ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1985-25 issue september [PDF]

Zitiervorschau

tijdschrift voor hobby-elektronica

Idtelefoon r» *. \

portefeuille-alarm lader voor loodakku's elektronisch visaas PDM-versterker geheugenopfrisser versterker voor cassettedecks

*.

'#l« mmp

3 e jaargang nr. 9 september 1985 ISSN 0167-7349

Internationaal hoofdredakteur, chef ontwerp: K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L. Kersemakers

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 (U

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 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.

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5133 Gangelt. © Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1985 Printed in the Netherlands Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

Redaktie: J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, H.G.C. Lemmens, I. Gombos (ass.) Ontwerpafd./laboratorium: J. Barendre'cht, G.H.K. Dam, K. Diedrich, A.P.A. Sevriens, J.P.M. Steeman, P.I.A.Theunissen Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen

Zolang het zakkenrollersgilde nog niet is uitgestorven, zal ongetwijfeld de behoefte blijven aan dit soort schakelingen. Een miniatuur-schakelkontakt detekteert de aktie van grijpgrage vingers (zelfs de uwe!) en reageert hierop subiet met een doordringende pieptoon. portefeuille-alarm blz. 9-24

Vormgeving: C. Sinke Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs jaarabonnement Nederland België buitenland f45,Bfrs. 900 f 61,50 Studie-abonnement f 36,— (Bfrs. 720) 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 Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Advertenties: E.A. Hengelmolen (hoofd adv. verkoop), W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

Klein maar fijn, deze elkotester. Met behulp van een LED-uitlezing velt deze schakeling een oordeel over onbekende of verdachte eiko's.' Daarbij is ook nog een schatting mogelijk van de kapaciteitswaarde van niet-identificeerbare exemplaren. elko-tester blz. 9-16

Milieuverontreiniging: een belangrijk item in de autobranche. In dit artikel zullen we eens wat dieper ingaan op de werking van de uitlaatgassen-katalysator, die broederlijk samenwerkt met de A-opnemer. Deze opnemer houdt nauwkeurig de samenstelling van de uitlaatgassen in de gaten en zorgt er voor dat de katalysator optimaal werkt. de A-opnemer blz. 9-29

elextra

9-04 informatie, praktische tips

zelfbouwprojekten PLAY Een weergave-versterker voor cassette-loopwerken.

9-11

geheugen-opfrisser Een elektronische knoop-in-de-zakdoek.

9-14

elko-tester Naast een "goed/fout"-indikatie geeft dit apparaatje ook een ruwe indikatie van de kapaciteitswaarde van verdachte eiko's .

9-16

loodakku-lader Elektronen-tankstation voor modelbouw-loodakku's.

9-20

elektronisch lokaas Vissen om de tuin geleid.. .?

9-22

portefeuille-alarm Een anti-zakkenroller-schakeling waakt over uw portefeuille.

9-24

PDM-versterker Analoge signalen digitaal versterkt.

9-26

veldtelefoon Tweedraads-kommunikatie met goedkope telefoons.

9-32

pulsdekoder voor modelbesturingen Voor een op afstand bediend schakelkontakt.

9-38

spanningsverdubbelaar voor auto-akku's Een speciale schakeling die het mogelijk maakt om 12-Vmodelbouwakku's op te laden vanuit de 12-V-auto-akku.

9-41

ferro of chroom? Over de verschillen tussen beide bandsoorten.

9-18

boekenmarkt

9-19

nieuwe produkten

9-28, 9-33

de A-opnemer Schonere uitlaatgassen door middel van precieze elektronika.

9-29

kaleidoskoop

9-37

'n tip Tinzuiglitze zelf maken.

9-40

grondbeginselen

bij de voorpagina De foto van deze Elex-schakeling, gelegen op een kei in het gras, laat al blijken dat de bijbehorende druktoetstelefoon tot veldtelefoon is verheven. Inderdaad, met een stel goedkope Hongkong-toestellen (of afgedankte PTT-toestellen) kan men eenvoudig een kommunikatieverbinding buitenshuis opstellen. Binnenshuis mag natuurlijk ook. Verder komen er nog verschillende interessante schakelingen voor de modelbouw aan bod, zoals de afgebeelde loodakku-lader.

hoe zit dat? Wat er zoal komt kijken bij een bandopname.

9-10

magnetische hysterese De problematiek van het magnetiseren van een band.

9-34

wetenswaardigheden over CMOS-NAIMD-poorten . . . 9-35 NAND-poorten: Manusjes-van-alles. kursus ontwerpen deel 11 Hoe werkt een monoflop?

9-44

'élmLWi, Schema's Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-Schakelingen en over wat Elex nog méér voor de lezer betekenen kan.

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet " L P " op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar.

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

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico ) = 10-' 2 = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10~9 = een miljardste H = (micro) = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10~3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = miljard

r e d a k t i e Elex ~ LP Postbus 121 6190 SS

Be«k (h)

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: Weerstanden:

3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 6M8 = 6,8 MQ = 6 800 000 Q

0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4fi7 = 4,7 |iF = 0,000 0047 F

De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde. Meetwaarden Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kQ/V.

Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten: Maat 1 4 cm x 10 cm Maat 2 8 cm x 10 cm Maat 4 16 cm x 10 cm (Europa-formaat) Elex-printen zijn goedkoper dan printen die speciaal en uitsluitend voor een bepaalde schakeling zijn ontwikkeld. Als je zorgt steeds een paar Elex-printjes in voorraad te hebben, kun je bij het verschijnen van een nieuw nummer altijd meteen met bouwen beginnen. Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de on-

derdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. Vaste doorverbindingen zoals de koperbanen van Elex-printen staan er echter niet op. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen. Tip: Plaats alvorens te solderen alle onderdelen, aansluitpennen en eventuele extra doorverbindingen (draadbruggen) op de print. Kontroleer alles aan de hand van de plattegrond. Soldeer pas indien alles in orde is bevonden. Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaardonderdelen, die goed verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden % -watt-weerstanden gebruikt. De werkspanning van foliekondensatoren moet minstens 20% hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien.

