311 schakelingen. ideeën, tips en trucs uit Elektor

Transcriptie

1

2 311 schakelingen ideeën, tips en trucs uit Elektor

3

4 311 schakelingen ideeën, tips en trucs uit Elektor Elektor International Media BV postbus ZG Susteren

5 311 schakelingen ideeën, tips en trucs uit Elektor 1 e druk: augustus Elektor International Media BV website: ISBN: NUR 468 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Alle rechten voorbehouden. Ondanks alle aan de samenstelling van dit boek bestede zorg kunnen noch de auteur, noch de redactie, noch de uitgever aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele schade die zou kunnen voortvloeien uit enige fout die in deze uitgave zou kunnen voorkomen. Voor zover het maken van reprografische verveelvoudigingen uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16h Auteurswet 1912 j o het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Pro (Postbus 725, 1180 AS Amstelveen). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 1 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden. No part of this book may be reproduced, stored in a database or retrieval system, or published in any form or any way, electronically, mechanically, by print, photoprint, microfilm or any other means without prior permission from the Publisher. All rights reserved. Samenstelling en bewerking: E.A.J. Bogers, Aschendorf (DE) Omslagontwerp: Etcetera, Aken Grafische vormgeving & produktie: Technisch Vertaalbureau Bogers Druk: Wilco, Amersfoort /NL

6 Audio en video 40-W-versterker in sixties-stijl 9 Afstandsbedienbare Preamp met digitale potmeter 22 Audio-high-level-adapter 32 Automatische TV-verlichtingsschakelaar 59 Booster voor electret-mic 44 DMX-zender 68 Draadloze S/PDIF-verbinding 114 Dynamiekbegrenzer 81 Gevoeligere audio-vermogensmeter 136 Gitaarcompressor zonder CA Glass Blower 125 Indicator voor dynamiekbegrenzer 103 Klankverbetering voor audio-apparaten 173 Lijningang voor Zoom H2 149 Luidsprekerbeveiliging voor eindversterkers 183 Mini Sixties Plus 160 Mixer voor elektrische gitaar 208 Nieuwe klanken voor gitaarelementen 217 Omgekeerde RIAA-adapter 198 Spanningsbegrenzing voor gitaarversterkers 240 SRPP-koptelefoonversterker 268 Stereoverbreding 227 S-Video-converter 249 Twee TV s op één ontvanger 259 Van microfoon- tot lijningang 277 Verbeterde hybride hoofdtelefoonversterker 286 Videoschakelaar voor intercom 299 Zangadapter voor gitaaren basversterker 311 Diversen 3D-LED-piramide 11 6-voudige omschakelaar 83 8-kanaals DTMF-link: decoder 24 8-kanaals DTMF-link: encoder 60 Analoog LED-looplicht 94 Auto-diefstalpreventie met OBD 45 Automatisch fietsachterlicht 33 Chaosgenerator 70 Digitale duimwielschakelaar 104 DIY-SMD-adapter 116 Draadloze drukknop 126 Economische aan/uit-netschakelaar 136 Ecotimer 150 Eenvoudig draadloos/bedraad noodstopsysteem 174 Eenvoudige draadbruggenbuiger 162 Eenvoudige temperatuurmeting en -regeling 199 Experimentele Hall-sensor 187 Geluidsbooster voor autoalarm 210 Gemakkelijk SMD s monteren 229 Goedkoop alarm voor de bromfiets 219 Groen/rode multiflitser 261 HEXFET s egaliseren 312 Klokdeler met symmetrische uitgang 328 LED-fietslamp in een nieuw licht 336 LED-fietsverlichting 241 LED-multiflits 251 Low-cost draadstripper 278 Magneettreinprincipe nagebouwd 288 Mini-knipperlicht 300 Missing-pulse-detector met vier componenten 319 Motor/scooter-olietemperatuurmeter 344 Multivibrator met TL Noodstop 359 NPN-relaxatie-oscillator 269 Ontdenderaar voor 12-V-contacten 248 PR W-LED-driver 376 Pulsontvanger 379 Ringoscillator 388 Scooptekst 366 Slow glow 384 Snel veilige via s 370 Soldeerlak zelf aanbrengen 372 Solid-state gelijkstroomrelais 390 Stressmeter 407 Temperatuur-stabilisatie 420 Timer voor achtergrondverlichting 397 Tweetonige hondenfluit 410 Universele driedraads clignoteur voor scooters 414 5

