ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1985-23 issue july [PDF]

Zitiervorschau

tijdschrift voor hobby-elektronica

huistelefoon solargenerator hifi-box in mini-formaat

bliksem, wat is dat?

3 e jaargang nr. 7 juli 1985 ISSN 0167-7349

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L Kersemakers Redaktie: J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, H.G.C. Lemmens, I. Gomboslass.)

Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-74200, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13, Beek (L)

Ontwerpafd. /laboratorium: J. Barendrecht, G.H.K. Dam, K. Diedrich, A.P.A. Sevriens, J.P.M. Steeman, P.I.A.Theunissen

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

Vormgeving: C. Sinke

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 opgenomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een ingezonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, 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 gebruikelijke vergoeding.

Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen

Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs jaarabonnement Nederland België buitenland f 42,50 Bfrs. 840 f 5 8 , Een abonnement kan op ieder gewenst tijdstip ingaan en loopt automatisch door, tenzij het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt). Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Marketing: D.K. Grimm

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

Commerciële zaken: H.J. Ulenberg

© Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1985 Printed in the Netherlands

Advertenties: E.A. Hengelmolen (hoofd adv. verkoop), W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag. Prijslijst nr. 3 is van toepassing.

Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

u de inhoud: j Voor vele mensen wordt het nu zoetjesaan tijd, om weer tent, rugzak en ander kampeergerei tevoorschijn te halen, want de vakantietijd breekt weldra aan. Huis en haard worden voor een poosje verwisseld voor een onbezorgd verblijf op camping, strand of hei. Toch valt het weleens moeilijk om te moeten scheiden van alle gemakken, die we de rest van het jaar genieten zonder er eigenlijk bij stil te staan. Elektrische netgevoede apparaten hebben nu eenmaal een stopkontakt nodig. Buitenshuis kan deze 220-Vaansluiting verzorgd worden door deze omvormer, die aangesloten wordt op een 12-V-akku. camping-omvormer blz. 7-10

De kreet "hoe groter hoe beter" hoeft niet altijd op te gaan. Een grote luidsprekerbox mag dan wel voortreffelijk kunnen klinken, maar een lege beurs ziet er een stuk minder voortreffelijk uit! Ook kwa plaatsruimte moeten vaak konsessies gedaan worden. Deze mini-box zal zeer zeker zijn mannetje staan wat betreft weergave. mini-hifi-box blz. 7-18

Dit plaatje geeft ons een ietwat vreemde indruk van de vertrouwde telefoon, die we weliswaar zeer vaak gebruiken maar van binnen eigenlijk niet zo goed kennen. In een tweetal artikelen zullen we ons eens wat verder verdiepen in de werking en het gebruik van het telefoontoestel. huistelefoon hoe werkt de telefoon?

blz. 7-32 blz. 7-26

elextra

7-04

komponenten

7-46

7-30

'n tip Over het afstrippen van koax-kabel. kaleidoskoop

7-13, 7-31. 7-39

nieuwe produkten

7-38

zelfbouwprojekten camping-omvormer Maakt van 12-V-gelijkspanning 220-V-wisselspanning.

7-10

aansluitingzoeker voor transistoren Een handig apparaatje voor het testen van onbekende transistoren.

7-14

mini-hifi-box Prima geluidskwaliteit uit een mini-kastje.

7-18

zonnebrandalarm Een waarschuwings-timer die tijdens het zonnen over uw tere huid waakt.

7-22

huistelefoon Afgedankte telefoontoestellen in ere hersteld.

7-32

richtingaanwijzer voor de fiets Meer veiligheid in het verkeer met een handjevol elektronica.

7-36

grondbeginselen hoe zit dat? Bliksem en donder.

7-09

hoe werkt de telefoon? Over de ingewanden van een telefoontoestel.

7-26

luidsprekerfilters Voor elke luidspreker het juiste frekwentiespektrum.

7-40

kursus ontwerpen deel 9 Het versterken van wisselspanningen.

7-46

informatie, praktische tips zonnegenerator Hoe gebruiken we zonne-energie?

7-29

bij de voorpagina Een felle bliksemschicht schiet deze maand dwars over de voorpagina van ons blad. Met het warme jaargetij voor de deur kunnen we deze onweersbuien wel vaker verwachten. In dit nummer zullen we eens wat dieper ingaan op dit natuurverschijnsel. Ook het thema "telefoon" komt deze maand aan bod, onder andere in de vorm van een schakeling, waarmee men met twee telefoontoestellen een huistelefoon-installatie kan aanleggen.

*se«'.«at»/*-

f'

natuurlijk a! lang vervangen door elektronische schakelaars. Behalve dat deze veel sneller kunnen schakelen (een voordeel waar je trouwens alleen bij druktoetstoestellen iets van merkt), zijn ze ook veel kleiner, waardoor de centrales kompakter gebouwd kunnen worden.

het overbekende "grijze" standaardtoestel (tegenwoordig lang niet meer altijd grijs), model T65, van de PTT.

gfÜ» Zonne-energie is niet iets van de laatste paar jaren: wie als kind wel eens met een brandglas heeft gespeeld, weet tot welke grootse dingen het zonlicht in staat is. Om deze gratis energiebron op een wat serieuzere manier te gebruiken, staan ons verschillende wegen open. Veel effektiever dan een brandglas werkt een opstelling van een of meer grote holle spiegels, die de zonnewarmte op een punt koncentreren. Zo kunnen temperaturen worden bereikt, waarbij metalen smelten. Het nadeel van deze methode is de noodzaak van een volgmechanisme: de zon staat nu eenmaal niet stil aan de hemel. Zonnekollektoren hebben een oppervlak, dat zoveel mogelijk de warmtestralen absorbeert. Die warmte wordt dan afgegeven aan water, dat door de koliektor stroomt. De meest moderne manier om zonlicht om te zetten in energie is het gebruik van halfgeleidermaterialen: hierin wordt licht direkt omgezet in elektrische stroom.