O p A m p 741

In schema's en onderdelenlijsten wordt uitsluitend het gemeenschappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weergegeven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 741, komt in de volgende "gedaanten" voor: / J A 7 4 1 , LM 741, MC 741, RM

74,,

SN 72741, enzovoorts. Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 watt-soldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife punt". 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeerwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alle onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 a 2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit

als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op. 10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.

Foutzoeken Doet de schakeling het niet meteen? Geen paniek! Nagenoeg alle fouten zijn snel op te sporen bij een systematisch onderzoek. Kontroleer allereerst de opgebouwde schakeling: — Zitten de juiste onderdelen op de juiste plaats? Kijk of de onderdelenwaarden en typenummers kloppen. — Zitten de onderdelen niet verkeerd om? Zijn de voedingsspanningsaansluitingen niet verwisseld? — Zijn de aansluitingen van halfgeleiders korrekt? Heeft u de onderdelenplattegrond misschien opgevat als het onder-aanzicht van de schakeling, in plaats van het bovenaanzicht?

— Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig. Voel eventueel de aansluitdraden met een pincet aan de tand. Omdat men fouten die men zelf gemaakt heeft nu eenmaal gemakkelijk over het hoofd ziet, verdient het aanbeveling om iemand anders ook eens naar de opgebouwde schakeling te laten kijken. Het is geen gek idee om aan de hand van de opbouw het schema te tekenen en dit schema te vergelijken met het in Elex afgedrukte schema. Meet als volgende stap de voedingsspanning en — indien opgegeven — de meetpunten. Bedenk dat de spanning van een bijna lege batterij snel daalt. Indien de fout in deze fase nóg niet is gevonden moet de vakman erbij worden gehaald. De meeste verkopers in elektronicazaken zijn zelf ook aardig thuis in de amateur-elektronica en zullen u als klant zeker willen helpen (als het niet druk is). Bovendien kunt u gebruik maken van de technische vragenservice van Elex. Hoe duidelijker het probleem is omschreven, des te beter uw vraag kan worden beantwoord. Vergeet bijvoorbeeld niet om meetresultaten op te geven. Stuur geen schakelingen op. Elex repareert geen printen.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen#delen moeten zijn geaard, f

* De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -doorvoer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel moeten mechanisch stevig zijn bevestigd. (Alléén een soldeerverbinding is onvoldoende!). * De aarddraad moet langer zijn dan de twee andere draden. Bij onverhoopt lostrekken van de netkabel blijft de aardverbinding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 mm van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbrekingen en onderlinge kortsluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde meetklemmen; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspanningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

In de "hoe zit dat?" van deze maand proberen we uit de doeken te doen waarom de opneemkop van een cassette- of bandrecorder moet worden voorgemagnetiseerd en hoe dat ongeveer in zijn werk gaat. Maar eerst even wat rand-info. Zoals bekend mag worden verondersteld, worden de tonen op een geluidsband langs magnetische weg opgeslagen. Heel in het kort gebeurt dat als volgt: De op de cassette- of bandrecorder aangesloten mikrofoon zet de geluidstrillingen om in elektrische signalen. Deze signalen worden versterkt en vervolgens naar de opname/weergave-kop geleid, waardoor er een wisselend magnetisch veld in de luchtspleet van de opneemkop ontstaat. De sterkte van dit veld is recht evenredig met de geluidsdruk die op de mikrofoon wordt uitgeoefend. Een klein gedeelte van dat magnetisch veld dringt in de aktieve laag van de geluidsband, waardoor het magnetisch materiaal op de band (bestaande uit een heel fijn poeder van ijzeroxyde of chroomdioxyde), eveneens gemagnetiseerd c.q. gericht wordt. Zou de opneemkop nu alleen maar door het mikrofoon-signaal gemagnetiseerd worden, dan ontstaat er een niet-lineaire magnetisatiekurve en dat heeft min of meer ernstige vervormingen van het geluid tot gevolg. De van de mikrofoon afkomstige signalen worden daarom op een voor het menselijk oor niet hoorbaar hoogfrekwent signaal "gezet", waardoor het werkpunt gunstiger komt te liggen. We komen er straks nog even op terug. Aan de ene kant moet het op de band gezette magnetische signaal duurzaam kunnen worden opgeslagen, terwijl het aan de andere kant ook weer mogelijk moet zijn om een nieuw signaal op diezelfde band te zetten. Bij het magnetiseren komt echter een probleem om de hoek kijken. De magneetdeeltjes in de band reageren slechts traag op het magneetveld van de opneemkop. De deeltjes verzetten zich zogezegd tegen het magneetveld. Zoals het tekeningetje op heel illustratieve wijze laat zien, is het net alsof de magneetdeeltjes aan veren zijn bevestigd. De opneemkop doet dan ook eigenlijk niets anders dan die veren spannen. Hierbij is een zekere beginkracht nodig om de veer in beweging te krijgen; daarna is het pas mogelijk om het magneetdeeltje in de gewenste positie te

manoevreren. We noemen dat de hysterese van de band. Het zal duidelijk zijn dat die tegenwerkende krachten niet bepaald bevorderlijk zijn voor de geluidskwaliteit. Door die weerspannigheid van de deeltjes gaat er immers een gedeelte van het signaal verloren en dus van het opgenomen muziekstukje.

9S71feX

Om dat te omzeilen wordt de opneemkop voorgemagnetiseerd; we "mengen" gewoon wat hoogfrekwent signaal (dat overigens door een in de recorder aangebrachte oscillator wordt opgewekt) door het muzieksignaal. Door die aanpak worden de magneetdeeltjes op de geluidsband namelijk wat "voorbewerkt", waardoor de opneemkop minder moeite heeft om ze in de juiste positie te brengen. En dat dit in de praktijk ook goed werkt, hoeven we u niet te vertellen. . .