7 Vriesvak doet wonderen 427 Zapper voor elektrotherapie 418 Zuinige kristaloscillator 429 Zwevende tekst 427 Hobby en modelbouw Accu leeg -indicator 12 Afstandsbediening voor LED s op modelvliegtuigen 95 Akoestisch noodbaken 25 Annoy-a-tron 46 Astrolamp 61 Autoradiobooster 71 Breadboard-experimenteerprint 151 Elektronische trainer 84 Elex-experimenteerprint 117 Flitslichten voor modelvliegtuigen 138 Frontplaat-ontwerpprogramma 163 Frontplaten met muismat-folie 188 Goedkoop fietsalarm 105 Jogging-timer 34 Klapklok 175 Kleurige nachtvluchtverlichting 201 Klok voor modelbouwers 220 Klokimpulsgever 211 Knipperlichten voor modelvliegtuigen 128 Laslicht voor de modelspoorbaan 262 LiPoMonitor 230 Mini-dobbelsteen 243 Mobiel verkeerslicht voor modelbouw 270 Morseklok 279 Muzikale fietsbel voor ATB 252 Pulserend fietslicht met 24 LED s 290 Rangeerlicht voor locs met een digitale decoder 313 ServoDrive 320 Slaafflitser voor onderwatercamera 338 Solid-state startrelais voor 70 A 402 Speedcontrol 329 Spelen met Simon 346 Strokenrasterprint als verwarmingsplaat 398 Synchroniserende RGB-vuurvliegjes 416 Toerenteller-deler 301 UV-lichtbak 354 Verlichting voor RC-auto s 360 Vleermuis 367 Wie drukt het eerste? 374 Zelf frontplaten maken 377 Zenuwspiraal 380 Zwaardpositie 394 Hoogfrequent 18-Mhz-ontvanger 14 AM-ontvanger met kwadratuurmixer 72 Audion met emittervolger 26 Bandsperfilters voor MF/HF-toepassingen 129 Breedbandige vonkendetector 35 Extra GPS-antenne 106 FM audio-transmitter 47 FM-testgenerator voor de vestzak 85 GSM-zendverklikker 96 Minimalistische dipmeter 118 PIC/C of VHDL/FPGA voor RFM12 TX/RX 139 Preëmfase voor FM-transmitter 164 Simpele HF-ruisbron 63 Variabel kristalfilter 153 Huis en tuin 12-V-kelderpomp 16 Aanraaklamp met hoog standby-verbruik 36 Analoge elektronische sleutel 27 Antilawaai met ATM18 49 Automatische fietsverlichting 74 Automatische netschakelaar voor het vakantiehuisje 63 Beltoon-omroeper 86 Bereik van een IR-afstandsbediening uitbreiden voor sat-receiver 166 Binaire klok 97 Binnen/buiten-thermometer 131 Buitenlampbediening 108 Codeslot met twee toetsen 119 De wasdroger belt 140 Deurbeltandem 176 Diervriendelijke muizenval 189 Dimbare aquariumverlichting 154 Dimmer met tiptoetsen 202 Dimmer voor 12 volt AC 213 Dimmer voor elektrisch verwarmingselement 244 Draadloze babysitter 253 Energiebespaarhulp 222 Fasekoppeling voor powerlineof X10-netwerken 271 Gordijnautomaat 263 Impulsklok-aansturing met DCF-signaal 292 Inschakelautomaat 231 Intelligente verdeeldoos 281 Koelkastalarm 302 6