Stroom uit licht Deze techniek staat nog in de kinderschoenen, en of al onze energieproblemen er eens mee opgelost zullen worden is zeer de vraag. De zon straalt reusachtige hoeveelheden energie uit naar alle kanten, maar slechts een zeer klein deel daarvan (1/2.500.000.000) wordt door de aarde opgevangen. Van die energie gaat nog een gedeelte verloren in de atmosfeer. Toch blijft er genoeg over: de vermogensbehoefte (= energie per tijdseenheid) in het jaar 2000 zou gedekt kunnen worden met het vermogen dat de zon op een oppervlakte van 19.000 km 2 levert. Dat klinkt veelbelovend, maar de praktijk valt tegen.

zon negenerator Zonnecellen zijn nog duur en het rendement is bescheiden. Bovendien leveren ze alleen stroom als de zon schijnt en dat is bij ons lang niet altijd het geval. Verplaatsing van de produktie naar bijvoorbeeld de Sahara zou waarschijnlijk ekonomisch niet haalbaar zijn vanwege de transportkosten. In afwachting van betere en goedkopere zonnecellen zullen wij ons dus voorlopig maar bezig houden met wat kleinschalige toepassingen. Laten we eerst eens gaan kijken hoe een zonnecel in elkaar zit (figuur 1a). Een schijfje halfgeleidermateriaal (bijvoorbeeld silicium) met een PN-grenslaag (zoals in een diode) is bevestigd op een kontaktplaat. Bovenop het schijfje zit een metalen kontaktkam. Het oppervlak van de schijf is voorzien van een antireflexielaag om het rendement te vergroten. Een aantal van deze zonnecellen is samengevoegd tot een element (figuur 1b), dat meestal ook "zonnecel" genoemd wordt. Figuur 2 laat zien hoe de

stroom ontstaat. In het overgangsgebied tussen de P- en de N-laag van het siliciumkristal botsen lichtdeeltjes (fotonen) tegen elektronen en slaan die los uit hun oorspronkelijke atoomverband. De met botsingsenergie geladen elektronen gaan aan de wandel in de richting van de verbruiker (R). Op die manier ontstaat een elektrische stroom, waarmee bijvoorbeeld akku's kunnen worden opgeladen. De grootte van die stroom hangt af van de intensiteit van de zonnestraling: bij een instraling van 1 kW/m 2 ontstaat een stroom van 25 mA/cm 2 oftewel 250 A / m 2 . Voor het opslaan van stroom uit zonnecellen zijn inmiddels al speciale akku's (sinterakku's) ontwikkeld. De firma Sony biedt ook een laadapparaat aan voor deze akku's, dat (uiteraard) op zonneenergie werkt. Het geheel is nogal prijzig en alleen bedoeld voor kleine apparaten, bijvoorbeeld draagbare radio's, die met een spanning van 3. . .6 volt kunnen werken en maximaal

2,7 watt verbruiken. De akku's zijn binnen vijf uur opgeladen en hebben dan een kapaciteit van 500 mA/uur.

De praktijk Zoals gezegd is het rendement van zonnecellen niet bijzonder hoog: slechts tien procent van de opgevangen zonne-energie wordt omgezet in elektrische energie. Toch hebben wij ons daardoor niet laten ontmoedigen en ook een zonnegenerator ontworpen. De schakeling (figuur 3) is kinderlijk eenvoudig: 20 zonnecellen zijn in serie geschakeld. De geleverde stroom is daardoor gelijk aan die van één cel, maar de spanningen worden bij elkaar opgeteld. Met deze zonnegenerator kan een nikkelcadmium-akku worden opgeladen. De diode D1 voorkomt dat de aangesloten akku zich ontlaadt over de zonnecellen als die geen stroom leveren; het spanningsverlies van 0,6 volt over D1 moeten we dan

1a a = kontaktkam (metaa b = antireflexielaag

1N4148 Dl

d = I PN-overgang 'Si) e = kontaktplaat ( —

^ ^ ^ >

T T T

zei

M-0

ZC 2 ZC3 - ZC4

-o a b c d e f

~ = = =

Foto links boven: Goed nieuws voor fans van loopradio's: een kleine radio kan gemakkelijk met zonnecellen worden gevoed. De bouwbeschrijving van zo'n radio stond in het april-nummer van ons tijdschrift Elektuur.

doorzichtige plaat zonnecellen dun montagedraad schuimplastic grondplaat (metaal of plastic gaten voor koeling

Figuur 1. De opbouw van een zonnecel (a) en van een kompleet bedraad moduul met meerdere zonnecellen (b). Voor de verbindingen in het moduul moet soepel draad worden gebruikt.

fotonen

Figuur 2. Deze tekening laat zien hoe een zonnecel licht omzet in elektrische energie.

elektronenstroom

Figuur 3. Het "schema" van een zonnegenerator met 20 zonnecellen.

Onderdelenlijst D1 = 1N4148 ZC1...ZC20 = zonnecel, onbelaste spanning ongeveer 0,5 volt (zie tekst) flexibel montagedraad een plaatje schuimplastic een behuizing met een doorzichtig deksel

zonnecel

Geschatte bouwkosten zonder behuizing: ongeveer 100 gulden. Let wel op eventuele speciale aanbiedingen!

Figuur 4. Het door ons prototype geleverde vermogen op een zonnige dag in november. Figuur 5. Kompleet opgebouwde modulen zijn ook in de handel. Dit exemplaar bestaat uit 34 zonnecellen.

Soms vallen de meest eenvoudige dingen in de praktijk moeilijker uit dan werd verwacht. Om maar eens een voorbeeld te noemen: het aansnijden van koaxkabel. Als er maar een kort stukje aangesneden moet worden, valt het allemaal nog wel mee. Worden het echter meerdere centimeters, dan laat de afscherming zich niet meer zo makkelijk ontrafelen. Dit is bijvoorbeeld het geval als de massa-aansluiting en de aansluiting voor de kern niet

al te dicht bij elkaar liggen. Anderzijds mag men ook niet te royaal "ontmantelen"; vooral als men te maken heeft met hoogfrekwente signalen. Allereerst wordt de buitenmantel met een scherp mesje voorzichtig ingesneden en wordt het voorste stukje verwijderd. Bij het ontvlechten gaat men spiraalsgewijs te werk. Met een priem of een breinaald worden de afzonderlijke draadbundels één voor één opgelicht, werkende in één vaste draairichting. Als laatste wordt de kern-isolatie afgestript.

maar voor lief nemen. Zonnecellen zijn in diverse afmetingen, vormen en prijsklassen verkrijgbaar; enig speurwerk in advertenties loont beslist de moeite. Wij gebruikten kleine exemplaren (10 x 20 mm); uit de stroom-spanningskarakteristiek van figuur 4 kunt u aflezen wat die presteerden op een zonnige novemberdag om drie uur 's middags. Maximaal werd 20 mA geleverd, voldoende voor het laden van een akku. In figuur 1b is te zien, hoe de zonnecellen in serie moeten worden geschakeld. Gebruik dun, soepel montagedraad en werk voorzichtig om de cellen niet te beschadigen. Dat kontaktkam van ieder element moet met de onderplaat van het volgende element worden verbonden. Het geheel wordt daarna voorzichtig op een laagje schuimplastic gelegd en opgesloten in een (doorzichtige!) behuizing. Als dat achter de rug is, kan er weinig meer fout gaan. U kunt dan rustig gaan genieten van het trotse gevoel, dat u voor uw persoonlijke energiebehoefte niet meer helemaal afhankelijk bent van anderen.