Bij sommige elektronicazaken zijn loopwerken van cassettedecks voor weinig geld los verkrijgbaar. Omdat de mechanische kwaliteit van deze loopwerken vaak uitstekend is, vond de Elexredaktïe het een goed idee hiervoor een bijpassende weergave-versterker te ontwerpen. Deze cassettedecks zonder kast zijn afkomstig uit restpartijen of overtollige voorraden van de industrie; en omdat ze ooit bestemd waren voor inbouw in normale serieapparaten mag men veilig aannemen dat het niet om afgekeurd materiaal gaat. Uiteraard is de bijbehorende elektronica meestal niet aanwezig, maar met behulp van een goed ontwerp kan men die zelf bouwen. Voor een volledige opname/weergave-versterker zijn nogal wat onderdelen nodig. Er bestaan natuurlijk wel vernuftige Japanse IC's waar bijna alles wat nodig is al in zit, maar dan nog blijft de afregeling van de voormagnetisatie en de aanpassing tussen toonkop en opneem-elektronica een moeilijke zaak. Daarom hebben wij ons bij dit ontwerp beperkt tot een weergaveversterker die eenvoudig na te bouwen is en toch geluid van hifi-kwaliteit levert. Door de versterker te kombineren met een " l o s " loopwerk ontstaat een

cassette-speler die heel goed dienst kan doen als men (met behulp van een "normaal" cassettedeck) een tape wil kopiëren. De moderne opamps die wij hebben toegepast zorgen er voor dat de vervormingsfaktor klein, en het frekwentiebereik ruim is (tot 23 kHz). De gemonteerde print vergt weinig ruimte en kan dus in de meeste apparaten probleemloos worden ingebouwd. De print (zie figuur 4) bevat de elektronica voor beide stereokanalen. Nu het schema. De ingangsversterker beschikt over een bijzondere eigenschap. Omdat de voedingsspanning symmetrisch is ( ± 12 V} ligt R1 aan massa. Bij het inschakelen wordt C1 niet opgeladen omdat deze tweezijdig aan massa ligt. Dit voorkomt dat er een luide " p l o p " uit de luidspreker klinkt. Verder zullen, omdat door C1 geen laadstroom vloeit, ook in de weergeefkop geen inschakelverschijnselen ontstaan. Dat is een mooie eigenschap, want bij primitievere schakelingen (met een nietsymmetrische voedingsspanning) ontstaat in de kop een stroomstoot die onvermijdelijk een schakelklik op de band tot gevolg heeft. Het signaal van de weergeefkop (waarvan de amplitude ongeveer 0,2 tot

0,5 mV bedraagt) wordt versterkt door A1. In de tegenkoppellus van A l zijn R3, R4 en C2 opgenomen; deze verzorgen de RIAA-korrektie. RIAA? Dat is een overlegorgaan van de Amerikaanse grammofoonplaten-industrie (Record Industry Association of America); de technische kommissie van de RIAA heeft normen opgesteld voor de opneem- en weergeefkorrekties die bij apparatuur voor grammofoonplaten en geluidsbanden noodzakelijk zijn.

Figuur 1. Zo ziet de weergavekarakteristiek van een normale cassetterecorder er uit als w e de weergeefkorrektie weglaten. Figuur 2. Door deze korrektiekurve te kombineren met de frekwentiekurve uit figuur 1, krijgen w e een rechte karakteristiek.

0 •5

I

10 15 20 25 2

3 4 567891

2

100

3 4 567891

2

3 4 567891

1000

2

10.000 20.000

frekwentie

f2

Cx

•

I

3KSKL

Onderdelenlijst

Tabel 1.

1 tot 10 ^F 10 tot 100 jif 100 tot 1000 uF > 1000/JF

het opladen van een elko van 4700 uF meer dan een uur duren. Omgekeerd zou bij een kleine weerstandswaarde de meting van kleine eiko's niet meer mogelijk zijn door de zeer korte oplaadtijd. Defekte kondensatoren kunnen niet worden opgeladen omdat de lekstroom te groot is of omdat er een inwendige kortsluiting is. In beide gevallen gaat de LED niet branden; de stroom uit de laadweerstand vloeit onmiddellijk af naar massa. Zo'n kondensator kan worden vergeleken met een emmer waar een flink gat in zit; het vullen wordt dan een nogal moeizaam karwei. Het is ook mogelijk dat de LED ogenblikkelijk oplicht:

X

1 2 3 4

vermenigvuldigingsfaktor X X

meetbereik

X

S3

dat gebeurt als een van de aansluitingen inwendig onderbroken is. Voor de schakeling is het net alsof helemaal geen elko aangesloten is; de voedingsspanning staat dan onmiddellijk op de nietinverterende ingang van de opamp. Dat de elko slechts tot tweederde van de voedingsspanning wordt opgeladen, heeft ook zijn reden. Het laden van een elko is geen lineair proces; het gaat langzamer naarmate de elkospanning dichter in de buurt van de laadspanning komt. Het verschil tussen de twee spanningen wordt steeds kleiner, maar nooit helemaal nul. De waarde van tweederde maal de voedings-

R1 = 1 MP. R2.R8 = 100 kQ R3 = 10 kQ R4 = 1 kQ R5 = 100 Q R6 = 2,2 kQ R7 = 56 kQ R9 = 220 Q T1 = BC 547B D1 = LED rood IC1 = 3140 51 = aan/uit-schakelaar 52 = druktoetsschakelaar, 1 x om 53 = draaischakelaar, 4 x om 1 Elex-print, formaat 1 Geschatte bouwkosten: circa f 25,00

spanning wordt relatief snel bereikt en resulteert bovendien in de komfortabele omrekeningsfaktoren van tabel 1.

