven als de magneet¬ band niet bestond? Het grote scala radio- en tv-programma's zou onbe¬ staanbaar zijn: geen "doel¬ punt van de maand", geen herhaling van aktuele gebeurtenissen, de produktie van hoogwaardige hifiplaten zou veel moeilijker zijn, geen muziek meer van de gemakkelijke cassette¬ recorder tijdens een autorit, we zouden onze eigen opnamen met handige recorders kunnen vergeten, om kort te gaan, we zouden zo het een en ander moeten missen. Bovendien mogen

€>

we de technische toe¬ passingen niet vergeten: geen tijdbesparende computers, geen arbeids¬ besparend besturen van komplete machine-installa¬ ties, geen exakte besturing van satellieten, enzovoorts. Ja, de wereld zou er nog steeds uitzien als jaren terug, een beetje achter¬ gebleven, als de magneet¬ band niet was uitgevonden. Een vinding van BASF, precies vijftig jaar geleden, in 1934. De radiostations waren de eersten die dit nieuwe medium toepasten. Zij begrepen snel de mogelijk¬ heden die ze hiermee verkregen: gemakkelijkere geluidsmontage, langere opslagtijden in vergelijking met de tot dan toe gebruikte in was gesneden platen, enzovoorts. Alleen de geluidskwaliteit van de magneetband liet nog wel iets te wensen over. Het frekwentiebereik van 50 tot 5000 Hz kwam welis¬ waar overeen met de norm van de toenmalige middengolfzenders, maar het geluid was nauwelijks beter dan dat van een middelmatige grammofoonplaat. In 1941 veranderde dit fundamenteel: een toevallig¬ heid tijdens technische proeven van de toenmalige Reichsrundfunkgesellschaft in Berlijn leidde tot de ontwikkeling van de hoogfrekwente voormagnetisering. Tot dat moment werden alle oude band¬ opnamen door middel van een gelijkstroom gewist. Nu kon men de band geheel demagnetiseren meteen hoogfrekwente stroom. Daarmee werd de band ruis bijna geheel onderdrukt. Opeens kon het gehele, natuurlijke geluidsspektrum van spraak en muziek met behulp van magneetband worden beheerst. Een beslissende stap voorwaarts,

die het magnetische geluids¬ proces in vele opzichten ruimschoots aan de top bracht van alle geluidsop¬ namemethoden uit die tijd. De anders zo alert reageren¬ de Amerikanen hadden geen notie van deze ontwikkeling. Pas in 1945 raakten ze bekend met de Duitse magneetband en ze bouwden daarna snel een eigen magneetbandindustrie op. Na 1948 zorgde de magneetband voor een geheel nieuw toepassings¬ gebied: kleinere band¬ recorders vonden snel hun weg naar de velen die geïnteresseerd waren in een bandrecorder voor thuis. Een nieuwe hobby was geboren, men kon geluids¬ amateur worden. In die dagen was men nog heel bescheiden. Men vermaakte zich met dit technische speelgoed en de mogelijkheden om zelf akoestisch te experimen¬ teren. Wat maakte het uit, dat er slechts één type band was met een speelduur van nog geen half uur? Wat maakte het uit, dat de band nog relatief dik was, bijna

zo dik als een mensenhaar? Vandaag de dag ziet dat er. duidelijk anders uit. Men heeft de keus tussen langspeelbanden, banden met een dubbele en drievoudige speelduur, tussen twee- en viersporentechniek, tussen verschillende bandsnelheden, enzovoorts. De ononderbroken speelduur per spoor nam toe tot meer dan drie uur. Low noise, high output en stereo zijn enkele woorden uit het vocabulaire van de moderne geluidsamateur. Het principe van de mag¬ neetband is sinds het begin echter niet veranderd. Nog steeds bestaat deze uit een kunststof band, die is voorzien van een magnetiseerbare laag. Wat wel veranderde zijn de presta¬ ties. Nieuwe recepten, verbetering van de oxyden, folies met betere eigen¬ schappen, veranderingen in het fabrikageproces en vele andere dingen verbeterden de kwaliteit. Parallel daar¬ aan ontwikkelde men nieuwe toepassingen, bij¬ voorbeeld in de richting van gegevensverwerking, beeld¬

registratie e.d. De magneetband is nu al lang gemeengoed geworden, zowel voor researchdoel¬ einden als voor de techniek, voor de beroepsuitoefening en voor de wetenschap. Hij wordt door de arts gebruikt voor het vergelijken van opnamen van harttonen of voor de weergave van röntgenopnamen via een beeldscherm. Voor toneel¬ spelers en zangers vormt het de spiegel van hun prestaties, bij het onderwijs een hulp¬ middel voor het lesgeven en leren. Men gebruikt hem bij het zoeken naar olie, voor het besturen van draai¬ banken en snijmachines, voor het opgeven van vraag¬ stukken aan computers, voor het opslaan van meet¬ gegevens van satellieten, voor het in millisekonden berekenen van korrekties voor ruimte-expedities. Hele bladzijden kunnen worden gevuld met het opnoemen van alle moderne toe¬ passingen van de magneet¬ band. Verschillende proeven werden gedaan om de magneetband te vervangen door andere opslagmedia. Naar de huidige stand van de wetenschap vofmen deze methoden de komende jaren nog geen ernstige bedreiging voor de magneetband. BASF Nederland B. V. Postbus 1019 6801 MC Arnhem tel.:085-717171

Elektronische ratten¬ en muizenverjager De firma die in Nederland de elektronische ratten- en muizenverjager (zie Elex april, blz. 4-36) op de markt brengt, Clock Electronic Nederland, is verhuisd. Het adres is nu: Postbus 208, 5460 AE Veghel, tel. 0413050666.

De lichtbel of optische tele¬ foonbel zal voor veel gezin¬ nen zeker een uitkomst zijn. Bijvoorbeeld voor die gezin¬ nen waar iemand na een vermoeiende nachtdienst overdag geen oog dicht kan doen, omdat hij telkens door het schrille geluid van de telefoonbel in zijn welver¬ diende rust wordt gestoord. De optische telefoonbel maakt het voor de andere gezinsleden mogelijk het ge¬ luid van de telefoonbel af te zetten, terwijl toch een tele¬ foontje niet onopgemerkt blijft. Een ander voordeel is dat er dank zij de lichtbel in meerdere kamers een lamp kan worden geplaatst; zelfs

optische telefoonbel in de tuin, als men daar een groot gedeelte van de dag doorbrengt. En een derde, misschien wel belangrijkste funktie van de lichtbel is dat nu slechthorenden het bin¬ nenkomende telefoon¬ gesprek kunnen waarnemen. De schakeling zet het geluid van de telefoonbel om in lichtsignalen. Met andere woorden: de geluidsignalen aktiveren de schakeling zo

Figuur 1. De optische tele¬ foonbel zet het geluid van de telefoonbel in lichtsignalen om. Hierdoor wordt de perio¬ dieke geluidsoverlast op kan¬ toor of thuis weer iets gereduceerd. Figuur 2. De komplete schake¬ ling past op een kleine print en is relatief snel opgebouwd. Het is raadzaam de koperba¬ nen tussen het relais en de aansluitdraden naar de lamp met soldeertin te versterken.

dat een aangesloten lamp een paar keer achter elkaar oplicht. Totdat de hoorn van de haak wordt genomen, zorgt elk geluidsignaal er dus voor dat de lamp enkele malen oplicht. Hierbij speelt het geen rol of de telefoon¬ bel op minimale of maxima¬ le geluidsterkte is ingesteld.

De schakeling Herinnert u zich-nog het

gesprek (hoe zit dat?) uit ons Elex-nummer van februari?

Een waarheid als een koe, want ook de optische tele¬ foonbel zou anders op deze manier (figuur 3) niet te rea¬ "Zeg, klopt het dat magne¬ liseren zijn. Omdat magne¬ tisme iets te maken heeft tisme en elektriciteit echter met elektriciteit?" met elkaar in verband staan, "Jazeker. En hoe! Als je met zorgt spoel L1 ervoor dat een elektrische stroom geen het (door de bel) in te tele¬ magnetisme zou kunnen op¬ foon opgewekte magneti¬ wekken, dan bestonden een sche veld in een elektrische heleboel elektrische appara¬ spanning wordt omgezet. ten nu niet." De spanningsdeler, instel-

S

C3-L 10»

H I

potmeter P1, kan daardoor een spanningspuls voor de operationele versterker IC1 vormen. Zolang in de spoel geen spanning wordt opgewekt, staat op beide ingangen van de opamp dezelfde ge¬ lijkspanning (4,8 V bij een voedingsspanning van 12 V). Wanneer nu de telefoon gaat, komt er op de inverterende ingang een span¬ ningspuls terecht. Door de hoge versterkingsfaktor van IC1 zorgen kleine spanningspulsen (opgaande flank) er al voor dat op de uitgang van de opamp even

Figuur 3. De komplete schake¬ ling van de lichtbel. Het uit de telefoon opgepikte signaal wordt versterkt en aktiveert daarna een monostabiele multivibrator die dan op zijn beurt een blokgolfsignaal produ¬ ceert. Het aangesloten relais zorgt ervoor dat de lamp in een bepaald tempo wordt inen uitgeschakeld.

«piOn

^_I_

een spanning van bijna nul of +12 volt komt te staan. De hier bijbehorende neer¬ gaande flank van de puls aktiveert via C7 en pen 8 de "eerste helft" van IC2. Om misverstanden over het "halve" IC2 te voorkomen, volgt hier een korte toelich¬ ting. We hebben natuurlijk een kompleet en geen door¬ gezaagd IC in de lichtbel ge¬ monteerd. Er bestaan echter een heleboel IC-types waar¬ in niet één maar meerdere funkties zijn ondergebracht. Het in onze schakeling ge¬ bruikte IC2 is een 556 en bevat twee van elkaar onaf¬

=

csl 40

••22

^10n

i—

hankelijke timers van het type 555. De eerste timer in IC2 werkt als een monostabiele multivibrator. De uitgang van de¬ ze timer (pen 9 van IC2) is doorgaans ongeveer nul volt. Alleen de triggerpuls op pen 8 kan ervoor zorgen dat op de uitgang van de timer een positieve spanning verschijnt. Wan¬ neer de timer-uitgang geaktiveerd wordt, reageert hij niet meer op andere triggerpulsen. Pas wanneer de uit¬ gang weer in rusttoestand is, kan de multivibrator door de volgende triggerpuls op¬

nieuw worden geaktiveerd. Hoelang de uitgang geakti¬ veerd blijft, is afhankelijk van de oplaadtijd van C2. En die oplaadtijd wordt weer door R3 bepaald. Met de waarden die in de schake¬ ling staan aangegeven duurt de uitgangspuls ongeveer vijf sekonden. Is de eerste timer geakti¬ veerd, dan staat op zijn uit¬ gang ongeveer vijf sekonden de voedingsspanning. Om¬ dat de uitgang van de eerste timer met de resetingang (pen 4) van de twee¬ de timer is verbonden, wordt daardoor deze laatste gedurende vijf sekonden aktief. In die tijd produceert de tweede timer blokgolfjes, waarvan de frekwentie af¬ hankelijk is van de waarden van R4/R5 en kondensator C4. Het bloksignaal komt te¬ recht op pen 5 van IC2 (de uitgang van de tweede timer). Elk golfje duurt iets korter dan één sekonde. In dit tempo wordt het met de uitgang verbonden relais inen uitgeschakeld. Dat geldt natuurlijk ook voor de met het relais verbonden lamp. Het pulsdiagram van fi¬ guur 4 kan misschien nog antwoord geven op eventu¬ eel resterende vragen over de werking van de schake¬ ling. Kort samengevat werkt de schakeling dus als volgt:

Figuur 4. Het pulsdiagram geeft inzicht in de werking van de schakeling: Het versterkte signaal van de telefoonbel U-j aktiveert een bepaalde tijd de spanning U2- Gedurende deze periode kan het blokgolfsignaal de lamp in- en uitscha¬ kelen. Figuur 5. De komponentenopstelling van de schakeling uit figuur 3. Op de print is zelfs nog plaats voor het relais.