Service Uit het verre Afrika (ja, ja, ook in de "rimboe" zijn wij kennelijk geen onbekenden!) ontvingen wij onlangs een schriftelijke noodkreet van Pater Muizebelt, dat een bepaald onderdeel van zijn video-recorder na jarenlange trouwe dienst de geest had gegeven en of wij hem misschien uit de brand konden helpen. Nu, aangezien wij hem niet het verlangde onderdeel konden verschaffen, stuurden wij — op hoop van zegen — zijn verzoek door naar de importeur van Akai, de firma Fodor Radio B.V. Nog geen drie dagen later liet deze firma ons weten dat het gevraagde onderdeel op weg waren naar Pater Muizebelt. Als dat geen service is!

Komend voorjaar veel nieuws in Evoluon Wie vindt het niet leuk om met treintjes te spelen? Het is de hobby van nogal wat jeugdigen, maar laten we de volwassenen niet uitschakelen. Heel wat vaders die op zolder of in de kelder een spoorbaan voor zoonlief hadden ingericht, bleken er achteraf het meest mee te spelen. Al diegenen die het te duur vinden of geen

ruimte hebben om een spoorlijn aan te leggen, kunnen binnenkort terecht in het Evoluon om zich uit te leven op een miniatuur spoorlijn met twee treinstellen. Het ene wordt getrokken door een stoomlokomotief, de andere door een diesellok. De bezoeker kan zelf de wissels bedienen. Méér, hij kan zelfs proberen de twee treinen met elkaar in botsing te laten komen. Dat zal echter niet lukken, omdat de baan wordt bewaakt door een computer die ervoor zorgt dat die wissel, die voor de katastrofe zou kunnen zorgen, niet kan worden overgehaald. . . De bezoeker kan de wissels bedienen via een display dat zich buiten de baan bevindt. Zowel op het display als in levende lijve kan de gehele treinenloop worden gevolgd. De stoomlok kan echt op water en vuur lopen, maar wordt voor deze gelegenheid aangedreven door een elektromotortje. Echte stoomtraktie zou binnenshuis een beetje te veel van het goede zijn. Wel is de originele stoomfluit te horen. Deze en de meeste andere nieuwigheden zullen medio mei in de benedenzaal "Spel der techniek" zijn te zien.

van een echte Stirlingmotor van 32 pk. Daarnaast is er een opengewerkt animatiemodel, waardoor de bezoeker de verschillende stromen kan zien lopen. Een en ander krijgt de bezoeker te zien als hij op een knop drukt. Door middel van verklarende teksten wordt de exakte werking uitgelegd. Medio mei wordt een stand geopend waarin de bezoeker allerlei mechanische principes worden uitgelegd zoals: de drie vormen van evenwicht, impulsoverdracht, de wet van Archimedes, middelpuntvliedende krachten, een opengewerkte naaimachine en een klimmende kegel tegen een helling. Verder een interessante primeur in de vorm van een echt werkende transmatic (het revolutionaire aandrijfsysteem waar zo veel om te doen is geweest en dat in Tilburg gefabriceerd gaat worden). De transmatic is gekoppeld aan een Fiatmotor die geheel zonder olie loopt. Het geheel is door het publiek te bedienen. Tot slot is er in de "kelder" een opengewerkte Philishave te zien die echt werkt. Glasvezel

Stirlingmotor

Ook nieuw is de opstelling

Voor groepen kan er op aanvraag een lezing worden

verzorgd over glasvezelkommunikatie. Deze lezing(en) worden gehouden in de filmzaal. Voornaamste doelgroep hierbij zijn scholieren uit het middelbaar onderwijs. Gezien ook de veertien P 2000 stations die in de computerruimte staan opgesteld ten behoeve van computerlessen aan scholieren, kan worden gesteld dat jongeren (weer) behoorlijk aan hun trekken komen in het Evoluon. Verder komen er nog twee P 2000 computers op de tweede ring te staan. Geïnteresseerden uit het publiek kunnen hier vrijelijk mee experimenteren. Op de tweede ring zal ook een radio zijn te bewonderen die in een chip is opgebouwd. Door middel van een LED kan men zien of het station naar keuze juist is afgeregeld. Op ring drie komen twee TV-toestellen te staan met een zogenaamde "touch screen". In het geheugen zitten een plantenencyklopedie en een Van Goghexpositie. Na een keuze te hebben gemaakt op de index kan door een druk met de vinger op het scherm het gewenste beeld worden verkregen. Philips Persdienst, Postbus 523, 5600 AM Eindhoven.

Wie kent het volgende tafereel niet? Het eten is gaar en de tafel moet snel gedekt worden want de aardappels staan op het punt om aan te branden, een kennis belt net aan bij de voordeur en de kat en de hond houden een graafwedstrijd in de plantebak. Avondspits in het huishouden, dus snel de familie bijeengeroepen voor adekwate assistentie. Maar hoe doe je dat zonder marktkoopmansgebrulachtige toestanden of indringende slagen op gong of bel. In deze eeuw van de kommunikatie moeten toch andere mogelijkheden aanwezig zijn om de melding "eten klaaarr" ter bestemder ore te brengen. Ja natuurlijk, telefoon! En voor een huistelefooninstallatie is het echt niet nodig de PTT in te schakelen, want zolang je maar van het openbare telefoonnet afblijft, verliest de PTT haar monopolie.

Telefoonrage Allereerst heeft men voor een huistelefooninstallatie natuurlijk telefoontoestellen nodig. Daarvoor kunnen afgedankte PTT-toestellen

huistelefoon gebruikt worden, maar dat is beslist geen voorwaarde. Bij dit soort bouwprojekten speelt de prijs een allesoverheersende rol, en tegenwoordig zijn er talrijke Hongkong-, Taiwan- en Korea-telefoons te krijgen. Voor zo'n gulden of twintig, dertig staan die op kopers te wachten, een prijs waarvoor je bij de PTT nog maar net het simpelste toestel kunt huren, de maandelijkse betalingen nog niet eens in aanmerking genomen (er zit natuurlijk wel een verschil in kwaliteit in). De installatie die we hier onder handen nemen, bestaat in eerste instantie uit twee toestellen. Aan deze hoofdtoestellen kunnen later altijd nog toestellen parallel geschakeld worden. Dat betekent wel dat als het hoofdtoestel belt, alle daaraan parallel geschakelde toestellen mee zullen bellen. Ook een gesprek binnenko-

mend op een hoofdtoestel, kan via de ermee verbonden toestellen meegeluisterd worden.