Zo w o r d t gemeten Nadat met S3 het juiste meetbereik is ingesteld, wordt de kondensator aangesloten op de klemmen A en B. Dat kunnen bijvoorbeeld krokodilklemmetjes zijn aan korte stukjes draad. Neem wel twee verschillende kleuren: rood voor de plus-aansluiting, zwart voor min, en let op de polariteitsaanduiding op de elko! Vervolgens moet met een stopwatch of een horloge de tijd worden gemeten die verstrijkt tussen het indruk-

ken van S2 en het oplichten van de LED. Afhankelijk van de stand van de schakelaar moet die tijd worden vermenigvuldigd met 1, 10, 100 of 1000 JKF om een indikatie te krijgen van de waarde van de elko. In tabel 1 staat dat allemaal nog eens overzichtelijk bij elkaar. Na het meten wordt S2 losgelaten; de elko kan zich dan over R5 ontladen. Het stroomverbruik van de schakeling bedraagt ongeveer 9 mA, zodat de voeding gemakkelijk verzorgd kan worden door vier penlight-cellen.

ferro of chroom?

"Gebruik jij nog ferrobandjes? Maar dat is toch rommel vergeleken bij een chroomcassette. . .". Dat dit oordeel niet altijd juist is blijkt uit een test van cassettebandjes die onlangs in een audio-tijdschrift werd gepubliceerd. Luisterproeven toonden aan dat de klassie-

ke ferrobanden het nog altijd uitstekend doen. Dit neemt overigens niet weg dat de CrGybanden in technisch opzicht een echte verbetering zijn wanneer we ze vergelijken met de banden van ferromateriaal. Waarin zit nu het verschil? Wie het artikel "magneti-

sche hysterese" (elders in dit nummer) al gelezen heeft zal de grafiek in figuur 1 direkt herkennen. De magnetiseringskurven van ijzeroxyde- en chroomdioxyde-banden hebben beide de vorm van een hystereselus. Maar als we de kurves vergelijken zien we duidelijk

dat de Cr0 2 -lus groter is dan die van ferrobanden. De snijpunten met de vertikale as liggen verder uit elkaar; dat betekent dat de chroomband in beide richtingen een sterkere magnetisering toelaat. In vaktaal zeggen we dan: de band kan verder worden uitgestuurd, zodat

de dynamiek hoger is. Ook in horizontale richting is de Cr0 2 -lus groter; we kunnen daarom verwachten dat de veldsterkte van de opneemkop groter moet zijn. Dat is ook logisch, want voor opnamen met hogere signaalamplituden moet immers ook de uitsturing hoger zijn. Bij vele apparaten vinden we daarom op de schaal van de uitsturingsindikator twee 0-dB punten: een voor ferrobanden en het andere voor Cr0 2 -cassettes. Er zijn nog meer verschillen tussen ferrobanden en chroombanden, maar deze laten zich niet zonder meer uit de hysteresegrafiek aflezen. Zo hebben chroombanden bijvoorbeeld een hogere dichtheid; dit houdt in dat de deeltjes die samen de

magneetlaag vormen dichter op elkaar gepakt zijn. Door deze fijne struktuur laten de hoge frekwenties zich gemakkelijker registreren: bij deze frekwenties verandert het nivo van de magnetisering zeer snel, zodat zones met verschillende graden van magnetisering heel dicht naast elkaar komen te liggen. Doordat het frekwentiegedrag van chroombanden anders is moeten de opneem- en weergeefkorrekties van de recorder anders worden ingesteld (EQ op "70 pis" in plaats van "120/JS"). Bovendien moet ook de voormagnetisatie (BIAS) op een hoger nivo worden ingesteld. Hoewel chroomband in verscheidene opzichten over betere eigenschappen

beschikt, brengt het gebruik van dit type ook een nadeel met zich mee: de koppen verslijten sneller (tenzij de recorder is uitgerust met koppen van glas-ferriet). Dat de aanduiding " C r 0 2 " op de verpakking voorkomt betekent overigens niet dat zich in het doosje ook een echte Cr0 2 -band bevindt. Er bestaan namelijk ook "chroomsubstituut-banden"; dit zijn ferrobanden waarvan de magnetische eigenschappen (door middel van kobalt-toevoegingen) zodanig zijn verbeterd dat ze zich gedragen als chroombanden. Bij gebruik van dit type moet de Cr0 2 -instelling worden gekozen. Omdat men nogal eens vergeet de schakelaars " E Q " en " B I A S " in de juiste

stand te zetten, zijn de meeste recorders voorzien van een automatische omschakeling. Voor dit doel is in de cassetterand (naast het lipje van de wisbeveiliging) een uitsparing aangebracht; een voelertje in de recorder zorgt er voor dat de stand " C r 0 2 " , wanneer deze nodig is, vanzelf wordt ingesteld. Bij metaltape (een nog verder verbeterde bandsoort) zit de uitsparing in het midden van de cassetterand. De ontwikkeling van nieuwe bandmaterialen gaat nog altijd voort, hoewel er op de rand van de cassette intussen niet al te veel ruimte over is voor nog meer uitsparingen.

Leren omgaan met de ZX-Spektrum Hoewel dit boekwerkje speciaal voor kinderen is geschreven, wil dat niet zeggen dat volwassenen er niets uit kunnen leren. Integendeel. Het boek, geschreven door Drs. B. Baarda en Drs. A van London (ISBN 90 201 1766 1) en uitgegeven door Kluwer, leert een jonge computergebruiker, zo veel mogelijk zonder hulp van een volwassene, zijn of haar computer te gebruiken. Het eerste hoofdstuk behandelt op welke wijze een computer kan tekenen, schrijven, kleuren en geluiden maken. In het tweede hoofdstuk wordt bekeken voor welke toepassingen de computer nog meer is te gebruiken. Bijvoorbeeld het onthouden en bewaren van een opstel, een tekening of een muziekstukje. Ook het uitvoeren van karweitjes zoals moeilijke sommen uitrekenen, strafregels schrijven en spelletjes ontwerpen, komen aan de orde. Het derde hoofdstuk tenslotte, geeft een aantal voorbeeldprogramma's om zelf in te toetsen en te spelen. Jonge computergebruikers zullen niet alleen door de speelse benadering van de tekst, maar ook door de vormgeving van het boekje (dat overigens f 24,90 kost), zeker aangesproken worden!