8 Lichtnetspanningsmeter 314 Luxeon-regelaar 321 Netstroomindicator 330 Niveaugestuurde pomp-elektronica 347 Postdetector 362 RGB-nachtlampje 355 Schakelklok voor zéér lange tijden 369 Schakelvertraging 339 Schemerschakelaar (1) 375 Schemerschakelaar (2) 385 Supergoedkope bewegingssensor 378 Temperatuurlogger voor de koelkast 381 Timer voor uur 389 Timer voor accu-handgereedschap 392 Ventilatiesturing voor de badkamer 403 Vloerverwarmingsregeling 396 Vochtdetector op zonne-energie 399 Vorstbeschermer met schrikdraadlint 405 Wateralarm 409 Waterdichte lichtschakelaar voor de badkamer 419 Waterniveau-detector 415 WAV-deurbel 421 Zender en ontvanger voor draadloos alarm 424 Zuinige timer-schakeling 428 Meten en testen Benzine (diesel) niveausensor 16 Driehoekoscillator met sinusconverter 28 Eenvoudige blokgolfgenerator & tester 37 Hellingshoekmeter met USB 51 IR-tester 64 Kristaltester (1) 98 Kristaltester (2) 109 Laser-hoogtedetector 76 LED-tester 132 Lego Mindstorms elektriciteitsmonitor 141 Magneto-tester 87 Meetfilter voor klasse-d 190 MicroMini-thermometer 166 Milliohms meten met een multimeter 120 Netstroomindicator 155 Randaarde-detector 177 RJ-45 kabeltester met PIC 204 Servo-weegschaal 255 Simpele IR-afstandsbediening-tester 214 SMD-transistortester 233 Smoggy walkman als elektrosmog-detector 272 Snel meten en testen 410 Spanningsmonitor 404 Stappenmotoren doormeten 392 Sweep voor functiegenerator 223 Sweep-generator met digitale frequentie-instelling 245 Tester voor inductieve sensoren 264 Thermometer met 4-cijferig LED-display 294 Tijd- en intervalmeter met ATtiny 304 Universele IR-afstandsbedieningstester 315 Universele spanningsinjector 323 Universele tester voor driepens componenten 332 Verschilspanningsvergrootglas 423 Wobbulator-voorversterker 282 Zenerdiodetester 340 Zwevende voeding voor DVM-module 349 Microprocessor 6-cijferig display met SPI-interface 18 Aan de slag met het LPCXpresso-board 38 ADC voor de PIC16F84A 65 Arduino-opsteekprintjes 29 ATM18-DIP 54 ATtiny als MHz-oscillator 77 Break-out-bordje voor PIC10F2xx (SOT23-6) 121 Deblokkeringsprobe voor AVR C 100 Draadloze USB-terminal 110 Draairichting bepalen met een PIC 133 Drie temperatuursensoren met een ATM Evaluatiekaart voor de MCS08DZ60 89 I 2 C-aansturing 178 I 2 C-bedieningsmodule 235 Kristalafregeling 168 Kwartsklok als pulsgever 256 LED s schieten 156 Meer poortlijnen voor de R8C/ Mini-experimenteerkaart voor ATtiny Mini-pulsgenerator 283 Poortuitbreiding 215 Programmeerbare RTTTL-speler 273 R8C/13 kan CAN 296 RC5-decoder met E-blocks 316 RS232-niveau-aanpassing met galvanische scheiding 224 SCAP-AVR-programmer 333 Scepter: touchscreen-besturing op Arduino-manier 265 7

9 Spanningsverhoger met Arduino 309 Tijdmodule 324 Tiny timer 350 Uitbreiding voor seriële USB-TTL-kabel 363 Uitbreidingskaart voor Arduino Nano 342 USB zonder drivers 356 Voordelig beginnen met LEGO-robotica 382 PC-hardware en -software 3-pens ventilator aan 4-pens header 40 Always On -schakeling voor PC's 20 Digitale audio-interface voor de computer 78 Eéndraads halfduplex RS Fantoomventilator 55 Goedkope seriële poort voor de Mac 66 MicroSD-kaarthouder 101 Netwerk-kabeltester 90 Opgevoerde USB-hub 111 Opstarthulp voor PC s 371 PC-Engine RGB-versterker 122 PC-interface via keyboard 134 PC-Powersaver 146 RS232-netwerk 158 Stroom voor het tweede loopwerk 170 USB-schakelaar 180 Ventilatorregelaar 195 VGA-achtergrondverlichting 206 Voorgedefinieerde COM-poort-nummers 387 Voedingen en acculaders Accubeschermer 21 Accubewaker voor zeilboot 41 Accutester 57 Bescherming tegen diepontlading voor 12-V-accu s 31 Beveiliging voor spanningsstabilisatoren 80 DC/DC-converter met LT De LM is ook een ruisgenerator 102 Discrete low-drop regelaar 124 Dubbele lineaire voeding voor modelvliegtuigen 112 Eenvoudige LED-stroombron 92 Eenvoudige stroombron 135 Hoogspanningsgenerator 148 Instelbare constante-stroombron vanaf 0 ma 159 Instelbare low-drop spanningsregelaar 171 Kwartet PR4401/ L200-lader 208 Labvoeding voor de PC 182 Lader voor enkele lithiumcellen 257 LED-driver met LM LED-sturing: draagbare 3-W-LED-lamp 237 Lithium-acculader met BQ Low-drop serieregelaar met TL Ontzwavelaar voor auto-accu 325 Regelaar voor draaistroomgenerator 298 Regelbare laagspanningsvoeding 285 Router-backupvoeding 225 SSR 2.0 OptoMOS-halfgeleiderrelais 318 Universele PWM-generator 335 USB-lader met pedaalaandrijving 310 Virtuele 9-V-batterij 343 Voeding met een enkele cel 352 Voeding voor gitaarversterker 365 Voedingssysteem met hoogspanningsisolatie 357 Zonnecel-acculader/monitor 411 Zwevende voeding voor paneelmeters 370 Bijlagen A Elektrische veiligheid 431 B Printen en software 431 8