Het rinkelen van de telefoon zorgt voor een negatieve puls op de uitgang van IC1 (pen 6). Hierdoor wordt de monoflop geaktiveerd en zijn uitgang wordt ongeveer 5 sekonden logisch 1 (mid¬ delste pulsvolgorde van fi¬ guur 4). Gedurende die tijd wordt de aangesloten lamp in een bepaald tempo in- en uitgeschakeld (onderste pulsvolgorde). Opamp IC1 is zo geschakeld dat (afhankelijk van fabrikageverschillen) de uitgang in rust " 0 " of " 1 " kan zijn. Dit maakt voor de werking van de rest van de schakeling niets uit; kondensator C7 laat immers alleen wisselspanningsignalen door en geen logische nivo's ( = gelijkspanningen).

De bouw De komponentenopstelHng van figuur 5 laat zien wat er allemaal op de print kan worden gemonteerd. Voor spoel LI, de lamp en de netvoeding zijn er op de print aansluitpunten aanwe¬ zig. Alle andere onderdelen uit figuur 3 kunnen op de print worden geplaatst. Om¬ dat sommige komponenten nogal kort bij elkaar staan, kunnen er gemakkelijk slechte soldeerverbindingen ontstaan. Dus, voorzichtig! Wat de draadbruggen, de

weerstanden en een aantal kondensatoren betreft, hoeft er niet op polariteit te wor¬ den gelet. Dit is wel het ge¬ val bij de kondensatoren C1, C2, C4 en C6, de dioden D1 en D2 en natuurlijk bij de beide IC's. Wijzen de pen 1-markeringen van de IC's niet in de richting van het relais, dan werkt de schakeling niet. Erger nog, de beide IC's kunnen stuk raken. Voordat we met de eerste elektrische test begin¬ nen, is het dus raadzaam de print nog eens goed te kontroleren! Het stroomverbruik van de lichtbel is in rusttoestand ongeveer 20 mA en stijgt behoorlijk als de lichtbel in aktie komt. Een 9 V batterij is dus niet de meest ideale voedingsbron. De simpele netvoeding van figuur 6 is goedkoop, in een wip ge¬ bouwd en dus een prima oplossing voor het "lege¬ batterijen-probleem". De netvoeding levert een uit¬ gangsspanning van 12 V bij maximaal 100 mA. R1 en D5 zorgen voor een optisch sig¬ naal dat aangeeft of de lichtbel is ingeschakeld. Voordat de lichtbel of de netvoeding wordt aangeslo.ten, kontroleren we eerst met een multimeter de 12 V uitgangsspannging. Pas wanneer de spanning klopt.

wordt de lichtbel met de netvoeding verbonden. Al¬ vorens de spoel en lamp aan te sluiten, moeten er op de volgende punten de vol¬ gende gelijkspanningen wor¬ den gemeten (een afwijking van 10% is toelaatbaar): pen 3 van IC1: 4,8 V pen 2 van l d : 4,8 V pen 6 van IC1: 11,5 V/0,5 V pen 6 van IC2: 0 V pen 9 van IC2: 11,5 V pen 12 van IC2: 0 V Wanneer de gemeten waar¬ den deze gegevens benade¬ ren, worden spoel L1 en de lamp aangesloten. Spoel L1 kan kompleet met zuignapje en 3,5 mm telefoonplug worden gekocht. De spoel wordt met het zuignapje aan de zij- of achterkant van de telefoon bevestigd (de beste plaats opzoeken). De afrege¬ ling is nu heel eenvoudig: 1. P1 verdraaien in de rich¬ ting van pen 3 van IC!; 2. een bekende vragen terug te bellen; 3. de telefoon laten rinkelen en P1 langzaam terug¬ draaien. De afregeling is klaar zodra het relais aantrekt en de lamp oplicht. Wanneer het relais niet wordt geaktiveerd, moeten we voor P1 een instelpotmeter met een hoge¬ re waarde nemen (maximaal 1 MQ). De schakeling is dan wel heel gevoelig en de

Onderdelenlijst R1 = 15 kQ R2 = 10 kQ R3 = 470 kQ R4, R5, R6 = 100 kQ PI = instelpotmeter 10 kQ C1 = 1 M F / 1 6 V C2.C6 = 10 fiF/16 V C3, C5, C7 = 10 nF C4 = 4,7 J J F / 1 6 V

D1, D2 = 1N4148 IC1 = 741 IC2 = 556 diversen: 1 Elex-print, formaat 1 1 relais (bijv. Siemens V23027-A0002-A101) 1 telefoonspoel met zuignapje 1 3,5 mm telefoonplug (jack) 1 IC-voetje (14-pens) 1 IC-voetje (8-pens) 1 kunststof behuizing 1 snoer met aangegoten platte steker geïsoleerd soepel draad, montagemateriaal, enz.

12V

1

470 ii

Dl .. . D4 = 4x4148S!-ll D5=LED

lamp kan door storingen op verkeerde signalen reageren. Bijvoorbeeld op een ratelen¬ de elektrische schrijfmachine die in de buurt van de opti¬ sche telefoonbel staat. Of¬ schoon dit, met een potmeter zoals in figuur 3 en na een nauwkeurige afregeling, tijdens praktijktesten niet is voorgekomen. Tot slot nog twee tips. Wan¬ neer schakeling en netvoeding in één behuizing zijn ondergebracht, kan het ge¬ beuren dat de schakeling niet alleen op de magneti¬ sche velden van de tele¬ foonbel reageert, maar ook op die van de trafo. Om sto¬ ringen te voorkomen moet de trafo op een zo groot mogelijke afstand van de optische telefoonbel worden gemonteerd. Levert dit niet het gewenste resultaat, dan helpt alleen nog een mumetaal-afscherming. Een goedkopere oplossing is echter de trafo in een aparte behuizing onder te brengen. De tweede tip. Ook de 220 V-draden die in de lichtbel-behuizing aanwezig zijn en voor de verbinding van relaiskontakt en lamp zorgen, kunnen storingen veroorzaken. De draden •moeten daarom bij voorkeur zo kort mogelijk zijn en zich niet in de direkte omgeving

van de print bevinden. Als behuizing kunnen we het beste uit veiligheidsover¬ wegingen een kunststof kastje gebruiken. De opti¬ sche telefoonbel neemt de minste plaats in wanneer de bovenkant van het kastje even groot is als de onder¬ kant van de telefoon. Ge¬ bruik voor het aansluiten van het kastje het liefst een

1OOn

4—*

83795X-6

snoer met aangegoten plat¬ te steker (die past in elk stopkontakt), dan kan de lichtbel (m.b.v. een verleng¬ snoer) zonder problemen naar elke kamer van de wo¬ ning en zelfs naar de tuin worden meegenomen. Elk binnenkomend telefoontje meldt zich nu niet alleen akoestisch maar ook optisch aan.

Figuur 6. Ook wanneer de schakeling in rusttoestand ver¬ keert, is het stroomverbruik nog tamelijk hoog. Hierdoor is een eenvoudige netvoeding op den duur goedkoper dan batterijen.

Figuur 7. De bovenkant van de kunststof behuizing is even groot als de onderkant van de telefoon. De telefoon kan dan op het kastje worden gezet.

x I UI

Eindelijk is het dan zover. Bakker en melkman zijn afbesteld, de koffers zijn gepakt, de vakantie kan beginnen. Maar wat gebeurt er met de planten? Twee of drie weken zonder water, dat overleven alleen de aller¬ sterkste zonder schade. Er moet dus een oplossing voor het water geven van de planten worden gevonden. Dat probleem is opgelost als een in de buurt wonend familielid of één van de buren die taak op zich wil nemen. Is dit niet mogelijk, dan is de automatische plantengieter de redder in nood! Twee elektroden die in de bloempot worden ge¬ stoken, meten de elektri¬ sche weerstand van de potgrond. Wanneer de waarde toeneemt, wordt de potgrond te droog. Dit heeft tot gevolg dat de schake¬ ling wordt geaktiveerd en een elektrische waterpomp met behulp van een relais in werking wordt gesteld. Naarmate de potgrond vochtiger wordt, daalt de weerstand tussen de elek¬ troden weer. Na enige vertraging valt het relais af en houdt de pomp op met werken. Zonder die vertraging zou het relais meteen afvallen. Het vocht¬ gehalte is dan echter nog zo laag, dat het proces al na enige tijd zou worden her¬ haald. De vertraging zorgt ervoor dat de planten bij¬ voorbeeld één keer per dag of per twee dagen van water worden voorzien.

Het schema

•5 I

§ in

De schakeling is, zoals fi¬ guur 1 laat zien, rond één IC opgebouwd. Het IC (type 4093) bevat vier NAND-Schmitt-triggers. Verder hebben we nodig: enkele weerstanden en kondensatoren, twee elektroden, een schakel¬ transistor, een relais, twee dioden en de waterpomp.

de automatische plantengieter De werking van de schake¬ ling is niet echt ingewikkeld. De poorten N1 en N2 vor¬ men samen met de weer¬ standen R1 en R2 en kondensator C1 een blokgenerator. Een blokgenerator is niets anders dan een astabiele multivibrator, waarvan het uitgangssignaal een blokvormige spanning met konstante frekwentie is. De frekwentie speelt bij deze schakeling geen be¬ langrijke rol. Daarom zijn de waarden van de onder¬ delen die de frekwentie be¬ palen minder belangrijk. Met de in de schakeling aangegeven waarden kan een frekwentie van onge¬ veer 2,5 kHz worden ver¬

wacht. Het bloksignaal komt via de uitgang van poort N2 (pen 10) bij aansluitpunt A terecht, waarop een elek¬ trode is aangesloten. Een tweede bloksignaal, precies het omgekeerde van het eerste (geinverteerd), be¬ landt via P1 op aansluit¬ punt B, waarop de tweede elektrode is aangesloten. Omdat nu de elektroden blokgolfsignalen ontvangen die ten opzichte van elkaar geinverteerd zijn, loopt tussen de elektroden een kleine wisselstroom. Door deze truuk worden de elektroden tegen oxidatie beschermd (elektrolyse). Met een gelijkstroom zou¬

den aan de elektroden na verloop van tijd door oxydatie overgangsweer¬ standen ontstaan, waardoor het effekt van de schakeling verloren gaat. De weerstand tussen de elektroden, die in dit geval door de potgrond wordt bepaald, vormt samen met P1 een spanningsdeler. Is de potgrond vochtig, dan is de weerstand laag. Via punt A, de potgrond en punt B komt het blokgolfsignaal terecht op pen 5 van NAND-poort N3 en het geinverteerde signaal op pen 6 van dezelfde poort. De beiden ingangen hebben dus steeds een ten opzichte van elkaar verschillend logisch

O

Figuur 1 . De kern van de schakeling is het NAND-Schmitttrigger IC, type 4093. Het bevat vier N AND-poorten waar¬ van er twee een blokgenerator

Figuur 2. De print heeft slechts drie externe aansluitingen: a) de voedingsspanning, b) de water¬ pomp en c) de elektroden.