ZX81 zelfbouw joystick met programmeerbare geluidseffecten Dit boek is een logisch vervolg op "ZX81 Elektronica Projekten", dat net zoals het hierboven voorgestelde boekwerkje uitgegeven wordt door Kluwer. Gebruikmakend, van de interface-print wordt in dit boek een eenvoudig te maken maar zeer veelzijdige joystick uitgewerkt. Met een minimum aan onderdelen opent zich een

wereld van uitdagende mogelijkheden voor uw ZX81. Bewegende graphics, maar ook invoer van getallen behoren tot de mogelijkheden. Vele uitgewerkte programmavoorbeelden illustreren het gebruik dat zich uitstrekt van animatie en spelletjes tot menu-georiënteerde programma's. Als toegift wordt een muziekgenerator beschreven, waarmee met behulp van slechts enkele onderdelen geluid aan de joystick wordt toegevoegd. Het door W . H . M , van Dreumel geschreven boekje kost f 19,50 (ISBN 90 201 1787 4).

loodakku-lader Wanneer we het in de elektronica hebben over akku's, dan bedoelen we hiermee doorgaans de bekende NiCd-akku's. Wat betreft de beschikbare kapaciteit zijn deze voor sommige toepassingen echter wat krapjes. Boven 500 mAh wordt het gebruik van nicad's relatief duur. Er kan dan beter overgestapt worden op de zogenaamde onderhoudsvrije loodakku's. Eigenlijk moeten we zeggen: "lood-zwavelzuur-akku", maar het zwavel-zuur is niet in vloeibare vorm, zoals bij gewone auto-akku's, maar in een soort gelei-achtige toestand (lood-gel-akku). In tegenstelling tot de autoakku is de lood-gel-akku hermetisch gesloten. Er kan dus geen "gassen" (borrelen) meer optreden. Hiermee zijn ook de vuldoppen aan de bovenkant overbodig: de

akku kan dus in elke gewenste stand gebruikt worden. Laden levert geen problemen op dank zij de nauwkeurig gedefinieerde laadeindspanning. Bij lage temperaturen liggen de prestaties van de loodakku een stuk hoger dan bij NiCd-akku's; bij hogere temperatuur wordt dit verschil wat geringer. Verder is de kortstondige belastbaarheid met hoge stromen uitstekend. Noemen we dan nog het geringe zelfontladen over lange termijn (50% na 16 maanden), dan verdient de lood-gel-akku het predikaat "ideaal". Of zijn er toch nadelen? De eerlijkheid gebiedt er een paar te noemen. Kleine uitvoeringen zijn er niet (de loodakku "begint" bij 1 Ah), maar een kniesoor die daarover valt. Verder is de levensduur wat korter dan

die van nicad's. Volgens de fabrieksopgaven houdt de loodakku het minstens 200 volledige laad/ontlaadcycli en maximaal 1000 gedeeltelijke laad/ontlaadcycli uit. Dit is weliswaar minder dan bij de NiCd-akku, die het 1000 volledige cycli volhoudt, maar zelfs de meest fanatieke modetbouwer zal hier geen problemen mee hebben.

Laden Doordat de laadtoestand nauw samenhangt met de klemspanning kunnen loodakku's automatisch geladen worden. Kijk maar eens in figuur 1. Praktisch gezien stijgt de klemspanning van één cel tijdens het laden van ca. 2 V tot 2,3 V De akku is dan 100% vol. Voor een 6-V-akku komt dit overeen met een klemspanning van 6,9 V (drie cellen).

Automatisch laden houdt nu in dat de akku met een bepaalde stroom geladen wordt. De laadspanning is begrensd op een waarde van 6,9 V, zodat overladen niet mogelijk is. Men kan op die manier de akku ook twee weken of zelfs een jaar op de lader aangesloten houden; het deert allemaal niets, de akku blijft altijd vol.

1

i

3V-

2,3V2V-

1V—

Öl

!

I 100%

laadtoestand Figuur 1. Het verband tussen de laadtoestand van een lood cel en de klemspanning. Bij 2,3 V is de cel vol.

*•

Met de bovenstaande eisen in het achterhoofd is de keuze voor onze akkulader niet al te moeilijk. Geknipt voor deze taak is de L200, het bekende spanningsregelaar-IC. In figuur 2 zien we de komplete schakeling. IC1 "streeft" naar een spanning van 2,8 V tussen de aansluitingen 4 en 3. Omgerekend via spanningsdeler R3/R4/P1 komt dit neer op een spanning van 6,9 V op de laadklemmen naar de akku. Men kan echter niet zonder meer een akku opladen met een konstante klemspanning van 6,9 V. Naarmate de akku meer ontladen is, zou de laadstroom veel te groot worden. Om deze reden is dan ook voorzien in een stroombegrenzing. Produceert de laadstroom over R1 en R2 een spanningsval groter dan 0,45 V, dan treedt het interne stroombegrenzingscircuit van de L200 in werking. De klemspanning

wordt dan zoveel teruggeregeld, dat de laadstroom op een bepaalde waarde begrensd wordt. Met R1 •= 1£> (R2 niet aangebracht) wordt de stroom begrensd op 450 mA. In feite hebben we in het begin van het laadproces dus een konstante stroombron, en op het einde een konstante spanningsbron. De dioden D5, D7 en D9 beschermen de schakeling tegen verkeerd polen van de akku. De lader is niet per se afhankelijk van het lichtnet. Via D8 kan geladen worden vanuit de auto-akku. Dit gaat natuurlijk alleen bij het laden van 6-V-akku's. In principe is de lader geschikt voor zowel 6-V-akku's als 12-V-akku's. In tabel 1 zijn een aantal verschillende akkumaten weergegeven met de daarbij behorende waarden en dimensioneringen voor Tri, D 1 . . . D4, D7, D8, R1, R2 en M1. Voordat we de schakeling in