10 Joseph Kreutz In het begin van de jaren 60 (van de vorige eeuw) bracht RCA een transistor op de markt die werkelijk legendarisch zou worden: de 2N3055. Een duo van deze torren was goed voor een audio-eindtrap van maar liefst 40 W aan 8. De schakeling die we hier presenteren is helemaal in de geest van die tijd. Zo tellen we slechts zeven actieve componenten per kanaal: eenvoud in ontwerp was gangbaar in die tijd (en nog, trouwens). Onze retro-eindtrap levert 45 W aan 8 bij een ingangsspanning van 0,5 V eff. De werking is als volgt. Het ingangssignaal komt binnen op de basis van T1, terwijl het uitgangssignaal in verzwakte vorm via spanningsdeler R6/R5 wordt teruggekoppeld op de emitter van T1. De collectorstroom van T1, die dus evenredig is met het verschil tussen in- en uitgangssignaal, gaat naar de basis van T2. Deze transistor wordt gevoed via R8 en R9 en neemt de spanningsversterking voor zijn rekening. Condensator C6 werkt als een bootstrap, door te zorgen dat de spanning over R9 vrijwel constant blijft: in het audiogebied is de stroom door R9 onafhankelijk van de uitgangszwaai van de versterker. Transistoren T4, T5, T6 en T7 vormen een symmetrische quasi-complementaire vermogenstrap. Aan het begin van de jaren 60 bestond er namelijk nog geen PNP-variant die 9