Teletronica Zoals in figuur 1 te zien is, is de elektronica van dit bouwprojekt iets ingewikkelder uitgevallen dan gebruikelijk is in Elex. Maar wie systematisch met ons meeloopt door alle delen van de schakeling, van de voeding tot de telefoontoestellen, zal het waarschijnlijk wel gaan dagen. Bovendien staat elders in dit nummer hoe het inwendige van een telefoontoestel is geschakeld en hoe het werkt. We beginnen bij de stroomvoorziening. Na de transformator, rechtsboven, wordt de wisselstroom met één diode (D1) gelijkgericht en door kondensator C1 afgevlakt. Over C1 staat dus de

ruwe gelijkspanning die door IC1 netjes gestabiliseerd wordt. De spanning tussen de uitgang en de massaaansluiting van IC1 wordt door het IC op konstant 10 V geregeld. Omdat die massa-aansluiting dank zij zenerdiode D2 en weerstand R1 als het ware opgetild wordt op 15 V (de zenerspanning), staat aan de uitgang van'ICI het totaal van 15 V en 10 V, dus 25 V. Die 15 V wordt apart gemaakt om dadelijk IC2 en IC3 te kunnen voeden, de 25 V is nodig voor de voeding van de telefoontoestellen. Nu de telefoontoestellen. Met de relaiskontakten van Re1 in de getekende stand loopt het geluidssignaal via R3 en R4 van het ene toestel naar het andere. Aan de andere kant dienen beide telefoons hun gelijkstroomvoeding te krijgen van IC1. Zetten we die gelijkstroomvoeding er rechtstreeks op, dan heeft dat tot gevolg dat het wisselende geluidssignaal door IC1 gestabiliseerd zal worden: er zal niets van overblijven. We zeggen dat de voeding voor wisselspanning een kortsluiting vormt. We hebben daarom iets nodig tussen de voeding en de telefoontoestellen dat gelijkstroom doorlaat, maar

wisselstroom tegenhoudt zodat die aan de kant van de telefoons blijft. Normaal gebruikt men daarvoor een smoorspoel, maar het is niet zo eenvoudig om die met precies de goede waarde zelf te wikkelen. Daarom gebruiken we als vervanging de schakeling rond darlingtontransistor T l , C4 en R2. Het effekt van deze schakeling is hetzelfde als dat van een smoorspoel: de voedingsgelijkstroom wordt doorgelaten en het spraakwisselstroomsignaal wordt tegengehouden zodat het de voeding niet kan bereiken. Al wat de rest van de schakeling doet is kijken of ergens de hoorn wordt opgenomen, en ervoor zorgen dat het andere toestel dan gaat rinkelen. Een bijzonderheid is dat daarbij ook het eigen toestel gaat rinkelen. Om dat te verhinderen zou er in het telefoontoestel iets omgebouwd moeten worden, of zou de "centrale" met een hoeveelheid elektronica en een extra relais uitgebreid moeten worden. Om dit projekt toch enigszins low budget te houden, hebben we het er maar bij gelaten. Welnu, iemand besluit te bellen en neemt de hoorn van, laten we zeggen, het

«

01

IC1 78L10

1N4001

15V

0" 15 V • p 4 7 M • • • 4 7 0 ( 1 400 mW 25 V 63 V

(°>

® ® IC2

l

15V

IC3

0 0

2- 7 . J ^ io v

NI . . .N4 = IC3 = 4093 N5 . . . N8 = IC2 = 4070

Am.

R5 82k I

Figuur 1. Het elektrische schema ziet er misschien niet zo eenvoudig uit, maar als aan de hand van de tekst de w e r k i n g van de afzonderlijke blokken duidelijk is, is het ook niet meer moeilijk het geheel te begrijpen.

I

IC5 I •4n7 I 25 V

IC6 •4M7

25 V

Onderdelenlijst R1 = 4,7 kQ R2 = 47 kQ R3.R4 = 330 Q R5.R6 = 82 kS R7,R8 = 12 kQ R9 = 220 kö R10 = 680 kQ R11,R12 = 22 kQ C1 = 470 M F/63 V C2 = 10 M F/40 V C3 = 47 nF/25 V C4 = 10 /iF/6,3 V C5,C6 = 4,7 nF/25 V C7 = 4,7 M F/16 V Dl = 1N4001 D2 = zenerdiode 15 V/ 400 mW D3,D4 = zenerdiode 10 V/

400 mW D5.D6 = 1N4148 T1 = BC 517 T2 » BC 547 IC1 = 78L10 IC2 = 4070 IC3 = 4093 diversen: S1 = dubbelpolige aan/uitschakelaar (250 V ACI Re1 m printrelais, bijvoorbeeld Siemens E2 V23037 Tr1 = trafo 25 V/200 mA (minstens) twee telefoontoestellen (dump o.i.d.) twee 14-polige IC-voetjes zekeringhouder voor F1 netsnoer met trekontlasting en steker Elex-standaardprint, formaat 2 kastje geschatte bouwkosten, zonder transformator, kastje en telefoontoestellen f 35,—

©-© 6

rechter toestel op. Ergens in het apparaat komt nu een verbinding tot stand tussen punt 2 en massa. Daardoor loopt er een gelijkstroom van ongeveer 25 mA door het toestel. Deze stroom wordt als het ware weggekaapt van D4 en R7. Voor het opnemen liep de stroom namelijk door die tak, en stond op de ingang van N1 een spanning van 15 V ( = 25 V — 10 V zenerspanning van D4). N I , een logische poort, ziet die 15 V als een logische 1. Omdat de stroom nu omgeleid wordt via het toestel zal de ingangsspanning van N1 dalen; de ingang wordt logisch 0. N1 (en ook N2) hebben de taak hun ingangssignaal om te draaien, te inverteren. Op de uitgang van N1 zal daarom een logische 1 (= 15 V) komen te staan. De uitgang van IM2 blijft gewoon " 0 " , want het tweede toestel is immers nog niet opgenomen. De uitgangssignalen van NI en N2 worden aangeboden aan een zogenaamde "exklusieve-OF" schakeling. Deze poort (N5) heeft de eigenschap dat haar uitgang " 1 " wordt als of de ene ingang, öf de andere " 1 " wordt. Zijn beide ingangen " 0 " of zijn ze alletwee " 1 " , dan is de uitgang " 0 " . In een zogenaamde waarheidstabel kunnen we dit gedrag van een exklusieveOF schakeling nog eens duidelijk presenteren:

VU! f s»

A

==£>> Figuur 2. De plattegrond van de schakeling. Let bij de montage goed op de polariteit van de diverse onderdelen. Streep tijdens het werken bij voorkeur de dingen die gesoldeerd zijn af, zodat u niets, ook geen draadbrug, vergeet.