tabel 1 akku in V/Ah

Tri inV/A

D1...D4, D7.D8

R1 in Sï

R2 inQ

Ml in A

laadstroom in A

6/2,5 6/4 6/6 6/8 6/10 12/1.2" 12/2,5* 12/4* 12/6*

12/0,4 12/0,6 12/1 12/1,2 12/1,5 15/0,2 15/0,4 15/0,6 15/1

1N4001 1N4001 1N4001 1N5401 1N5401 1N4001 1F-J4001 1N4001 1N4001

1,8 1 1 1 0,82 3,3 1,8 1 1

__ — 2,2

0,25 0,5 1 1 1 0,25 0,25 0,5 1

0,25 0,45 0,65 0,9 1 0,13 0,25 0,45 0,65

1 1

—

2,2

*voor 12-V-uitvoering moet R4 veranderd worden in 2,2 kQ

gebruik nemen moet de eindspanning met behulp van PI op precies 6,9 V ingesteld worden (of op 6-2,3 V=13,8 V in geval van" 12-V-akku's). Let op de waarde van R4: voor 6-Vakku's moet dit 560 Q zijn en voor 12-V-uitvoeringen 2,2 kQ. De laadwerking van het apparaat is af te lezen via LED D6. Is er spanning op de klemmen aanwezig, dan licht D6 op. Is de akku verkeerd gepoold, dan licht D6 niet op. Tijdens het laadproces zal D6 blijven branden (behalve bij totaal ontladen akku's: in het begin is de LED even gedoofd). Het eind van de lading is af te lezen op de ampèremeter. Is de laadstroom gedaald tot 1 % van de nominale waarde (de meter slaat nauwelijks uit), dan mag aangenomen worden dat de akku vrijwel geheel geladen is.

Figuur 2. De schakeling van de loodakku-lader. Centraal hierin staat de L200, een spanningsregelaar met stroombegrenzing. Figuur 3. De opbouw van de schakeling op een Elexprint formaat 1. Voor IC1 is enige koeling nodig. Dit kan een koelplaat zijn, of een metalen zijwand van de behuizing.

Onderdelenlijst R1 = 1 Q* R2 = vervalt* R3 = 820 Q R4 = 560 Q* R5 = 470 Q P1 = 500 Q instel C1 = 100 piF/25 V C2 = 330 nF C3 = 1 •/F/16 V D1. . D4 = 1N4001* D5 = 1N4148 D6 = LED D7.D8 = 1N4001* IC1 = L200 Diversen:

°?

Sr. »5P

ï] 0

1N4001

,

Tri - trafo 12 V/0,6 A sek. F1 = glaszekering 100 mA traag S1 = dubbelpolige netscha 100 ms) de pulstrein kunnen omzetten in een gelijkspanning waarvan de waarde bij impulsen van 2 ms ca. 0,4 V bedraagt, en bij impulsen van 1 ms ca. 0,2 V. Bijna alles wat analoog gaat, kan ook digitaal. In ons geval wordt met behulp

van digitale CMOS-IC's vastgesteld hoe breed de impuls is. De opzet van de dekoder is zo, dat de uitgang geaktiveerd wordt wanneer de impulsbreedte meer dan 1,5 ms bedraagt; we kunnen de schakeling ook laten reageren op verkorting van de impulsen, maar hoe dat werkt wordt uitgelegd aan het einde van dit artikel. De schakeling funktioneert als volgt. FF1 en FF2 zijn zogeheten data-flipflops. Een positieve impulsflank op de klokingang heeft tot gevolg dat de flipflop het logische nivo overneemt dat

op dat moment aanwezig is op de data-ingang: de Quitgang krijgt het nivo van de data-ingang, en op de Q -uitgang vinden we de geïnverteerde waarde van dat nivo. Als nu de ontvanger een puls afgeeft, verschijnt op de Q-uitgang van FF1 een logische " 1 " ; iets anders is ook niet te verwachten, want de dataingang van FF1 is immers verbonden met de voedingsspanning, en deze is per definitie logisch " 1 " . FF2 reageert nog even niet omdat de klokingang van deze flipflop verbonden is met de Q -uitgang van FF1.

min

rust

Figuur 1 . U i t d e o n t v a n g e r v a n een digitaal-proportionele modelbesturing komen impulsen die in de " r u s t t o e s t a n d " een b r e e d t e h e b b e n v a n 1,5 m s . D e i n f o r m a t i e o v e r d r a c h t v i n d t plaats d o o r deze i m p u l s e n te v e r l e n g e n of te v e r k o r t e n m e t ca. 0,5 m s . De impulsen w o r d e n uitgezonden m e t t u s s e n p o z e n v a n 25 tot 30 m s .

max

1 ms 2 5 t o t 3 0 ms

-fi—04...6V

F F 1 , F F 2 = 1C1 = 4 0 1 3

Figuur 3. O m d a t d e d e k o d e r o o k in e e n m o d e l m o e t k u n nen w o r d e n i n g e b o u w d hebb e n w e de o n d e r d e l e n o p s t e l l i n g zo k o m pakt mogelijk gehouden.

IC1

BC 547 B

0O^

10M

16 V

®"

Voordat de impuls zich aandiende was Q van FF1 logisch " 1 " , maar omdat Q intussen door de impuls op logisch " 1 " werd gebracht, is het nivo op Q naar logisch " 0 " gegaan. Op de klokingang van FF2 wordt dus (door Q van FF1) een negatieve impulsflank aangeboden; FF2 reageert niet op negatieve impulsen, zodat de Q-uitgang van deze flipflop logisch " 0 " zal zijn. Maar nu doet zich bij FF1 een interessant verschijnsel voor. FF1 mag dan van huis uit een flipflop zijn, maar in onze toepassing is hij

geschakeld als monoflop. Nadat Q van FF1 logisch " 1 " is geworden, zal C1 via P1 en R2 worden opgeladen. Omdat de reset-ingang van FF1 verbonden is met Cl, zal deze flipflop na het verstrijken van de monofloptijd (instelbaar met P1) weer omklappen. Q wordt dan logisch " 0 " en (opgelet!) Q wordt nu logisch " 1 " ! FF2 ontvangt nu een positieve impuls en wordt dus getriggerd. Het logische nivo dat op de uitgang van FF2 verschijnt wordt bepaald door het nivo dat op dat moment aanwezig is op de dataingang. Omdat de data-

Figuur 2. D e s c h a k e l i n g is o p g e b o u w d rond t w e e flipflops, w a a r v a n er e e n is o m g e b o u w d tot monoflop. Als m e n b e h a l v e de LED o o k e e n relais w i l a a n s l u i t e n m o e t d e vrijloopdiode D2 verplicht w o r d e n aangebracht.