2

nivo. Op de uitgang (pen 4) van deze NAND-poort staat nu een logische 1. De span¬ ning wordt door D1 gesperd. De poortingangen van N4 (via weerstand R3) zijn nu ook logisch 1, waardoor de uitgang " 0 " is. De met de uitgang verbonden transistor T1 spert; het relais bevindt zich in rusttoestand en de waterpomp staat stil. Wordt de potgrond na enige tijd erg droog, dan neemt zijn weerstand toe. Op een bepaald moment is de pot¬ grond zo droog dat zijn weerstandswaarde hoger is dan de met P1 ingestelde .waarde. Het blokgolfsignaal op punt A wordt dan vrijwel geblokkeerd en op pen 5

(via P1) staat nu hetzelfde signaal als op pen 6. Aan de uitgang (pen 4) van NANDpoort N3 verschijnt daar¬ door het blokgolfsignaal in geïnverteerde vorm; de uit¬ gang wisselt dus tussen een " 1 " en een"0"-nivo. Tij¬ dens het "0"-nivo wordt kondensator C2 via diode D1 geladen. Door de ge¬ heugenwerking van konden¬ sator C2 blijft het "0"-nivo aanwezig. Het"0"-nivo komt tevens op de ingangen van poort N4 terecht, zodat de uitgang van deze poort " 1 " wordt. T1 zal geleiden en het relais wordt aange¬ trokken. De waterpomp is nu geaktiveerd en voorziet de planten van de gewenste

hoeveelheid water. Doordat de potgrond weer vochtig wordt, zal de weer¬ standswaarde dalen en wordt het blokgolfsignaal door N3 gesperd. Konden¬ sator C2 zal zich nu lang¬ zaam over weerstand R3 ontladen, waardoor T1 na enige vertraging weer zal sperren; het relais valt af. Hoelang die vertraging duurt, is afhankelijk van de waarde van C2 en R3. Wie vindt dat de waterpomp te lang doorwerkt, vervangt C2 door een kondensator met een kleinere kapaciteit.

De bouw Het bouwen van de schake¬ ling is zo gebeurd (figuur 2). Op een Elex-print van het formaat 1 is zelfs nog plaats voor het relais. Voor een voedingsspanning tot 9 V is een 6-V-printrelais vol¬ doende (bijvoorbeeld van Siemens). Een relais van 9 V is namelijk niet ge¬ makkelijk te krijgen en voor overbelasting van een 6 V-relais hoeven we niet bang te zijn, omdat het relais steeds een korte tijd

(enkele sekonden) wordt geaktiveerd. De weerstand van de wikkeling moet minstens 45 ü, zijn, opdat transistor T1 niet wordt overbelast. Bij een voe¬ dingsspanning van 12 V moet de werkspanning van het relais ook 12 V zijn. We beginnen met het sol¬ deren van het IC-voetje en de draadbrug. De pen 1-markering van het IC wijst in de richting van.het relais. De plaatsing van de andere komponenten vormt met de komponentenopstelling van figuur 3 geen enkel pro¬ bleem. Bij de kondensatoren C2 en C3 evenals bij de dioden D1 en D2 moet er goed op de polariteit wor¬ den gelet. Transistor T1 is aan één kant van een koelvlak (zwarte balk in figuur 3) voorzien. De transistor moet dus zo worden gesoldeerd dat het koelvlak in de rich¬ ting van de kondensator wijst. Als elektroden kunnen we bijvoorbeeld twee blanke metalen breipennen, met koper bedekt printmateriaal of eenvoudig twee schroevedraaiers gebruiken. Het gaat er alleen om dat de elek-

troden de elektriciteit goed geleiden en makkelijk met de aansluitpunten A en B te verbinden zijn. Omdat de automatische plantengieter twee of drie weken lang moet kunnen werken, is een batterij als stroomvoorziening minder geschikt. Wanneer het re¬ lais niet wordt geaktiveerd, bedraagt het stroomver¬ bruik enkele milli-ampères. Wordt het relais aangetrok¬ ken, dan stijgt het stroom¬ verbruik tot iets meer dan 100 mA. Is de kwaliteit van de batterij niet al te best, dan kan het gebeuren dat ze al na enige dagen niet meer genoeg energie voor de schakeling levert. En wie schetst de verbazing van de vakantieganger als hij bij zijn thuiskomst de eens zo groene planten er zo verkommerd bij ziet hangen. Met een netvoeding blijft u een dergelijke ver¬ rassing bespaard. Als voe¬ ding is bijvoorbeeld de regel ba re netvoeding uit het Elex-nummer van september (bladzijde 9-50) geschikt. De netvoeding hoeft dan tijdens de vakan¬ tie niet in de kast te staan, maar kan als voeding voor de automatische planten¬ gieter dienst doen. Wordt de uitgangsspanning op

Een ompoolbeveiliging voor batterijen? Voor de elektronicus is dat geen probleem: gewoon een diode ermee in serie scha¬ kelen! Het kan echter nog een¬ voudiger. Een kleine ring van kunststof, rubber of karton, 1 cm dik en zo uitgeknipt als de tekening laat zien, is ook een prima beveiliging. Dit isolatie¬ ringetje wordt namelijk

9 V afgesteld, dan is zoals gezegd een relais met een werkspanning van 6 V voldoende, waarmee de omstandigheden dezelfde zijn als bij de test in ons laboratorium. Wat kan er dan nog verkeerd gaan? Onderdeleniijst

R1, R2, R3= 100 k n P1 = 100 k a (instelpotmeter) C1 = 1 nF C2 = 220 itF/16 V C3 = 1 0 M F / 1 6 V

D1, D2 = 1N4148 T1 = BD139 IC1 =4093 Re = 6 V-relais, minstens 45 fl, een wisse Ikontakt (bijvoorbeeld SiemensE-printrelais V 23027A0001-A 101)

diversen: 1 Elexprint, formaat 1 1 IC-voetje (14 pen DIL) 6 soldeerpennen (1,2 mm) 2 elektroden (zie tekst) 1 waterpomp (zie tekst) 1 geschikt kunststof kastje 1 netvoeding (zie tekst)

Figuur 3. De komponentenopstelling toont geen bijzonder¬ heden. Op de print is plaats genoeg voor alle onderdelen.

batterij

isolatiering

S3628X

Is alles klaar, dan volgt (zonder waterpomp) de eerste test. De netvoeding en de elektroden worden met de print verbonden. Vervolgens hebben we een plant nodig waarvan de potgrond zo droog is dat

ze een flinke scheut water kan gebruiken. We steken nu de elektroden in de pot¬ grond. Hun onderlinge af¬ stand is afhankelijk van de hoeveelheid water die de plant nodig heeft. Hoe groter de afstand, des te meer water de plant krijgt. Hierna wordt de voedings¬ spanning ingeschakeld en P1 zo afgesteld dat het relais wordt aangetrokken. Nu geven we de plant op de gebruikelijke manier water. Na enkele sekonden (ongeveer tien) moet het relais afvallen. Wat nu nog ontbreekt is de waterpomp en de mecha¬ nische konstruktie van het geheel. Als pomp kan er een uit een wasmachine of afwasautomaat dienst doen. Beter geschikt is een akwariumpompje. Opgelet! Bij 220 V-pompen mag het relais (wegens de te kleine spoorafstand) niet op de print worden gesol¬ deerd, maar moet het in een apart kastje worden gemon¬ teerd. Het kunststof kastje zorgt ervoor dat we het relais niet per ongeluk kun¬ nen aanraken. Hiervoor moeten de netvoedingsregels zoals beschreven in"elextra" worden toegepast. Rest ons u nog een prettige vakantie toe te wensen.

op het kontaktplaatje vóór de batterij geplakt, waaroor alleen het dopje (pluspool), dat precies in het gaatje van de ring past, kontakt maakt. De vlakke kant (minpool) wordt dus automatisch geïsoleerd als de batterij per ongeluk andersom wordt geplaatst. De maten in de tekening zijn voor een penlightcel bedoeld; voor andere batterijen moet de ring groter en eventueel dik¬ ker zijn.

Laten we met een definitie beginnen: Onder vermogen verstaan we de mate waarin een energiebron in staat is in een bepaalde tijd een be¬ paalde hoeveelheid energie te leveren. Moet het eigenlijk we zo omslachtig? We weten toch dat vermogen gelijk is aan het produkt van spanning en stroom (P = U • IK Ja, maar . . . die vergelijking

rende spanning (wisselspanning) die een eveneens ver¬ anderende stroom (wis¬ selstroom) door een ohmse weerstand stuurt. Zowel de spanning als de stroom heb¬ ben langs de tijdas het ver¬ loop van een sinuslijn. We spreken daarom over sinusvormige spanning en stroom, of kortweg sinusspanning en -stroom. Als we de momentele waar-

vermogensmeting met de multi meter

geldt alleen voor getijkspanningen en gelijkstromen. Wanneer de spanning en de stroom met de tijd verande¬ ren, verandert ook het ver¬ mogen met de tijd. Hoe moeten we dan een derge¬ lijk variërend vermogen me¬ ten? Laten we eerst eens naar figuur 1 kijken. Daar loopt een gelijkstroom (I), dus een niet met de tijd ver¬ anderende stroom, door een ohmse weerstand (R). Dat gebeurt onder invloed van een konstante spanning (U), een gelijkspanning. Het pro¬ dukt van spanning en stroom, het vermogen (P), is dus op elk moment het¬ zelfde. In dit geval 24 V • 2 A = 48 W. We kunnen een gelijkstroomvermogen dus eenvoudig met een multimeter bepalen door de spanning en de stroom te meten, en de bei¬ de meetwaarden met elkaar te vermenigvuldigen. Bij een eindversterker gaat dat niet zó eenvoudig, want daar hebben we te doen met wisselspanningen en -stromen. Maar kunnen we daar onze multimeter hele¬ maal niet voor gebruiken? Toch wel, maar er zijn enke¬ le punten waar we wat ex¬ tra aandacht aan moeten ' besteden. Als we figuur 2 bekijken, dan zien we een verande-

de, dus de grootte op een bepaald moment, van de spanning en van de stroom met elkaar vermenigvuldi¬ gen, dan vinden we het ver¬ mogen op dat moment. Achtereenvolgens doen we dat voor "alle" tijdstippen. Zetten we alle op die manier berekende vermogenswaar¬ den uit in een grafiek dan krijgen we figuur 2c. Tellen we vervolgens alle vermo¬ genswaarden bij elkaar op en delen de som door het aantal, dan hebben we het gemiddelde vermogen ge¬ vonden. In onze multimeter bevindt zich voor wisselspanningsmetingen (en ook voor wisselstroommetingen) een gelijkrichtbrug (zie ook fi¬ guur 3). De meter meet dus de gemiddelde waarde van de spanning of van de stroom. (Zonder gelijkrichter zou de meter namelijk nul aanwijzen, aangezien er evenveel positieve als nega¬ tieve spanning is.) Omdat echter de effektieve waarde van een stroom of een spanning voor ons meer van belang is dan de gemiddel¬ de waarde is een klein foefje toegepast. Op de meterschaal is namelijk de effek¬ tieve waarde aangegeven die overeenkomt met de ge¬ meten gemiddelde waarde. Daarbij is men uitgegaan

van de vaste verhoudingen van een sinusvormige span¬ ning, namelijk effektieve waarde is 1,11 x de gemid¬ delde waarde. Een voorbeeld: Het lichtnet heeft een effektieve span¬ ning van 220 V. We sluiten er een gloeilamp van 100 watt op aan. Gemeten met de multimeter geeft de