B

X

0 0 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0

De tweede of de derde toestand komt in onze schakeling voor als slechts één van beide hoorns is opgenomen. De " 1 " die in dat geval op de uitgang van N5 verschijnt, zal ervoor zorgen dat de oscillator, samengesteld uit N3 en de er

omheen liggende onderdelen, zal starten. Deze oscillator moet ervoor zorgen dat de bel afwisselend aan- en uitgaat. De oscillator werkt als volgt: Ingang 1 van N3 werd logisch 1. Nemen we nu aan dat kondensator C7 ontladen was, dan is ingang 2 van N3 logisch 0. N3, een NIET-EN-poort, geeft alleen een " 0 " aan de uitgang, als béide ingangen " 1 " zijn. De uitgang wordt, met die nul op ingang 2, dus " 1 " . Kondensator C7 wordt nu via R10 opgeladen, de spanning op ingang 2 van N3 zal geleidelijk aan stijgen. Na een bepaalde tijd is die spanning zo hoog, dat ze als een logische 1 gezien wordt. Beide ingangen van N3 zijn nu " 1 " , dus de uitgang zal " 0 " worden. Via N4 wordt deze " 0 " weer omgezet in een " 1 " , en zo krijgt transistor T2 basisstroom via R i l . De transistor komt daarom in geleiding en het op de koliektor aangesloten relais zal bekrachtigd worden. De omschakelende relaiskontakten zorgen ervoor dat de telefoontoestellen rechtstreeks aan de wisselspanning van de transformator komen te hangen, en daardoor zal de bel in beide toestellen beginnen te rinkelen (zie ook het artikel "hoe werkt de telefoon" elders in dit blad). De oscillator loopt ondertussen gewoon door. Omdat de uitgang van N3 " 0 " was geworden, zal C7 nu ontladen worden en wel via R10 èn R9. Dat R9 bij het opladen geen rol speelt, komt door diode D5. Zo wordt bereikt dat het ontladen sneller gaat dan het opladen. Zodra C7 genoeg ontladen is, is ingang 2 van N3 weer " 0 " en zal het relais weer afvallen waardoor de bel ophoudt met rinkelen. De hele cyclus begint nu weer van voren af aan. De waarden van C7, R9 en R10 zijn zo gekozen dat de bel steeds één sekonde rinkelt

en vervolgens drie sekonden zwijgt. De oscillator zal net zolang blijven werken, tot de andere hoorn ook opgenomen wordt. Zodra dat namelijk het geval is, wordt ook de andere ingang van de exklusieve-OF poort (N5) " 1 " , en zal door de " 0 " aan de uitgang van N5 de oscillator stoppen. De relaiskontakten vallen nu weer in de ruststand en zorgen er zo voor dat de verbinding tussen beide toestellen tot stand is gekomen. In het elektrisch schema zijn nog drie poorten getekend (N6. . .N8) die eigenlijk niet gebruikt worden. Van die niet gebruikte poorten (ze zitten alledrie in IC2) moeten wel de ingangen op een bepaald nivo (of 0 V, èf 15 V) vastgelegd worden. Doe je dat niet, dan "hangen ze in de lucht", en staan die poortjes maar wat heen en weer te klapperen, waarbij ze de goede werking van de schakeling kunnen verstoren.

Monteren en installeren Voor de inbouw in één van de telefoontoestellen is de schakeling aan de grote kant. Behalve een print van het formaat 2 is er namelijk ook nog een transformator

nodig die ergens een plaatsje moet krijgen. Je kunt de schakeling zelf daarom beter in een apart kastje, de eigen "telefooncentrale", onderbrengen. Over het solderen van de print zelf maken we niet al te veel woorden vuil, aangezien figuur 2 alle daarvoor benodigde informatie bevat. Als altijd geldt natuurlijk de waarschuwing dat goed op de polariteit van dioden en kondensatoren moet worden gelet. Bij wat grotere printen zoals deze moet dat des te beter in de gaten gehouden worden, aangezien een fout ook moeilijker op te sporen is. De print zit met zes draden aan de buitenwereld vast. Twee draden vormen de wisselspanningsaansluiting naar de transformator. Zorg ervoor dat de zekering in het primaire circuit van de transformator vóór de schakelaar zit, en neem de regels voor het werken met netspanning, beschreven voor in dit nummer, in acht. De andere vier aansluitingen zijn voor het verbinden van de telefoontoestellen. U vindt ze direkt naast het relais. Voor het gemak hebben we elk toestel een eigen massa-aansluiting gegeven. Voor u nu in vol enthousiasme een telefoontoestel gaat opensch roeven om te kijken hoe dat aangesloten

moet worden, wijzen we erop dat dat in geen geval een door de PTT geleverd huurtoestel mag zijn. Zo'n apparaat blijft namelijk eigendom van de PTT, en als ze ontdekken dat eraan gesleuteld is, zouden ze een gepeperde rekening kunnen presenteren. Gebruik daarom alleen het soort apparaten dat we aan het begin van dit artikel genoemd hebben. Zit er aan het toestel nog een gewone steker, dan is het vinden van de juiste aansluitingen niet zo moeilijk. De bovenste, meest uit elkaar staande, kontaktpennen moet u hebben. Welke van die twee u tot massa bombardeert maakt niet zoveel uit. Om het allemaal zo echt mogelijk te maken kunt u met echte aansluitdozen werken, maar wordt dat te duur of kunt u er moeilijk aankomen, dan is het ook mogelijk de steker los te maken en het toestel met een vaste verbinding aan te sluiten. Zit er geen steker (meer) aan het toestel, en zijn er meer dan twee aansluitdraden, dan kunt u met een ohmmeter toch zelf wel de juiste aansluitdraden achterhalen. Met de hoorn erop moet tussen de twee benodigde aansluitingen een oneindig hoge weerstand gemeten worden. Eventueel zal de meter even uitslaan, omdat door de kondensator in serie met de bel een kortstondige laadstroom zal lopen. Neemt u nu de hoorn van de haak, dan moet u een hele lage weerstand meten. Verder valt er niet meer zoveel te zeggen, de rest is solderen en kommuniceren!

richtingaanwijzer Wat had u gedacht van een elektrische richtingaanwijzer op uw fiets? Motorfietsen zijn er zelfs verplicht mee uitgerust. Het zou de veiligheid in elk geval ten goede komen, want in tegenstelling tot een handgebaar is een knipperlicht altijd goed zichtbaar, ook in donker. Zodoende weten de andere weggebruikers, en met name de automobilisten, direkt wat u van plan bent. De hier beschreven richtingaanwijzer is kompakt en eenvoudig van opzet. Een opmerking die we niet onvermeld kunnen laten: ook bij gebruik van een elektrische richtingaanwijzer bent u als fietser toch verplicht een hand uit te steken!