4-®

Onderdelenlijst R1 = 47 k Q R2 = 5,6 k Q R3.R4 = 10 kQ R5 = 180 Q P1 = 10 kQ instelpotentiometer C l = 270 nF C2.C3 = 10 p F / 1 6 V D l = LED D2 = 1N4148* IC1 = 4013 T1 = BC 547B Diversen: ]6 Elex-standaardprint 1 1 relais 5 V / 5 0 m A Kosten (zonder relais) ca. f 20,00 * zie tekst en figuur 2

formaat

ingang rechtstreeks is verbonden met het punt waar de impulsen uit de ontvanger binnenkomen, zal de uitgang Q uitsluitend logisch " 1 " worden als de impuls uit de ontvanger nog aanwezig is. Dit is alleen het geval als de tijd die met P1 is ingesteld korter is dan de breedte van de impuls die uit de ontvanger komt. Als met P1 een duur van 1,7 ms is ingesteld, en de impuls een breedte heeft van 2 ms, dan gaat T1 geleiden, zodat het relais aantrekt en de LED oplicht. Maar als de impuls de rustwaarde heeft van 1,5 ms, is de impuls alweer weg voordat FF2 kan reageren; in dat geval licht de LED dus niet op. Het afregelen van de schakeling is bijzonder eenvoudig. Nadat de zender en de ontvanger zijn ingeschakeld mag de betreffende funktieknop nog niet worden ingedrukt. Stel eerst P1 zo in dat de LED nog donker blijft. Druk nu op de knop

van de zender en draai aan P1 totdat de LED goed oplicht (maar ook weer dooft zodra de knop wordt losgelaten). Tot slot moet nog worden toegelicht hoe men de dekoder kan aktiveren als de

Desoldeerlitze is al sinds mensenheugenis (nou, ja . . .) een eenvoudig, maar zeer doeltreffend hulpmiddel bij het verwijderen van soldeertin. Of men nu een defekt onderdeel moet vervangen of wat gemorste tin moet verwijderen, met desoldeerlitze is dat in een wip gebeurd. Men legt de litze gewoon op de desbetreffende soldeerplaats en verhit beide met een bout; de vloeibare tin wordt dan als het ware door de litze opgezogen. Maar zoals bij veel kleine dingen: wanneer men ze eens een keer nodig heeft, zijn ze nergens te bespeuren. Desoldeerlitze vormt daar helaas geen uitzondering op. In noodgevallen kan

men zich echter uitstekend behelpen met de afscherming van een stukje koaxkabel. Want net zoals litze, bestaat de afscherming van koaxdraad uit een vlechtwerk van talrijke dunne draadjes. Ook de afscherming van zeer dunne afgeschermde kabel kan heel goed voor het wegzuigen van tin worden gebruikt. Wel is het dan beter om het draadvlechtwerkje eerst in wat soldeerhars te drenken (uit een spuitbus of "zelfgemaakte": een beetje in spiritus opgelost colofonium). Tot slot nog 'n tip in deze ' " n tip": desoldeerlitze — echte of zelfgemaakte — is een prima warmtegeleider. Houd de litze tijdens het desolderen dus niet met de blote vingers vast, want dat is vragen om brandblaren. . .

informatie wordt overgedragen door de impulsen korter te maken dan 1,5 ms. In dat geval verbinden we R3 niet met Q maar met Q van FF2. De afregeling blijft hetzelfde. Zo kunnen we dus twee dekoders aansluiten op het-

zelfde besturingskanaal; als de joystick tegen de ene aanslag rust wordt de ene dekoder geaktiveerd, en de andere krijgen we ter beschikking door de joystick naar de tegenoverliggende aanslag te brengen.

De aandrijving en de elektronika in een modelbouwvliegtuig, -boot of -auto wordt doorgaans gevoed vanuit een stel akku's. Thuis kunnen deze met een gewone, netgevoede lader opgeladen worden, maar hoe gaat dit te velde? Het zou jammer zijn, als men na een kwartiertje vliegen, varen of rijden alweer naar huis toe moet om de inmiddels lege akku's weer op te laden. Bijladen door de auto-akku ligt voor de hand, maar de beperking hiervan is de beschikbare spanning: 6-Vakku's kunnen wel bijgeladen worden, maar voor 12-V-versies is de door de auto-akku afgegeven spanning natuurlijk te krap. In

dingsspanning en de kondensatorspanning van C1, samen dus de dubbele voedingsspanning. Door de omschakelaar weer in de stand a te zetten kan C1 zich opnieuw opladen; de dioden Db verhinderen, dat C2 zich hierbij terug ontlaadt. Door de omschakelaar periodiek te schakelen tussen plus en nul blijft het verdubbelingssysteem op gang. Theoretisch is de uitgangsspanning 24 V, maar men zal op zijn sloffen kunnen aanvoelen dat die spanning bij toenemende belasting wat ineenzakt. Volgens de kondensatorformule Q = C • U

spanningsverdubbelaar voor auto-akku's dat geval moet de spanning een stuk hoger liggen dan 12 V. Dat optransformeren zonder trafo ook kan, bewijst deze schakeling. Een handjevol (vermogens-)elektronika zet 12 V om in 24 V.