Figuur 1. De waarde van de gelijkspanning (a) en die van de gelijkstroom (b) zijn konstant. Dat betekent ook dat het vermogen (c) (het pro¬ dukt van spanning en stroom) niet verandert. Het gearceerde vlak is de hoeveelheid energie (= vermogen x tijd) die in de tijd van tg en T-, in de weer¬ stand omgezet is in warmte.

x I ui

k. CO

brugschakeling een wijzeruitslag die met de gemiddel¬ de spanning (198 V) of stroom (0,41 A) overeen¬ komt. Op de schaal is ech¬ ter de effektieve waarde aangegeven (1,11 x 198 V = 220 V en 1,11 x 0,41 A = 0,46 A). Zouden we de ge¬ middelde waarden van span¬ ning en stroom met eikaar vermenigvuldigen, dan is een te klein vermogen het resultaat. Een wisselspanning of -stroom heeft dus kwa vermogen meer effekt dan we zouden verwachten. Rekenen we met de effek¬ tieve waarden, dan blijkt de uitkomst te kloppen. De multimeter is dus in principe geschikt om als vermogensmeter te worden gebruikt. De vergelijking P = U • I geldt ook voor wisselstroomvermogens, mits we voor U en I de ef¬ fektieve waarde invullen. Er is nog iets. Als we het vermogen van een eindversterker willen meten, dan hoeft de spanningsmeting

geen problemen op te leve¬ ren, maar de stroommeting doet dat wel. Niet alleen dat één verbindingsdraad tussen versterker en luidspreker zou moeten worden onderbroken om de meter in op te ne¬ men, maar de inwendige weerstand van de multime¬ ter kan namelijk de werking van de versterker beïnvloe¬ den en dat kunnen we hele¬ maal niet hebben. Nu even "goochelen". Vol¬ gens de wet van Ohm is I = U/R en verder is P = U • I, gekombineerd dus P = U • U/R = U2/R. R is in dit geval de luidspre¬ kerweerstand. Die weer¬ stand is vermeld op de luidsprekerbox of op de luidspreker zelf. De hele ver¬ mogensmeting wordt dus teruggebracht tot het meten van één spanning, gevolgd door een rekensommetje. En dat hoeft in deze tijd met een zakrekenapparaatje geen moeilijkheden meer op te le¬ veren. Dus: spanning me¬ ten, opschrijven, met zich-

zelf vermenigvuldigen, delen door de luidsprekerweer¬ stand en het resultaat is het vermogen. Bijvoorbeeld: We lezen op het 5 V-bereik van de multi¬ meter een spanning van 4,5 V af. De luidspreker¬ weerstand is 8 Q. Het ver¬ mogen is dan (4,5 V x 4,5 V)/8 Q = 2,53 W. Nu blijft alleen nog de vraag van wat we eigenlijk zullen meten. Toch niet muziek of spraak, want dat zijn geen mooie sinusspanningen (de meter is namelijk geijkt met een sinusspanning). Daarom hebben we in figuur 4 een meetopstelling getekend. De te meten versterker wordt gestuurd met het signaal van een eenvoudige 1000 Hztoongenerator. Aan de uit¬ gang van de versterker zien we de luidspreker met daar¬ aan parallel de multimeter en een hoofdtelefoon met een in serie geschakelde potmeter. We kunnen op de multime¬ ter niet zien wanneer de

Figuur 2. Wordt een sinusvormige spanning (a) op een weerstand (R) gezet, dan ont¬ staat een sinusvormige stroom (b). Vermenigvuldigt men de spanning die op een bepaald moment (t x l op de weerstand staat, met de daarbij behoren¬ de stroom, dan is het vermo¬ gen op dat moment bekend. Berekent men het momentele vermogen op verschillende tijdstippen en zet men deze uit in een grafiek, dan ontstaat de vermogenskurve c. Figuur 3. Wisselspanning me¬ ten doet de draaistroommeter uit de multimeter via een ge lijkrichtbrug. De multimeter reageert op de gemiddelde waarde van de spanning. De schaal is echter zo geijkt dat men bij het meten van een si¬ nusvormige spanning de effek¬ tieve waarde afleest. Figuur 4. Meetopstelling voor het bepalen van het vermogen van een versterker door middel van een multimeter en een sinusoscitlator.

versterker overstuurd raakt. Met de hoofdtelefoon kun¬ nen we dat echter wel ho¬ ren. We sturen dan de ver¬ sterker zo ver uit dat het geluid in de telefoon nog net niet vervormd klinkt. Op dit punt wordt de spanning afgelezen en het maximale, onvervormde uitgangsver¬ mogen berekend. Voor de in onze meetopstel¬ ling gebruikte apparatuur hebben we gebruik gemaakt van de mini-versterker uit Elex nov. '83 en de RCoscillator van mrt. '84. Met de instelpotmeter P1 van de toongenerator wordt de uit¬ gangsspanning van de mini¬ versterker bijvoorbeeld op¬ gedraaid tot 4,5 V. Hebben we een 8 Q-luidspreker, dan is het afgegeven vermogen 2,5 W. Bij een 4 öluidspreker is dat dan onge¬ veer 5 W. Bedraagt de luid¬ sprekerweerstand slechts 2 Q dan is het vermogen 10 W. Daarmee is de vermo¬ gensgrens van de mini¬ versterker wel bereikt.

Een eenvoudigere FMantenne is nauwelijks denk¬ baar: twee a drie meter platte lintkabel en een an¬ tennesteker die op de 240 Q of 300 Q aansluiting van de radio past, dat is alles. Knip van de lintkabel een stuk van precies 1,30 meter af en verwijder aan beide uitein¬ den over 1 cm de isolatie. Aan elk uiteinde worden de beide aders met elkaar ver¬ bonden (gesoldeerd). Zo ontstaat een gesloten draad¬ lus. Precies in het midden van het stuk lintkabel knipt men één ader door. Verwij¬ der de isolatie van beide aderuiteinden en sluit hier vervolgens het resterende stuk lintkabel aan (solderen). • Op het vrije uiteinde van de¬ ze lintkabel wordt nu de an¬ tennesteker gemonteerd en

2x BC 5478

100 V lOV

Figuur 5. Deze sinusoscillator levert het ingangssignaal voor de eindversterker. Figuur 6. Zo komen de onder¬ delen van de sinusoscillator op de print te zitten.

,

O

Onderdelenlijst R1 t / m R3 = 39 k2 R4 = 1 kö R5 = 2,7 kö P1 = 2,5 kQ instelpotmeter C1 t / m C3 = 10 nF C4 = IOO^F/10 V T1.T2 = BC547B 1 Elex-print formaat 1 1 9 V batterij

FM-antenne in 5 minuten

klaar is de FM-antenne. De draadlus wordt horizon¬ taal gespannen en wel zo dat ze loodrecht op de rich¬ ting van de zender staat. In dat geval zal de ontvangst het beste zijn. De lengte van de draadlus, de zogenaamde dipool, is niet zonder reden precies 128 cm. Dat is namelijk ge¬ lijk aan de helft van de golf¬ lengte van de draaggolf (de radiogolf die de muziekinformatie bevat) van een FMzender die op 96 MHz uit¬ zendt. Alleen van een dipool met deze lengte mogen we een prima ontvangst van het hele FM-gebied (87 . . . . 108 MHz) verwachten. De lengte van de lintkabel tussen dipool en radio (die waaraan de steker zit) is van minder belang; maak hem niet langer dan nodig is.

I en j

FM-demodulatorspoel

keramisch FMmiddenfrekwentfilter 10,7 MHz

AM-de modula¬ torkring 455 kHz

dubbel AMbandfilter 455 kHz

AM-oscillalorspoel

FM-middenfrekwentbandfilter

luchtspoel van FM-afstemkring

4-voudige AM/FMdraai kondensator met 4 trimmers

aansluiting voor FM-teleskoopantenne

kapaciteitsdiode voor AFC IFMoscillatorkring)

spoel met instelbare ferrietkern

luchtspoel van FM-oscillatorkring

ferrietstaafantenne met spoel van AMinga ngskring

luchtspoel van FM-inga ngs¬ kring

hoogfrekwentkom ponenten Een van de meest geliefde bezigheden van de aanko¬ mende elektronica-hobbyist is het slopen van oude ra¬ dio's en het verzamelen van radio-onderdelen. Niet altijd zijn hem de funktie en de werking van al die interes¬ sant ogende elektronicakomponenten bekend. In dit artikel worden een aantal belangrijke komponenten uit het hoogfrekwentdeel van een radio nader bekeken.

Draai- en afregelkondensatoren Variabele kondensatoren, ook wel draai- of afstemkon-

densatoren genoemd, wor¬ den ook in de moderne ra¬ dio's nog vaak als afstemmiddel gebruikt. De afstemkondensator is opgebouwd uit een aantal metalen plaat¬ jes met daartussen lucht als isolator (diëlektricum). De helft van het aantal plaatjes is vast opgesteld, terwijl de andere helft op een draaiba¬ re as is gemonteerd. Door verdraaiing van de as kan men de plaatjes minder of meer in elkaar draaien, waardoor de kapaciteit klei¬ ner of groter wordt. In zo¬ genaamde superheterodyne ontvangers (een bepaald

ontvangerprincipe) treffen we meestal een dubbele afstemkondensator aan, waar¬ mee de ingangskring en de oscillatorkring gelijktijdig af¬ gestemd kunnen worden. Ook worden afstemkondensatoren met meer dan twee plaatpakketjes toegepast, die een afstemming van meerdere kringen mogelijk maken. In de moderne transistor¬ radio's worden miniatuurafstemkondensatoren ge¬ bruikt. Om te voorkomen dat tussen de dicht bij el¬ kaar staande plaatjes een sluiting kan ontstaan, zijn

deze door middel van dunne kunststof folie gescheiden. Hoe klein zo'n afstemkondensator kan zijn, laat bo¬ venstaande foto zien. Op deze print van een AM/FMontvanger is een viervoudig exemplaar gemonteerd (2 x AM en 2 x FM), waar¬ in zich ook nog vier kleine afregelkondensators (trim¬ mers) bevinden. Afregelkon¬ densators of trimmers zijn zeer kleine variabele kondensators met als diëlektricum lucht, kunststof of keramiek. Ze worden met een schroevedraaiertje op de gewenste kapaciteit ingesteld. Het ge-

bruik van een speciale kunststof schroevedraaier voorkomt dat de kapaciteit tijdens het instellen beïn¬ vloed wordt.