Een IC-knipperlicht De schakeling is opgebouwd rond een zogenaamd timerIC, de 555. We passen dit IC nogal eens toe omdat het klein, veelzijdig en goed-

koop is. Figuur 1 laat zien waar de aansluitpennen voor dienen. Voor deze toepassing moeten we rechthoekimpulsen opwekken waarvan de pulsen en de pauzes even lang zijn; zo bereiken we dat het licht in een regelmatig ritme aanen uitgaat. En omdat we een schakeling willen hebben waarvan de uitgangstoestand voortdurend omklapt, ligt het voor de hand de 555 te schakelen als astabiele multivibrator. Hiertoe worden pen 2 (trigger) en pen 6 (threshold) van IC1 (zie figuur 4) met elkaar verbonden. Verder moeten we op het knooppunt van deze pennen een spanning aanbieden waarvan de waarde voortdurend verandert. Dit doen we met behulp van een R/Ckombinatie die bestaat uit R2/R3 en C l . De tijd die C1 nodig heeft om te laden en te ontladen wordt bepaald door de weerstanden. Het

voor de fiets 9V

Figuur 1. De aansluitingen van de 555.

O

regelspanning

555 komparator 1

| ontlaad -r | aansluiting

onderste schakeldrempel

NE/SE 555 bovenaanzicht

H7

•F; reset

«•

Reset

-~0

1

trigger

voedingsspanning

bovenste 1 schakel- I drempel I

Figuur 2. Het inwendige blokschema van het IC en een deel van de externe komponenten.

•^-'^

-©

I ' I

^]+ub

"0 "D

l_

R

O flip

S " o p 0-

»

3l

_n_n_

komparator 2

-j 1 ontladen 01

| scha kei drempel

^

85677X-1

stuuringang (modulatie!

ï

i

i

k M massalaanslui

_i

-®

Figuur 3a. Spanningsverloop over C1 en het uitgangssignaal van de schakeling (zonder R1 en R4, en met C1 aan massa).

a

-links

b=uit c = rechts

Figuur 3b. Spanningsverloop over C1 en het uitgangssignaal van de schakeling volgens figuur 2. Figuur 4. Het volledige schema van de richtingaanwijzer.

T i I I 6V TRIGGER • CONTR • ! • VOLT.

è ^

• :::

I%7 •25V

® 6V

1

50 mV

®

laden geschiedt via R2 en R3. Het ontladen gaat via R3 en de ontlaadaansluiting van het IC (pen 7). In het IC bevindt zich een transistor (T1), waarvan de basis verbonden is met de uitgang van een (eveneens interne) flipflop. Als T1 van de flipflop een basisspanning ontvangt legt hij pen 7 aan massa. De pluspool van C1 krijgt dan via R3 verbinding met de massa, zodat de kondensator zich kan ontladen. Als T1 spert wordt C1 via R2 en R3 weer opgeladen. Bij het inschakelen van de voedingsspanning is C1 nog niet geladen. Na enige tijd zal C1 echter (via R2 en R3) geladen zijn tot 2/3 van de voedingsspanning. Wanneer dat punt bereikt is, klapt de bovenste komparator (figuur 2) om. Doordat de uitgang van de komparator verbonden is met de ingang R van de flipflop, zal deze laatste worden gereset. Dit heeft tot gevolg dat T1 in geleiding komt, zodat C1 zich zal ontladen. Wanneer de spanning over C1 gedaald is tot 1/3 van de voedingsspanning, klapt komparator 2 o m , zodat de set-ingang van de flipflop wordt aangestuurd. Hierdoor spert T1 en begint C1 zich weer op te laden. Op deze wijze blijft de oscillatie in stand totd£t men met behulp van S1 (zie figuur 4) de voedingsspanning uitschakelt (stand b). De frekwentie van de oscillator kan als volgt worden berekend: f %

1 # (2R31C1

De figuren 3a en 3b tonen het spanningsverloop over de kondensator (onder) en de vorm van het uitgangssignaal op pen 3 (boven). Het beeld van figuur 3a ontstaat als we R1 en R4 weglaten en de minpool van C1 aan massa leggen. De eerste opgaande flank van de laadkurve is nu tamelijk lang, wat tot gevolg heeft

Onderdelenlijst: R1 = 2,7 kQ R2,R4 = 1 kQ R3 = 100 kQ Cl

= 4,7 JJF/25 V

C2 = 10 nF C3 = 10 f^F/25 V IC1 = 555 Diversen: S1 = dubbelpolige omschakeiaar met ruststand La1,La2 = gloeilampjes 6 V/50 mA Elex-standaardprint formaat 1 Geschatte kosten (inkl. print): / 15,-

Figuur 5. De onderdelenopstelling. Vergeet niet de draad bruggen te monteren.

dat de eerste rechthoekimpuls langer is dan de andere. In dat geval zal het licht direkt na het inschakelen niet regelmatig knipperen. Dit schoonheidsfoutje hebben we als volgt ondervangen: aan de kondensator is de spanningsdeler R1/R4 toegevoegd. C1 is nu niet meer rechtstreeks met de massa verbonden, zodat bij het inschakelen de spanning op de minpool ongeveer 1/3 van de voedingsspanning bedraagt. En op deze wijze ontstaat dan het beeld van figuur 3b, waarin het eerste stukje van de laadkurve vertikaal loopt. Alle impulsen zijn nu even lang, zodat het ritme van het knipperlicht volkomen regelmatig is. De twee komparators in het IC hebben uiteraard elk een referentiespanning nodig. Met behulp van interne weerstanden (zie figuur 2) worden de betreffende ingangen op 2/3, respektievelijk 1/3 van de voedingsspanning gehouden. De beide andere ingangen van de komparators zijn, zoals reeds gezegd, verbonden met de aansluitingen "trig-

ger" (schakelen) en "threshold" (schakeldrempel) van het IC. Komparator 2 schakelt hij 1/3 van de voedingsspanning, en de andere komparator bij 2/3 van de voedingsspanning.