Verdubbelen door te schakelen Door een truuk kunnen we een kondensator vanuit een

enkele gelijkspanning opladen tot de dubbele waarde van deze spanning. Figuur 1 toont ons het principe. Het blok "schakelaar" is een omschakelaar tussen de positieve voedingsspanning en de massa, in "solidstate-uitvoering". De komplete schakeling wordt ook wel Villard-spanningsverdubbelaar genoemd. In de eerste tekening wordt de

negatieve aansluiting van C1 naar massa geschakeld. Via de beide parallelgeschakelde dioden Da laadt C1 zich op tot de voedingsspanning. In de tweede tekening klapt de schakelaar om naar de plus. In feite wordt hierdoor de kondensatorspanning van C1 "boven op de voedingsspanning gezet". Via de dioden Db wordt C2 opgeladen tot de som van de voe-

zal voor een gegeven waarde voor C de spanning U verminderen als er lading afgenomen wordt. Naarmate C1 en C2 groter gekozen worden kan er dus meer stroom afgenomen worden (bij een bepaalde spanningsdaling).

De schakeling In figuur 2 herkennen we

Figuur 1. Het principe van de spanningsverdubbeling. De minkant van C1 w o r d t afwisselend aan de plus en aan de nul gelegd door een elektronische schakelaar. Het hierbij behorende laad- en ontlaadproces zorgt voor een uitgangsspanning die hoger is dan de ingangsspanning.

TIP 2955 BD680 TIP 3055 BD679

NI . . . N4 = IC1 = 4093 12V

N3 ECB

B C E

1N4148

O

:ïDy. 3J—V"X

• +

iM4i48 f S j J l y

24V

-p—(+) max 2A |1000 t. 140 V

•ÉM220O

-JCHO)

een groot deel van het in figuur 1 geschetste principeschema. De omschakelaar heeft gedaante gekregen in de vorm van het transistorpaar T3/T4. Beurtelings worden T3 en T4 in geleiding gebracht, waardoor het verdubbelingsproces rond C5, C6 en B1 tot stand komt. Het is alleen zaak, erop toe te zien dat beide transistoren nooit tegelijkertijd in geleiding gestuurd

worden. Dit zou namelijk inhouden dat op dat moment de akkuspanning even kortgesloten wordt. De transistoren geven dan subiet de geest! We zorgen er dus voor, dat beide aansturingen elkaar nooit of te nimmer kunnen overlappen. In figuur 3 zien we in een aantal diagrammen, hoe dit met behulp van de tijdsvertragingen td1 en td2 opgelost is. De rond N1 en N2

Figuur 2. In de komplete schakeling herkennen we naast de verdubbel-elko's en de brugcel de elektronische schakelaar: T3-T4 plus de nodige aansturing. Figuur 3. Een aantal spanningsvormen uit figuur 2. De geleidende perioden van de schakeltransistoren (een " 0 " in spanning (Jj^en een " 1 " in spanning (£» vallen nooit samen. Figuur 4. De prestaties van de verdubbelaar. Te zien zijn de ingangskromme, de uitgangsk r o m m e en de rendementskromme. Figuur 5. De komplete o p b o u w op een Elexprint formaat 2. De gestippelde lijnen in de rechter figuur stellen printsporen voor die naderhand vertind moeten worden. T3 en T4 worden op een koelplaatje gemonteerd.

opgebouwde oscillator levert een symmetrische blokspanning met een frekwentie van ongeveer 5 kHz (spanning op punt (a». Rond N3 en N4 zijn twee "vertraagde inverters" opgebouwd. N3 vertraagt op de positieve flank van het ingangssignaal en N4 op de negatieve flank. We zien dat de tijden waarop T3 en T4 geleiden elkaar niet overlappen: T3 geleidt als de spanning op punt (§>laag is en T4 geleidt als de spanning op punt (ëyhoog is. De voeding van IC1 komt niet rechtstreeks van de akkuspanning, maar via R4, D3, D2 en C4. Dit is gedaan om het IC te beschermen tegen venijnige stoorspanningen op de 12 V lijn.

Opbouw In figuur 5 zien we de opbouw van de schakeling

op een Elexprint formaat 2. Allereerst worden de verschillende draadbruggen aangebracht. Ter verduidelijking staan deze nog eens apart aangegeven in de rechter figuur. T3 en T4 moeten gekoeld worden. Als koelplaat kan een aluminium plaatje van 10 x 10 cm gebruikt worden. Wanneer de koelplaat zelf geïsoleerd opgesteld wordt, hoeven T3 en T4 niet geïsoleerd te worden gemonteerd. Naast deze twee "stokers" worden ook andere bepaalde komponenten heet: T1, T2, de brugcel B1, de beide weerstanden R5 en R6 en — niet te geloven — de eiko's C5 en C6. Wanneer de warmte-ontwikkeling hiervan al te zeer uit de hand mocht lopen, kunnen de kondensatoren samengesteld worden uit meerdere kleinere kondensatoren: 1 x 470 )uF wordt bijvoorbeeld 2 x 220 /LCF of 5 x 100 ^F.

Ten laatste moeten enkele printbanen extra vertind worden; dit vanwege de grote stromen die erdoorheen moeten vloeien. Deze banen zijn gestippeld aangegeven in figuur 5 (rechts). Figuur 4 toont iets over de prestaties van onze omzetten De maximaal af te nemen stroom bedraagt ongeveer 2 A. Het is duidelijk, dat de opgenomen stroom ongeveer het dubbele bedraagt: spanning verdubbelen eist stroom halveren, denk maar aan de formule voor het vermogen: P = U • I. De rendementskromme geeft aan, hoeveel van het ingangsvermogen aan de uitgang verschijnt. Een opmerkelijk detail: het rendement stijgt, naarmate er meer vermogen wordt gevraagd. De verliezen dalen dus relatief. Dit houdt natuurlijk niet in, dat de warmte-ontwikkeling dan ook zou dalen!

Onderdelenlijst: R1.R11 = 100 kS R2.R3 = 22 kö R4 = 100 Q R5.R6 = 22 Q/5 R7.R8 = 47 S R9,R10 •• 10 kQ C1.C7 = 1 nF C2.C3 = = 220...330 pF C4 100 p