Spoelen, bandfilters en variometers

niddenfrekwentie

kleurstip

Figuur 1. Schakeling en doorlaatkarakteristiek van een bandfilter, bestaande uit twee gekoppelde LC-kringen. Figuur 2. Het tekensymbool, aansluitgegevens en de doorlaatkarakteristiek van een kera¬ misch filter.

1

O—«D —O

Figuur 3. Het inwendige van een kwartskristal: tussen twee aansluitdraden is een in speci¬ ale vorm geslepen kwarts¬ kristal gemonteerd. Rechts het tekensymbool voor een kwartskristal. Foto 1. Een gekombineerde AM/FM-draaikondensator. De FM-sekties bestaan uit een ge¬ ringer aantal kleinere plaatjes. Dat levert een kleinere kapaciteit op, hetgeen voor de hoogfrekwente FM-signalen toerei¬ kend is.

Een induktieve komponent in zijn eenvoudigste vorm is wel de luchtspoel. Ze bestaat uit een aantal win¬ dingen koperdraad. Hoe meer windingen en hoe klei¬ ner de binnendiameter, hoe groter de induktieve waarde. Een kern van ferriet (een be¬ paald soort ijzeroxyde in gestinterde vorm) verhoogt de induktie aanzienlijk en maakt afregelen van de spoel mogelijk: hoe verder de kern in de spoel gedraaid wordt, hoe groter de induk¬ tie zal zijn. Op deze wijze kunnen ook radio's af¬ gestemd worden. De speci¬ aal hiervoor ontworpen vari¬ abele spoelen noemt men variometers en men spreekt dan ook van variometerafstemming. Vanwege de zeer geringe induktie van luchtspoelen zult u deze hoofdzakelijk in het hoogfrekwente FM-gedeelte van ontvangers aantreffen. Een LC-bandfilter bestaat in principe uit een parallel- of serieschakeling van een spoel (L) en een kondensator (C). De in radio's toege¬ paste bandfilters zijn meestal ondergebracht in een afschermende metalen behuizing. Vaak zijn twee spoelen met bijbehorende kondensatoren tot één bandfilter samengevoegd (zie figuur 1). Hiermee is een grotere bandbreedte mogelijk dan met een enkele kring. Soms zijn alleen de spoelen in het huisje onder¬ gebracht. De kondensatoren dienen dan extern aangeslo¬ ten te worden. Bandfilters uit oude radio's zitten in centimeters grote huisjes, moderne bandfilters zijn niet veel groter dan een suikerklontje. Vaste spoelen zijn tegenwoordig, ondanks hun vaak flinke induktieve

10

20

30

• - (VI

afstetnspanning

83822X-5

Figuur 4. De puntkontaktdiode.

waarde, niet groter dan een VA W weerstandje en wor¬ den ook in die vorm gefabri¬ ceerd.

Figuur 5. Tekensymbool en kapaciteitsverloop van een kapaciteitsdiode (varicap).

Keramische filters

Foto 2. Een draaikondensator en een variometer. Beide kun¬ nen als afstemmiddel in radio's dienen. Foto 3. Verschillende trimmers: een keramische, een kunststof en twee luchttrimmers.

83822X-4

Keramische filters zien er uit als keramische kondensatoren, maar hebben drie of vijf aansluitdraden. De werking van het keramisch filter kan men vergelijken met die van een LC-bandfilter. De spoel en de kondensator zijn hier vervangen door een zoge¬ naamde keramische resona¬ tor (schijfje van speciaal ke¬ ramisch materiaal), die door het ingangssignaal in een mechanische trilling ge¬ bracht wordt. Frekwenties in het resonantiegebied van de keramische resonator ver¬ schijnen ietwat verzwakt aan de uitgang, terwijl bui¬ ten het gebied liggende fre¬ kwenties sterk onderdrukt worden (vergelijk het met een klankpijp van een kerkorgel). Keramische filters worden veelvuldig toegepast in middenfrekwenttrappen van AM- en FM-ontvangers, in zendapparatuur en voor het filteren van de geluidsdraaggolf uit het videosig¬ naal in televisies.

Kwartskristallen Kwartskristallen zijn onder¬ gebracht in metalen huisjes en hebben twee aansluitdra¬ den. De werking van het kwartskristal kan vergeleken

worden met die van de kera¬ mische resonator. Het kwartskristal resoneert ech¬ ter op slechts één frekwentie (die op de behuizing is aangegeven) en is daar slechts zeer weinig van af te brengen. Past men een kwartskristal in een oscillatorschakeling toe, dan levert de oscillator een signaal met een frekwentie die gelijk is aan de resonantiefrekwentie van het kristal. De schake¬ ling hoeft dus niet meer moeizaam op een gewenste frekwentie afgeregeld te worden. Een andere prettige eigenschap van de kwartsoscillator is dat de frekwen¬ tie ook na lange tijd niet wijzigt, vandaar dat kwartsklokken zo nauwkeurig "lo¬ pen". Vanwege het geringe verloop door veroudering worden kwartskristallen dan ook als frekwentiebepalende komponenten in zend- en ontvangstapparatuur veelvul¬ dig toegepast.

Kapaciteits- en puntkontaktdioden In de J-IF-techniek maakt men gebruik van speciale dioden. Een voorbeeld van zo'n diode is de kapaciteitsdiode, ook wel varicap ge¬ noemd (afk. van "variable capacitance", Engels voor variabele kapaciteit). Deze siliciumdiode wordt, hoe vreemd het ook lijkt, alleen in sperrichting geschakeld.

Zoals bij iedere diode bouwt zich dan in de PN-overgang een sperlaag op. Deze sperlaag gedraagt zich als een isolator en vormt dus een kapaciteit tussen anode en kathode. De dikte van de sperlaag is min of meer af¬ hankelijk van de spanning. Daardoor is ook de kapaci¬ teit tussen anode en katho¬ e spanningsafhankelijk. De kapaciteitsdiode is zo gekonstrueerd dat de kapaci¬ teit sterk spanningsafhanke¬ lijk is. Deze diode kan dan ook prima dienst doen als elektronische vervanging voor de draaikondensator van de afstemkring van een radio. Een hoge spanning komt overeen met een naar buiten gedraaide (kleine ka¬ paciteit) en een lage span¬ ning met een naar binnen gedraaide kondensator (gro¬ te kapaciteit). De kapaci¬ teitsdiode wordt afgestemd met een spanningsregelaar, bijvoorbeeld een potentiometer. Vooral voor tuners met afstandsbediening is de varicap uitstekend geschikt, aangezien de afstemspanning volledig elektronisch in¬ gesteld kan worden. Voor de meeste varicaps ligt de afstemspanning tussen de 3 tot 28 volt. Tegenwoordig zijn er varicaps die al aan 14 volts voldoende hebben en daardoor toepassing vin¬ den in draagbare radio's. Zoals reeds gezegd ontstaat

er in iedere diode die in sperrichting is aangesloten een sperlaag, een isolatie¬ laag dus. Dat is ook het ge¬ val wanneer de diode in doorlaatrichting staat en de spanning nog onder de zo¬ genaamde drempelspanning ligt (silicium 0,6 V en germanium 0,3 V). Maakt men bij de kapaciteitsdiode van deze eigenschap dankbaar gebruik, bij de gelijkrichting van hoogfrekwente signalen is men deze parasitaire ka¬ paciteit liever kwijt dan rijk. Dank zij de ontwikkeling van de puntkontaktdiode is dit probleem voor een groot deel opgelost. Aangezien het halfgeleidermateriaal germanium de laagste drem¬ pelspanning oplevert, is dit bij uitstek geschikt voor de fabrikage van kleinsignaaldioden. In tegenstelling tot de gewone diode bestaat de puntkontaktdiode niet uit laagjes halfgeleidermateriaal, maar uit één laagje (de ka¬ thode) waarin de spitse punt van een dun draadje (de anode) is gedrukt. In fi¬ guur 4 is dat in tekening ge¬ bracht. Het voordeel van de¬ ze konstruktie is het zeer kleine oppervlak tussen ano¬ de en kathode, met als pret¬ tig gevolg een zeer kleine,, parasitaire kapaciteit. Deze eigenschap maakt de punt¬ kontaktdiode bij uitstek ge¬ schikt voor hoogfrekwenttoepassingen.

Foto 4. Spoelen kunnen ook op een print geëtst worden, een methode die vooral in de hoogfrekwenttechniek veelvul¬ dig toepassing vindt. Foto 5. Twee instelbare spoe¬ len met ferrietkern en twee vaste spoelen voor HF-techniek. Foto 6. Keramische filters voor AM (455 kHz) en FM (10,7 MHz). Het grootste filter is een hoogwaardig middenfrekwentfilter (type SFW 10,7) voor FM-stereo-ontvangers. Foto 7. Kwartskristallen in standaard- en miniatuur¬ uitvoeringen.

S.

®

x I UI

4»

inghaan Weerhaan, windhaan, kemp¬ haan, haantje de voorste, de rode haan en een half haantje met friet, allemaal betekenissen met hetzelfde woord haan. En daar voegen we nu een nieuwe variant aan toe: de camp ing¬ haan. Toe"gegeven, het gekraai dat deze schakeling produceert is geen 100% natuurgetrouwe imitatie van wat zijn gepluimde naamgenoot

ten gehore brengt, het karakteristieke tijdstip waar¬ op dit gebeurt stemt wèl overeen. Voor dag en dauw, of eigenlijk öp dag en dauw, als de zon boven de kim verschijnt en ook de echte hanen kukeleku plegen te roepen, komt deze schake¬ ling tot leven. Daarbij komt dat deze schakeling niet apart gevoed hoeft te worden, noch met kippevoer, noch met batterijen of een stopkontakt; de zon levert de benodigde energie. Een ideale schakeling voor sportieve kampeerders die met de kippen op stok gaan om weer vroeg uit de veren te komen.