De b o u w Zoals blijkt uit figuur 5 kan de schakeling zeer kompakt worden gemonteerd op 1/3 deel van een standaardprint (formaat 1). Dat is heel praktisch, want zo past de schakeling samen met vier batterijen van 1,5 V in het zadeltasje van de fiets. De gloeilampjes met de bijbehorende fittingen worden ondergebracht in een passende behuizing, zodat ze aan de bagagedrager of aan het stuur bevestigd kunnen worden. Let er echter op dat de lampjes altijd goed zichtbaar zijn. Nog een laatste tip: de voedingsspanning mag tussen 4,5 en 9 V liggen. Zorg er voor dat de lampjes de gekozen waarde van de voedingsspanning kunnen verwerken. De maximale stroom mag niet hoger zijn dan 50 mA.

jeutm/mm mini-klemtang Een klemtang is een handig stuk gereedschap, dat eigenlijk op geen enkele werkbank mag ontbreken. Voor de elektronica-hobbyist is die noodzaak niet zo aanwezig, aangezien een gewone klemtang veel te groot en te lomp is

voor elektronica-gebruik. Daarin komt nu echter verandering. De Amerikaanse firma Petersen International Corporation, in Nederland vertegenwoordigd door Petersen Benelux B.V., is gespecialiseerd in allerlei soorten klemtangen. Al sinds 1924 brengt man klemtangen op de markt onder de naam Vise-Grip. Even voor degene die niet weet wat een klemtang is: een soort waterpomptang (niet precies, maar dat geeft een aardig idee), waarbij de bek in elke stand kan worden vergrendeld. De kleinste maten klem- (of grip-)tangen van Vise-grip zijn ideaal voor de elektronica-hobbyist. Ze zijn verkrijgbaar met een rechte of een gebogen bek in de volgende afmetingen: 120, 150 en 230 mm voor de "langbekken" en 110, 130, 180 en 250 mm voor de "gebogen bekken". De maten van 110 en 120 mm zijn heel geschikt om komponenten en kleine printen in vast te klemmen, om een moertje of een boutje op een moeilijk bereikbare plaats te manoevreren en om gewoon iets vast te draaien. Petersen Benelux B. V., Elementenweg 22, 3201 LG Spijkenisse, Tel. 01880-26330 (X200 M)

Philips Voice Data computer geeft gesproken antw o o r d bij telefonische bestellingen

Het eerste door Philips gerealiseerde Voice Data systeem is in gebruik genomen door Wehkamp's postorderbedrijf. Met dit systeem krijgt de klant bij telefonische bestellingen een gesproken antwoord van de computer. De bestelling kan in feite worden afgehandeld in rechtstreekse dialoog met de computer. Deze nieuwe bestelservice werkt zodoende 24 uur per dag — en alle dagen van de week. Voice Data stelt vragen en geeft aanwijzingen met een "menselijke" stem — de klant maakt via de druktoetsen van het telefoontoestel zijn wensen kenbaar. Voice Data vormt de schakel tussen computersysteem en telefooncentrale. Enerzijds vertaalt Voice Data de ingetoetste bestelling voor de computer, anderzijds vertaalt hij de computerinformatie voor de klant. Daarvoor beschikt Voice Data over een geheugen met een vokabulaire dat 1500 woorden kan omvatten. Deze woorden of zinsgedeeltes zijn door een geoefende stem ingesproken in een studio en vervolgens gedigitaliseerd en vastgelegd in het Voice Data geheugen. Al naar gelang de vraag van de klant, zal Voice Data het gesproken antwoord samenstellen door een selektie te maken uit die woordenschat. Het systeem zorgt ervoor dat meerdere gebruikers tegelijkertijd antwoord kunnen krijgen. Gezien de eigen opslagkapaciteit kan Voice Data ook tijdelijk een aantal funkties van de grote computer overnemen, wanneer die mocht uitvallen. Voice Data buffert dan de binnenkomende informatie voor latere afhan-

deling. Tevens kan het artikelbestand in Voice Data worden vastgelegd, zodat het systeem ook dan nog steeds kan melden of een artikel in voorraad is, en de bestelling kan verwerken. Philips ziet een reeks van toepassingsmogelijkheden voor Voice Data. Voorbeelden zijn: een versnelde orderprocedure bij groothandels- en distributiecentra, informatieverstrekking aan servicetechnici omtrent de onderdelenvoorraad, toetsing van de kredietwaardigheid en creditcard houders, en dergelijke. Het telefonisch bestellen bij Wehkamp verloopt zeer eenvoudig. De klant belt de computer, toetst desgevraagd zijn klantnummer in en vervolgens het bestelnummer uit de katalogus. Wordt daarbij een foutief of onbekend nummer gebruikt, dan meldt de computer dat. Vervolgens worden maten, aantallen en dergelijke ingetoetst en tenslotte zegt de computer of het artikel al of niet voorradig is, en of de bestelling kan worden uitgevoerd. Het telefonisch bestellen wordt verricht met een dru ktoets-telefoontoestel. Dergelijke toestellen zijn beschikbaar voor abonnees in de telefoondistricten met een digitale centrale. Momenteel zijn bijna een miljoen abonnees op zulke centrales aangesloten; in de nabije toekomst kan elke abonnee zo'n druktoetstoestel krijgen. Intussen echter, kan men ook met een kiesschijf-toestel gebruik maken van Voice Data. Een eenvoudig apparaatje met cijfertoetsen wordt tegen het mondstuk van de telefoon gehouden — en de konversatie met het computersysteem verloopt als bij de druktoets-telefoon. Wehkamp zal voor weinig geld

zo'n toetsenbordje aan zijn klanten ter beschikking stellen. Philips Persdienst, Postbus 523, 5600 AM Eindhoven

ITT-schotelantenne plukt 40 kanalen direkt van de satelliet ITT komt volgend jaar met een goedkope schotelantenne-ontvanger op de markt die Europese televisiekijkers kunnen gebruiken om, waar dan ook, tenminste 40 (stereo) televisiekanalen (met teletekst) uit de lucht te plukken. Met deze apparatuur kan de kijker programma's in diverse talen ontvangen van satellieten die aan het eind van dit en het begin van volgend jaar worden gelanceerd. Zo zal Frankrijk haar "Direct Broadcasting Satellite" in de eerste helft van 1986 in gebruik nemen. Op deze satelliet zullen ook nietFranstalige programma's te zien zijn. Volgens de verwachting zullen alleen al in Italië, Frankrijk en Duitsland 9 miljoen van deze schotelontvangers verkocht worden. In Nederland is de situatie wat anders omdat de Benelux tot de dichtst bekabelde gebieden van Europa behoort. Er zijn twee types: — een 90 centimeter schotel voor individuele ontvangst .te leveren aan de konsument door ITT Audio Video Electronics in Uithoorn; — een 1,8 meter schotel voor centrale- en gemeenschappelijke antenneinrichtingen te leveren door ITT Nederland in Den Haag.