De schakeling De campinghaan is niet alleen voor sportieve kam¬ peerders een ideale wekker, iedereen die vroeg z'n bed uit wil om van de dag te genieten kan hem gebruiken. En mocht het eens regenen, dan kan deze haan er alle begrip voor opbrengen dat het baasje een warm bed verkiest boven de natte werkelijkheid. De wektijd kan zo ingesteld worden dat hij afhankelijk is van de

v-Ch min. 4x zonnecel (zie tekst)

n n n

oU1

I

s

U2

n n

Figuur 1. De schakeling van de campinghaan; een volautoma¬ tische en weinig eisen stellende wekker. Figuur 2. Principeschakeling van een astabiele multivibrator. Deze precieze werking is uitge¬ legd op pagina 14 in het septembernummer van Elex. Figuur 3. Dit is te zien aan de uitgangen van de astabiele multivibrator. Het is de span¬ ning op de kollektoren van T1 en T 2 . De breedte van de impulsen, en daarmee de frekwentie, hangt af van de RCkombinaties R2/C1 en R3/C2.

weersgesteldheid. De gevoe¬ ligheid van de schakeling wordt dan zo gekozen dat bij helder weer de haan bij het eerste krieken kraait en dat bij bewolkte hemel deze aktiviteit tot een later tijd¬ stip wordt uitgesteld. De schakeling die de campinghaan maakt tot wat ie is, is vrij eenvoudig. De oscillator, het apparaatje dat het eigenlijke "gekraai" op moet wekken, is opgebouwd rond T1 en T2. T3 schakelt de haan in en uit. Het inschakelpunt hangt af van de spanning op de basis van T3. Deze spanning is instelbaar met P1. Ligt de loper van P1 aan weerstand R5, dan is de schakeling op haar gevoe¬ ligst. De voedingsspanning hoeft maar weinig op te lopen om de basis van T3 op 0,6 V te krijgen. T3 komt op dat moment in geleiding en de haan start zijn gekraai. Dat gebeurt al bij een sterk bewolkte hemel. Hoe meer de loper van potmeter P1 naar beneden gedraaid wordt (naar de emitter van T3), des te feller zal de zon moeten schijnen om ons elektronisch pluimvee tot leven te krijgen. Ligt de loper helemaal onderaan dan zijn basis en emitter van T3 kortgesloten en kan geen zon deze haan nog wakker krijgen. Jammer dat échte hanen niet zo'n knopje hebben. De oscillator ("toonopwekker") staat apart gete¬ kend in figuur 2. Het is een astabiele multivibrator, waarvan de werking al in het septembernummer van Elex is beschreven (blz. 14). T1 en T2 zijn afwisselend in geleiding, net zoals bij¬ voorbeeld de rode waarschuwingslichten bij een spoorwegovergang. Dit is nog eens zichtbaar gemaakt in het zogenaamde tijdvolgordediagram in figuur3. Ge¬ tekend zijn de spanningen U1 en U2. U1 is de spanning •op de kollektor van T1 en U2 die op de kollektor van T2. Gedurende de tijd r1 (r.

spreek uit: tau, is een letter uit het Griekse alfabet en wordt in de elektrotechniek vaak gebruikt om tijden aan te geven) spert T 1 , zodat tussen kollektor en emitter een hoge spanning staat. T2 is in geleiding; zijn kollektoremitterspanning is bijna 0. Gedurende de tijd r2 liggen de zaken net andersom: T1 is dan in geleiding en T2 spert. De tijdsduur r1 en r2, dus hoe lang een transistor steeds in geleiding blijft, wordt bepaald door R2 en C1 ( r D e n R3en C2 (T2). Worden voor C1 en C2 en voor R2 en R3 dezelfde waarden gekozen dan is de tijd 71 even lang als T2. Deze tijd kan met de vol¬ gende (vereenvoudigde) formule berekend worden: T\ = T 2 * 0 , 7 • R2 • C1

= 0,7 • 390 k£2- 1 nF = 0,000237 s = 0,273 ms Voor een totale periode heeft de multivibrator de totale tijd T nodig: T = T1 + T2 = 0,273 ms + 0,273 ms = 0,546 ms De frekwentie van het afge¬ geven signaal is het omge¬ keerde van de periodetijd: = 1,83 kHz T 0,546 ms Voor wie deze berekeningen niet precies heeft kunnen volgen is dat geen ramp. Als men maar in de gaten houdt dat de frekwentie van de door de haan uitgestoten klanken wordt bepaald door de hierboven genoemde RCkombinaties. Wie zijn haan een eigen geluid wil geven, kan wat experimenteren met de waarden van R2, C1, R3 en C2. Het meest bijzondere van de campinghaan is natuurlijk zijn voeding. Geen batterijen of een netvoeding geven de haan de puf om te kraaien, maar de zon zelf. Daarvoor zijn vier in serie geschakelde zonnecellen gebruikt, die elk een spanning van 0,45 V afgeven. De totale voedings-

spanning wordt dan 1,8 V. Het daarmee bereikte ge¬ luidsvolume is voldoende om iemand uit zijn slaap te halen, aangenomen ten¬ minste dat de haan in de buurt staat. Worden acht zonnecellen gebruikt dan levert dat een voedingsspan¬ ning van 3,6 V op. Dit geeft de haan wat meer pit om zelfs de meest hard¬ nekkige slapers uit dromen¬ land te krijgen.

Opbouw De schakeling zelf komt op een experimenteerprintje van 40 mm x 100 mm (fi¬ guur 4). Alleen de zonne¬ cellen worden apart opge¬ steld en met montagedraad met het printje verbonden. Over de opbouw zelf valt niet zoveel te vertellen. De komponentenopstelling in figuur 4 laat precies zien hoede onderdelen geplaatst moeten worden. De foto van de opgebouwde print aan het begin van dit artikel beantwoordt nog eventuele open vragen. Alleen de zonnecellen en de zoemer (Bz) verdienen een nadere toelichting. In het proefmodel zijn zonnecellen ge¬ bruikt van het type SCM1805 van Solatron Incorporated. Dit is een module van vier in serie gescha¬ kelde zonnecellen van elk 4 mm x 36 mm. Deze vier cellen worden bij elkaar gehouden door een kunst¬ stof raampje dat aan de bovenkant is voorzien van prisma's. De prisma's koncentreren het zonlicht op de zonnecellen. Niet elke handelaar zal de hier genoemde zonnecellen op de plank hebben liggen, maar dat hoeft geen pro¬ bleem te zijn. In principe zijn alle soorten zonnecellen te gebruiken die een span¬ ning van 0,45 V afgeven bij een stroom van minstens 5 mA. Van dergelijke cellen worden er dan op z'n minst vier in serie gebruikt. De spanning die door de

Figuur 4. Komponentenopsteiliny op een Elex-printje van het formaat 1. Ook voor de zoemer is op het printje nog plaats.

Onderdelenlijst

R1,R4,R5 = 1 k a R2,R3 = 390 k a P1 = 25 k a , instelpotmeter C1,C2 = 1 nF T1,T2,T3 = BC550C, BC 549C

Diversen: Bz = Toko PB 2720 (zoemer) zonnecellen (minstens 4 stuks, 0,45 V bij minstens 5 mA) 1 experimenteerprintje 40 mm x 100 mm soldeerpennetjes, 1,2 mm 0 montagesnoer

2. ® X

I 01

en

DIGI-taal lessen in enen en nullen deel 9: alwéér de flipflop In deel 8 hebben we een verbeterde RS-flipflop behandeld, de D-flipflop, die met NEN-poorten of met NOF-poorten kan worden gebouwd. NEN-D-flipflop:

1

Figuur 5. Een schakeling met het karakter van een haan, maar zonder het karakteristieke uiterlijk, komt natuurlijk weinig overtuigend over.

zonnecellen wordt afgege¬ ven, heeft natuurlijk ook een polariteit. Bij standaard¬ cellen bevindt zich de posi¬ tieve aansluiting aan de lichtgevoelige kant en de negatieve aansluiting aan de achterkant. Om alle risico's uit te sluiten kan dit met een gelijkspanningsmeting gekontroleerd worden. Het spraakorgaan van de haan is de zoemer Bz (buzzer). Dit is een zoge¬ naamde piëzo-zoemer van het type PB 2720 van de Japanse fabrikant Toko. Het zoemertje is heel plat en erg licht. Het kan rechtstreeks op de schakeling worden aangesloten (er is geen apart versterkertrapje nodig). Zo'n buzzer klinkt het hardst op zijn voorkeurs- of resonantiefrekwentie. Bij deze zoemer is dat ongeveer 4,5 kHz. Wie zijn haan op deze frekwentie wil laten kraaien hoeft

alleen maar voor R2 en R3 180 kï2 te nemen. Echt leuk wordt de haan natuurlijk pas als we hem ook een wat hanig uiterlijk geven. Hier kan men zijn fantasie de vrije loop laten. De tekening van figuur 5 kan daarbij misschien een aanzet vormen. Het beestje kan bijvoorbeeld met een figuurzaag uit triplex wor¬ den gezaagd. Schroef de schakeling op het lijf, mon¬ teer de zonnecellen op de staart en de zoemer op de kop en geef het geheel een aardig kleurtje. O ja, nog een aardigheidje tot slot. Bij deze schakeling kan de aan/uit-schakelaar eens een keer achterwege gelaten worden. Wie het gekraai van de haan zat is, hoeft er maar een doek over te gooien. En voor last met de dierenbescherming hoeft niet gevreesd te worden.

Zolang de stuuringang C " 1 " is, kan de flipflop zich instel¬ len op het door ingang D gedikteerde nivo. Zodra C naar het rustnivo " 0 " terugkeert, begint de geheugenfase. Het nivo van D ten tijde van die 1/O-overgang van C wordt onthouden. NOF-D-flipflop:

indikatie

Ten opzichte van de NOF-D-flipflop uit deel 8 (figuur 8) is het schema op een paar puntjes gewijzigd. Weliswaar is de werking gelijk gebleven, maar de NOF-D-flipflop vertoont nu meer overeenkomst met de bovenstaande NAND-Dflipflop. Merk op dat Q enjQ~van plaats verwisseld zijn (eveneens S en R) en dat D nu D is geworden.

LTL

a

r r

CLTL

L_

Voor de schakeling van figuur 2 geldt dat zolang de stuuringang C " 0 " is, de flipflop zich kan instellen op het door in¬ gang D gedikteerde nivo. Zodra "C" naar het rustnivo " 1 " te¬ rugkeert, begint de geheugenfase. Het nivo van D ten tijde van die 0/1-overgang van TT wordt dan onthouden. Het tijdsvolgorde-diagram van de NOF-D-flipflop is in fi¬ guur 3 gegeven. De bijbehorende waarheidstabel ziet u in tabel 1.

Tabel 1.

D

c

s

R

0

1

0

°} f11

1 1 0

1 0 0

0 1 0

XI

Q

o) 0

1

1

0

of -

Q = D ten tijde van laatste 0/1-overgang van C 0 0 1

flipflop gezet Q = D flipflop teruggezet

Ook D-flipflops zijn nog niet ideaal voor een aantal geheu¬ gentoepassingen. Het moet dus anders, beter maar helaas ook moeilijker. Het tijdstip waarop de geheugenfase bij flipflops start, ligt ondubbelzinnig vast, namelijk het tijdstip van de terugkeer naar het rustnivo van de stuuringang C. Maar vlak daarvóór, dus tijdens het aktief zijn van de stuur¬ ingang, kan D nog "van gedachten veranderen". We zoeken daarom een schakeling die de ingangsinformatie, welke op het tijdstip van het aktief worden van de stuuringang op de data-ingang aanwezig is, tijdelijk opslaat. Dat gebeurt dan in een flipflop die als tussengeheugen dienst doet. Tijdens het tot rust komen van de stuuringang wordt die tijdelijk opgeslagen informatie definitief vastgelegd in een andere, de eigenlijke flipflop. Zo'n schakeling is de zogenaamde "JK-meester-slaaf-flipflop, waarvan we in figuur 4 een schema geven.

In dit schema zien we twee flipflops. De meester-flipflop neemt de tijdelijke opname van de ingangsdata voor zijn re¬

kening. Op kommando van C wordt deze informatie doorge¬ geven aan de slaaf-flipflop. De meester-flipflop (NEN) is al bekend van de vorige maand, als "voorloper" van de NEND-flipflop (twee ingangen in plaats van één, zie figuur 3 van deel 8). Op dezelfde manier is de slaaf-flipflop (NOF) op te vatten als voorloper van de NOF-D-flipflop (figuur 7, deel 8). We zien dat de ingang C gemeenschappelijk is voor beide flipflops. Een aktieve C voor de NOF-flipflop betekent het C-rustnivo voor de NEN-flipflop. Na een bepaalde nivoverandering (pulsflank) van C wordt dus de ene flipflop aan het werk gezet en na de tegenovergestelde nivoverandering de andere. Tijdens de overgang van ingang C van rust ("0") naar ak¬ tief ("1"), wordt de slaaf-flipflop van de meester-flipflop ge¬ scheiden en worden de data-ingangen J en K met de meester-flipflop verbonden. Zolang C aktief is ("1") wordt de ingangsinfo op J en K aan de meester-flipflop doorgege¬ ven. Die ingangsinfo moet dus gedurende deze fase konstant blijven. De aktieve tijd van C moet niet langer duren dan nodig is voor het doorgeven van J en K. Tijdens de overgang van C naar de rusttoestand wordt eerst de meester-flipflop van de ingangen J en K gescheiden. Daarna wordt de meester aan de slaaf gekoppeld en gaat de tijdelijk in de meester opgeslagen informatie naar de slaaf-flipflop. Na afloop van de C-puls ziet de slaaf-flipflop er als volgt uit: Tabel 2.

0 1 0 1

0 0 1 1

Q_

Q"

X 1 0 _

X 0

1 _

(ongewijzigd t.o.v. vlak vóór C-puls) (geïnverteerd t.o.v. vlak vóór C-puls)

Voor de praktische realisatie op de print van de Digitrainer moeten alle aanwezige poorten worden gebruikt. Er zijn vier indikatie-LED's nodig om de toestand van de meesterflipflop (punten B en C) en de slaaf-flipflop (punten E en F) te laten zien. Zorg er eerst voor dat C in de rusttoestand is, dus verbind ingang C met "0". Kies vervolgens de ingangs¬ data J en K door de ingangen J en K open te laten ("1") of met massa te verbinden ("0"). Verbreek daarna de ver¬ binding van ingang C met massa, C is dan " 1 " . De LED's B en C laten dan iets zien over de toestand van de meesterflipflop. Leg dan ingang C weer aan massa. Nu wordt het interessant om de LED's E en F van de slaaf te bekijken. U kunt de gang van zaken herhalen met andere ingangsda¬ ta voor J en K; er zijn vier verschillende kombinaties moge¬ lijk. Ingang C heeft een pulsvormig verloop: 0-1-0. Die C is de afkorting van het Engelse woord "Clock" (klok). Je denkt daarbij aan "tijd". Dat klopt, het verloop van het "kloksignaal" bepaalt namelijk het moment waarop een flip¬ flop aan het werk wordt gezet om iets te onthouden. Bij het zojuist besproken type flipflop spelen de nivoovergangen van de klok C een belangrijke rol. De eigenlijke info-overdracht vindt namelijk plaats tijdens de positieve (stijgende) en de negatieve (dalende) flank van de klokpuls. In wezen hebben we nog steeds met hetzelfde probleem te maken als bij de D-flipflop. De ingangsinfo moet namelijk konstant blijven gedurende de korte tijd dat C aktief is. Dit tijdsverlies kan aanzienlijk worden beperkt door de ingangs-

data tijdens de overgang van "CT_naar " 1 " van C (of de overgang van " 1 " naar " 0 " van TT) te bevriezen. Uiteraard moet de klok dan nog steeds een pulsvormig verloop (0-1-0 of 1-0-1) hebben, omdat men anders niet opnieuw data in de flipflop kan "klokken". Maar het is dan niet meer van belang hoe de ingangsinfo direkt na de aktieve flank van C er uit ziet. Die aktieve flanken (0/1 of 1/0) kunnen overi¬ gens niet oneindig snel verlopen. Een aantal nanosekonden begint in praktijk echter al aardig op "oneindig snel" te lij¬ ken (een nanosekonde is één miljardste deel van een sekonde, in die tijd legt licht een afstand van 30 centimeter af!). Voor een flipflop zijn twee tekensymbolen gebruikelijk, deze zijn in figuur 5 getekend.

©

PRESET CLOCK

K2

K1

K

Q

JK-flipflop met drievoudig* ingangen, vóór-instellen en leegmaken

DIN

Elex

© JCLK-

D-ö

De letter T bij het DIN-symbool is de afkorting van "Takt", wat verband houdt met tijdsfasen (maat). Denk bijvoorbeeld aan de namen "tweetaktmotor" en "viertaktmotor". Tot slot vermelden we nog enkele flipflop-IC's. JK-flipflop met drievoudige ingangen, vóór-instellen en leegmaken

IJ

IQ

CLOCK CLEAR

1

1 ,

IQ

MÉM

2K

2Q

IK

/ T \ CLOCK CLEAR

2Q

2J

\ZJ ,. 2

t«nro-2

f»nm=2

twee JK-flipflops met leegmaken

De ingangen PRESET (of PRESET) en CLEAR (of CLEAR) maken het mogelijk om de flipflop een gedefinieerde begin¬ toestand te geven. Het "presetten" of "vóór-instellen" komt neer op het "zetten" van de flipflop; dan is de Q " 1 " en TT "0". Het "clearen" (leegmaken of uitwissen) van een flipflop is hetzelfde als het "terugzetten"; Q is dan " 0 " en ZT is "1". Bij het IC van figuur 6 bevinden zich twee flankgestuurde JK-flipflops in één huisje. Op de print van de Digitrainer is plaats voor twee van die zestienpens-IC's (IC6 en IC7). Bij wijze van leerzame uitsmijter volgen nu nog vier andere flipflop-IC's. Als u tot het nieuwsgierige type mensen be¬ hoort, kunt u méér van deze IC's aan de weet komen door het "Data Sheet Boek", een Elektuur-uitgave, te raadplegen.

CLlAR"

1D

CLOCK PftËSET IQ 1 1

IQ

fan in = 2 twee D flipflops met vóór instelling en leegmaken

Weerstanden

Hoeveel ohm en hoeveel farad?

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

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

1

i

kleur

zwart bruin rood oranje geel groen blauw violet grijs

= = a, m = k = M = G =

p

4 mm V )

Ie cjjler

0

0

1

2

tolerantie

nullen

3

2e2 3 cijfer

4

00

±1%

(pico) (nano) (micro) (millil (kilo) fMega) (Giga)

= 10-12

= 10-9 = 10-6 = 10-3 = 103 - 106 - 109

Diverse tekensymbolen

ee n milïoenste van een miljoenste = een miljards e - ee n miljoenste ee n duizend te zend - m loen = m jard

±2%

Kondensatoren

4

0000

-

5

5

00000

6

6

000000

7

7

-

-

8

8

-

-

zijn kleine ladingreservoirs. Ze worden met C aangeduid. Aangezien ze wel wisselspanning maar geen gelijkspan¬ ning doorlaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspannïng. De hoeveelheid la¬ ding die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van gewone kondensa¬ toren (keramische en foiie-konóensatoren} liggen tussen 1 pF en 1 fiF, dus tussen 1 i F en r-K7ï R D e w a a r d e is 1.000.000.000.000 1.000.000 op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden:

wit

9

9

goud zilver zonder

-

-

xO.1

-

-

xO.OI

± 10%

-

-

-

± 20%

±5%

Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 S 10% geel-vioiet-oranje-zilver: 47.000 £3 = 47 kö 10% (in Elexschema's: 47 k) bruin-g roe n-groen-goud: 1.500.000 Q «« 1,5 MQ 5% {in Elex-schema's: 1M5) In Elex-schakelingen worden uitsluitend weerstanden ge¬ bruikt uit de zogeheten E12-reeks met een tolerantie van 10% (of 5%). "Tenzij anders aangegeven worden %-watt¬ weerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.

massa chassis aan nul lichtnet aarde draad (geleider)

C

-

-

uitgang

Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma, maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 4^7= 4,7^F « 0.000 0047 F

000

±0,5%

0

verbindingen

••

kruising zonder verbinding

afgeschermde kabel schakelaar (open) drukknop (open)

1n5 ~ 1,5 nF; fiO3 = 0,03MF = 30 nF; 100 p (of n100 of

aansluiting (vast)

n1) = 100 pF. De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 20% hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de kapaciteït en van het materiaal waaruit de kondensator is opgebouwd: / 0,40 tot / 1,50.

aansluiting (losneembaar) meetpunt gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand

temperatuurgevoeüge weerstand

-IIK (eiko's) hebben een heel hoge kapacïteit (ruwweg tussen Elektrolytische kondensatoren

O

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

koptelefoon

"\fif en lö.GOO^F). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een min-aansluiting, die niet ver¬ wisseld mogen worden. Bij tantaat-elko's (een heef klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De werkspanning van elektrolytische konden¬ satoren {eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 10^F/35 V kost zo rond f 0,40.

luidspreker spoel spoel met kern

transformator

Variabele kondensatoren

relais (kontakt in ruststand)

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

draai spoel instrument gloeilamp

potentïometer (potmeter)

neon lampje zekering

Meetwaarden variabele kondensator stereopotmeter

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

Dioden

—M—

aangeduid met D, zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze om, dan sper¬ ren ze. In dooriaatrichting valt er over de aansluitingen van een siliciumdiode een spanning van ca. 0,6 V {drempelspanntngh De aansluitingen heten kathode (streepje in sym¬ bool) en anode. De kathode is meestal op het huisje van de diode aangegeven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inkeping. Zijn de aansluitingen onbekend, dan kan de diode m.b.v. een lampje en een batterij worden getest. Het lampje brandt alleen ais de diode is aangesloten in de getekende richting.

Transistors

Geïntegreerde schakelingen

zijn net ais dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emrtter en kollektor. Er zijn NPN- en ~'NP-transistors. Bij NPN-transistors ligt de emïtter altijd aan een negatievere spanning dan de koitektor, bij PNPtypen is dat precies andersom.

meestal afgekort tot "IC's", bestaan tegenwoordig in zo¬ veel varianten, dat er nauwelijks iets in het algemeen over te zeggen valt. De meeste IC's zijn ondergebracht in een DIL-behuïzing (dual-in-line): de bekende zwarte "kevertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) wat worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. Om vergissingen te voorkomen is pen 1 op het iC altijd gemerkt met een punt of een inkeping o.i.d.