De installatie bestaat uit twee delen: de schotelantenne en de ontvanger/ omvormer. Dit tweede gedeelte kan bij het TVtoestel worden geplaatst. Het vertaalt de satellietkanalen naar normale kanalen die elk modern toestel kan ontvangen. ITT zal in haar nieuwe serie Digivisions dit gedeelte zelfs standaard inbouwen. De nieuwe serie Digivisions heeft ook als eerste TV-toestel in Nederland de mogelijkheid om acht verschillende talen teletekst foutloos te ontvangen. Naast televisieprogramma's zal de konsument met de ITT-schotelontvangst-installatie ook satelliet-radioprogramma's met digitale stereo-kwaliteit kunnen ontvangen. De ontvanger is geschikt voor alle uitzendsystemen. Zelfs met toekomstige standaards is rekening gehouden. De schotel kan worden geplaatst op het dak, in de tuin of aan de zijmuur van een woonhuis of gebouw. Nederlansche Standard Electric Mij. B.V., Postbus 16013, 2500 BA Den Haag.

Attentie: In verband met de vakanties van de redaktieleden vervalt van 15 juli t / m 26 augustus de mogelijkheid om telefonisch vragen te stellen. Schriftelijke vragen kunnen in die periode wel gesteld worden, maar er kan mogelijk wat meer tijd voor de beantwoording ervan nodig zijn, dan dat u van ons gewend bent.

Omdat het nu eenmaal zo goed als onmogelijk is om een luidspreker te maken die alle in het audiogebied voorkomende frekwenties op een fatsoenlijke manier kan reproduceren, bevatten de meeste luidsprekerboxen meerdere luidsprekers (meestal twee of drie, maar het kunnen er ook meer zijn). Voor lage frekwenties heb je bijvoorbeeld een groot membraanoppervlak nodig dat flink wat lucht in beweging kan brengen (onze oren zijn voor lage frekwenties namelijk niet zo gevoelig). Voor hoge frekwenties heb je daarentegen een kleine lichte luidspreker nodig, omdat anders snelle impulsen niet goed gereproduceerd kunnen worden. In principe kun je dus aan het uiterlijk van een luidspreker al zien voor welke frekwenties hij geschikt is. Het zal verder duidelijk zijn dat de luidsprekers in zo'n kast niet zonder meer in serie of parallel aan elkaar kunnen worden gezet. De totale impedantie zou daardoor veel te hoog of te laag worden. Het parallelschakelen zou bovendien desastreuse gevolgen hebben voor de middentoner (audio-fielen spreken over een squawker) en de hoogtoner (tweeter). Deze kunnen namelijk maar enkele watts verwerken, terwijl de basluidspreker (woofer) meestal hetzelfde vermogen kan verwerken als de fabrikant voor de hele kast opgeeft (bijvoorbeeld 50 of 100 W ) . We hebben dus iets nodig dat er voor zorgt dat het juiste frekwentiegebied bij de juiste luidspreker terecht komt. We noemen zo'n ding e e n . . .

. . scheidingsfilter In figuur 1 zien we de opzet van zo'n scheidingsfilter. Het signaal dat de eindversterker aan de luidsprekers levert, kan alle frekwenties tussen 20 Hz en 20000 Hz bevatten. De diverse filters waar-

uit een scheidingsfilter bestaat, zorgen er nu voor dat elke luidspreker alleen dat gedeelte van het audiogebied ontvangt dat hij goed kan weergeven. Hoe dat precies in zijn werk gaat, is gemakkelijk te verklaren wanneer we weten dat we als "filtermateriaal" spoelen en kondensatoren hebben gebruikt. Het gedrag, of beter gezegd de weerstand van deze komponenten, is namelijk frekwentie-afhankelijk. Zo is de wisselstroomweerstand van een kondensator bij hoge frekwenties kleiner dan bij lage frekwenties, terwijl bij spoelen precies het omgekeerde het geval is: hoe hoger de frekwentie, hoe groter dus de weerstand. Het zal duidelijk zijn dat de wisselstroomweerstand van een spoel of een kondensator niet verge-

leken kan worden met een ohmse weerstand. We noemen deze dan ook de impedantie van een C of een L. Schakelen we nu een spoel in serie met een luidspreker, dan krijgen we een frekwentie-afhankelijke spanningsdeler. Bij hoge frekwenties heeft de spoel een grote wisselstroomweerstand, zodat bij de luidspreker nog maar een heel klein gedeelte van het ingangssignaal (met die hoge frekwentie) terecht komt. Met een kondensator in serie met de luidspreker bereiken we juist het tegenovergestelde: lage frekwenties worden niet doorgelaten naar de luidspreker en hoge frekwenties wel. Zetten we nu een spoel plus een kondensator in serie met de luidsprekers, dan ontstaat een bandfilter: zowel een gedeelte van de lage en een gedeelte van de

hoge frekwenties worden tegengehouden. In figuur 1 zien we dat de middentoner via zo'n bandfilter op de eindversterker is aangesloten, waardoor de luidspreker aan beide kanten "frekwentiebegrensd" is. Naast het doorlaat- en het spergebied van een filter, speelt in de filtertechniek nog iets anders een grote rol: de steilheid van het filter. Daarmee wordt namelijk aangegeven hoe snel een filter overgaat van sperren naar doorlaten, (of omgekeerd). Deze steilheid geven we op in dB/oktaaf. Anders gezegd, we geven daarmee aan hoeveel dB de uitgangsspanning toe- of afneemt, wanneer men de frekwentie verdubbelt of halveert (een frekwentieverdubbeling of -halvering is namelijk precies een oktaaf). Hoe steiler de helling van een filter is, hoe

Figuur 1. Een scheidingsfilter splitst het audio-frekwentiespektrum op in verschillende delen.

Hh

Figuur 2. Schema's en f o r m u les voor filters met een steilheid van 6 dB/oktaaf.

O

Figuur 3. In luidsprekerboxen worden 12 dB-filters het meest gebruikt.

iI

II

u. ,.

i