Een kleine stroom die van basis naar ernttter loopt, ver¬ oorzaakt een (veel) grotere stroom tussen koilektor en emitter. Daarom zeggen we dat de transistor de basisstroom "versterkt" (stroomversterking). Transistors zijn vandaag de dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen. De belangrijkste technische gegevens van een diode zijn de sperspanning en de maximale stroom in dooriaat¬ richting. In Eiex worden hoofdzakelijk twee typen gebruikt: 1N4148 (sperspanning 75 V, doorlaatstroom 75 mA), prijs ca. f 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A), prijs ca. f 0,25.

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

LED's (light emitting diodes) zijn in een doorzichtige behuizing ondergebrachte dioden, die oplichten ais 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 è 25 mA. De ka¬ thode (streepje in symbool) herkent men aan het korte pootje. De goedkoopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje.

indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhan¬ den is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelin¬ gen {IC's} zijn vaak door verschuilende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien. In sche¬ ma's en onderdelenlijsten wordt uitsluitend het gemeen¬ schappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weerge¬ geven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 741, komt in de volgende "gedaanten" voor: yA 741, LM 741, MC 741, RM 741, SN 72741, enzovoorts. Elexomschrijvïng: 741. Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, mak¬ kelijk vervangen worden).

Symbolen In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NPNï en BC 557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben de¬ zelfde aansluitingen. In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC 547 en BC 557 ook andere typen gebruiken met on¬ geveer dezelfde eigenschappen: NPN: BC 548, BC 549, BC 107 (108, 109), BC 237 (238, 239) PNP: BC 558, BC 553, BC 177 (178, 173), BC 251 {252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.

In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wij¬ ken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken¬ afspraken (DIN, NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens " &", '"%V, " 1 " of "~ 1 " ge¬ noteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar èn blijft de aansluiting op de in het elektronicaonderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Elex

NEN

Speciale transistoren zijn bijvoorbeeld de fototransttor en de FET. De fototran¬ sistor kan opgevat worden als een fotodiode met verster¬ ker. De FET is een transistor die met een spanning (dus geen stroom) in geleiding gebracht kan worden. Zo als er bij een transistor NPN- en PNP-typen zijn, zo kennen we bij FET's N- en P- ka naai- typen.

0

operationele versterker (opamp)

AND-poort (EN-poort)

©

fototransistor (NPN) met en zon¬ der basïsaanslutting

Fotodiode

NAND-poort (NEN-poort)

is eigenlijk een omgekeerde LED; in plaats van licht te geven ontvangt deze diode licht en ievert een iichtafhankelijke stroom. Prijs: vanaf ca. f 2,50. N-kanaal J-FET

P-kanaal J-FET OR-poort (OF-poort)

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

zijn o.a. de thyristor, de diac en de trïac. De thyristor is een diode die met een stuurstroom (gate-stroom) in gelei¬ ding gebracht kan worden. De triac werkt als een thy¬ ristor, maar dan voor wisselstroom. De diac spert in bei¬ de richtingen maar komt boven een bepaalde spanning volledig in geleiding.

NOR-poort (NOF-poort)

iXOR-poort (EX-OF-poort)

G/

K

thyristor

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

>1

NEDERLAND: 1811 1811 7705 1032 1053 7311 9401 6191 4611 4611 1941 4811 2611 5212 5223

EJ EM AD JZ KZ NJ BJ NA MA JL CE KJ BK VA HH

Alkmaar Alkmaar Almelo Amsterdam Amsterdam Apeldoorn Assen Beek Bergen op Zoom Bergen op Zoom Beverwijk Breda Delft Den Bosch Den Bosch

Elektron radio Elco Explorer Electronika Asian Electronics Muco Amsterdam van Essen Elektronika Fa. Baas en Zonen Janssen Elektronika Rein de Jonge bv Beneco bv Ruko Elektronika Radiobeurs bv Goris Elektronika de Boer Elektronika van Dijk Elektronika

Laat 38 Laat 166 Nieuwstraat 147 Papaverhoek 22 Bilderdijkstraat 142 Molenstraat 62-64 Groningerstraat 75 Weth. Sangerstraat 57 Korte Bosstraat 4 Lieve Vrouwestr. 54 Baanstraat 33 Karnemelkstraat 10 Binnenwatersloot 18a Citadellaan 39 Boschmeersingel 119

1 3023 SK Rotterdam 2512 2541 2565 1781 7001 3311 3311 9203 5611 5611 5612 7811 7521 6162 9712 2011 2101 6411 6411 5701 5711 7551 1211 1621 7571 8282

GA RM MB ER DX CT CT CG AJ JS CD EA AK HJ HL E2 JJ GW HC NT KK EX GX HJ BH BS

Den Haag Den Haag Den Haag Den Helder Doetinchem Dordrecht Dordrecht Drachten Eindhoven Eindhoven Eindhoven Emmen Enschede Geleen Groningen Haarlem Heemstede Heerlen Heerlen Helmond Helmond Hengelo Hilversum Hoorn Oldenzaal Kampen

2224 9351 2312 6211 6211

HG GB CH GK PD

Katwijk aan Zee Leek Leiden Maastricht Maastricht

Tel:

Prinsegracht 34 Steenwijklaan 98 Wilgstraat 53a Beatrixstraat 94 Dr. H. Noodstraat 34a Voorstraat 431 Voorstraat 409 Noordkade 78 H. Boexstraat 22 Kleine Berg 39-41 Kruisstraat 61 Hoofdstraat 5 Hengelosestraat 176 Rijksweg 18b O. Ebbingestraat 60 Kampervest 53 Binnenweg 197 Akerstraat 21 Akerstraat 19 Zuid Koninginnewal 58 Molenstraat 158 Wemenstraat 14 Langestraat 107 Nieuwland 17 Steenstraat 31 Noordweg 32 Boslaan 279 De Klap 16 Nw. Beestenmarkt 20-22 M.Smedenstraat 25 Brusselsestraat 99

Stuut en Bruin radio Westerveld Ruytenbeek bv Proton Hobby Elektronika de Boer Elektronika Radiobeurs bv TV Technische Dienst bv Vogelzang Intertronics de Boer Elektronika Wiener Radio Crescendo Elektronika radio H J . v.d. Zande Boessen Fa. Okaphone Radio Display Elektronika Riton Fa. de Regenboog Vogelzang Intertronica de Boer Elektronika radio Westerhof Schildkamp Fa. radio Gooiland Jonker Elektronika Paul's Elektronika De)ta Electronics van Leeuwen Fa. Leekster Elektronika Kok Elektronika Vogelzang Intertronics de Regenboog

mmm*

aduerlentie-sluiN Juni 1984 Juli 1984 Aug. 1984 Sept. 1984 Okt. 1984

01-05-1984 29-05-1984 03-07-1984 31-07-1984 28-08-1984

verscHjriings date Juni 1984 Juli 1984 Aug. 1984 Sept. 1984 Okt. 1984

31-05-1984 28-06-1984 26-07-1984 30-08-1984 27-09-1984

6041 6043 3074 3083 3111 6131 5017 5038 3512 3512

GB CS JK AL HE EL EC WT AB BB

Roermond Roermond Rotterdam Rotterdam Schiedam Sittard Tilburg Tilburg Utrecht Utrecht

3512 3513 7051 5800 5911 3131 6001 7101 1521 5301 3701 6901 4880

EA Utrecht CB Utrecht DC Varsseveld AK Venray GK Venlo BT Vlaardingen GS Weert DWWinterswijk CJ Wormerveer WSZaltbommel HJ Zeist GR Zevenaar AD Zundert

Heilige Geeststraat 1 Laurentiusplein 9 2e Rosestraat 34 Jan Ligthartstr. 59-61 Hoogstraat 149 Markt 32 J. Aarteslraat 7 Puisstraat 90 Vinkenburgstraat 6 Lange Janstr. 16-18 Keizerstraat 31 Herenweg 35-37 D. Jolinkweg 3 Hofstraat 2a Kleine Kerkstraat 1 Westhavenplaats 32 Wilhelminasingel 111 Gasthuisstraat 11 Warmoestraat 15 Bloemkeshof 80 1e Hogeweg 75 Mallemolen 8 Pb. 157

Populair Electronics Tummer Fa. BB Radio DIL Elektronika radio v.d. Bend de Regenboog Segment Elektronika Piet Kennis Elektronika Centrum Radio bv de Boer Elektronika Display Elektronika Karsen Elektronika bv Visscher Elektronika Electronika Hobbyshop Baur Electr. Components radiohuis v.d.Bend Electronic Equipment Boterman Elektronika Electr. Centr. Zaanstad Bergsoft Zaltbommel Nic Jense bv Liemers Elektronika Rena Electronics

Brederodestraat 86 Langestraat 8 av. de l'Heliport 24-26 rue Heliport 28 bis 33 Bacchuslaan 78 Tolpoortstraat 33 Rijksweg 406 Terlinckstraat 63 Winterslagstraat 7 Kortrijksesteenweg 249 Lange Violettestraat 8 Oud Strijdersplein 6 Luikerstreenweg 173 Kapellensteenweg 425 Hovensebaan 13 Zwevegemstraat 20 Spekkestraat 4 Schansstraat 18 de Stassaertstraat 52 Nieuwstraat 147 Prins Albrenhtlaan 52 de Merodelei 105 Antwerpsesteenweg 132 J. Moretuslei 550

Ercos PvbA Uilenspiegel RTV MUB Electronics Vadelec SprL Telesound Voca Electronics ECBS Elektronika Shop Electroluc Vereist Fa Gentronics PvbA Radiohome Hal Electronics LAB Electronics Audiotronics Alltronics Internatinal Electronics Stereorama Lehaen/Ludton Fa. Veret Vael Electronics Jeco Electronics Geronika Electronica Geronika Electronica Eltron HiFi

BELGIË: 2000 8000 1000 1000 2200 9800 3650 9900 3600 9000 9000 1500 3500 2180 2080 8500 2500 3900 2800 2700 3800 2300 2140 2610

Antwerpen Brugge Brussel Brussel Borgerhout Deinze Dilsen Eeklo Genk Gent Gent Halle Hasselt Kalmthout Kapellen Kortrijk Lier Lommei Mechelen St. Niklaas St. Truiden Turnhout Westmalle Wilrijk

Voor informatie en reservering: Uitgeversmij. Elektuur B.V. Tel. 04402-74200

Tei. 023-322421

aóoerteerderslndex De Boer Elektronica Dirksen Elektronica Opleidingen Elex nummers Elex printen

5-05 5-08 5-58 5-58

Memobord

5-06

Resi & Transi I Resi & Transi II

5-60 5-60

Vogelzang

5-59

Wederverkopers Elex WEKA Uitgeverij

5-57 5-07

X

I UI ^1