11 als echt complement voor de 2N3055 kon dienen. Dit gemis hebben de ontwerpers van toen heel ingenieus verholpen met een zogenaamde Sziklay-configuratie, bestaande uit een PNP-stuurtor aan een NPNvermogenstor. In het schema kunt u goed zien wat er bedoeld wordt met quasicomplementair. Diode D1 dient voor symmetrische biasing van de uitgang en vermindert zodoende ook de vervorming. Het werkpunt van de vermogenstrap wordt ingesteld en gestabiliseerd met transistor T3, die daarom ook thermisch met de eindtransistoren gekoppeld moet zijn. De voeding voor de versterker bedraagt ongeveer 65 W en is asymmetrisch, ook weer net als toen. De uitgang van de vermogenstrap gaat naar de belasting via elco C10 van 4700 F, wat bovendien enige beveiliging geeft voor het geval dat een van de transistoren het zou begeven. De versterker is niet voorzien van een kortsluitbeveiliging. Op zichzelf is dat geen onoverkomelijk gemis, maar enige voorzichtigheid is wel geboden. Er is verder alleen een trage zekering van 1,6 A in serie met de voedingsspanning die er voor moet zorgen dat de schade beperkt blijft als er toch iets mis gaat. De voeding bestaat uit een transformator, een brugcel, vier condensatortjes en een elco van 4700 F. Dit is voldoende voor het voeden van de twee kanalen van een stereoversterker. Het LEDje is een aan/uit-indicator, bedoeld voor montage in het frontpaneel. De bouw van de schakeling is helemaal niet moeilijk. De transistoren T3, T4 en T5 moeten worden voorzien van koelvinnetjes voor een TO126-behuizing met een thermische weerstand van minder dan 20 K/W. De transistoren T2, T6 en T7 moeten met zijn drieën worden gemonteerd op een gemeenschappelijke koelplaat met een thermische weerstand van maximaal 2 K/W, met isolatieplaatjes en thermisch geleidende pasta. Voordat u de schakeling voor het eerst onder spanning zet, moet P2 op maximaal staan. Vervang de zekering tijdelijk door een weerstand van 47 /5 W en sluit een voltmeter aan over R17. Daarna schakelt u de spanning in. De voltmeter moet dan 0 volt aanwijzen. Nu moet P2 voorzichtig worden opgedraaid totdat de voltmeter 15 mv aangeeft, wat overeenkomt met een ruststroom van 50 ma. Nu kan de spanning er weer af, zodat u de weerstand kunt vervangen door de zekering. Is dat gebeurd, dan controleert u na inschakelen nogmaals de spanningsval over R17. Indien nodig regelt u P2 opnieuw bij voor 15 mv. Dit is een leuk project om te bouwen, zonder pretenties en voor weinig geld. Niettemin heeft deze eindtrap een prima geluidskwaliteit. De vervorming is zonder meer acceptabel; het is dan wel geen getal met een duizelingwekkende hoeveelheid nullen achter de komma, maar het uitgangspunt was tenslotte dat we ons in sixties-technologie wilden verdiepen. De auteur heeft twee printontwerpen gemaakt, één voor de versterker en één voor de voeding. De layouts zijn te Meetresultaten bij een ohmse belasting van 8 THD 0,08% (voornamelijk 3e harmonische) bij 1 W aan 8 Bandbreedte 29 Hz ( 3 db) khz ( 0,5 db) bij 1 W aan 8 tot 100 khz ( 3 db) bij 1 khz/18 V uitgangsspanning Maximale uitgangsspanning 19,5 V (juist onder clipping point) 10

12 downloaden als PDF, als Gerber en als Easy- PC CAD-file, allemaal via [1]. (110332) Weblink [1] Lothar Göde Eigenlijk wilde de auteur alleen maar een microcontroller programmeren. Daaruit kwam echter deze fraaie piramide voort, waarmee we hem alleen maar kunnen feliciteren. Het project bestaat in wezen uit een speciaal gezaagde print, 23 LED s en een microcontroller. En hoewel het hier gaat om de goedkope ATtiny2313 van Atmel, passen er in het 2-kBflashgeheugen toch nog 16 verschillende lichteffecten. De 23 LED s zijn verdeeld in drie groepen: acht LED s onder, acht in het midden en de resterende zeven bovenin. Daardoor hoeven de LED s niet afzonderlijk aangestuurd te worden, wat met 20 pennen trouwens ook niet mogelijk zou zijn. Door te multiplexen 11

13 heeft de controller maar 11 uitgangen nodig. Voor de navenant grotere stroom worden de uitgangen van de controller met transistoren gebufferd. De software met de 16 lichteffecten is in assembler geschreven en kan zoals gebruikelijk gedownload worden van de Elektor-website die bij dit artikel hoort [1], zowel als sourcecode als in de vorm van een hex-file. De bestanden met de print-layout zijn daar ook te vinden en er is ook een bestelmogelijkheid voor de kant-en-klare print. Een voorgeprogrammeerde controller kan eveneens besteld worden. Het opbouwen van de print is simpel. Er moeten weliswaar SMD-onderdelen gesoldeerd worden, maar er is veel ruimte. Nog een opmerking over de LED s: gebruik exemplaren met een zo groot mogelijke afstraalhoek, zodat de piramide ook goed vanaf de zijkant bekeken kan worden. De auteur heeft de oranje LO L296 van Osram gebruikt, die met 160 goed voldoet. Voor het programmeren van de controller is er een zespolige ISP-aansluiting aanwezig. Via fusebits is een interne klokfrequentie van 4 MHz gekozen die door een interne voordeler naar 0,5 MHz wordt teruggebracht. Daar moet bij het zetten van de fuses wel op gelet worden, want anders lopen de lichteffecten te snel, te langzaam of helemaal niet. Als alles goed functioneert, wordt op een stukje koperdraad van 11 cm lengte in het midden een kort stukje draad van 5,5 cm gesoldeerd (beide 1,5 mm2). Trek eerst de spiraal van de print een stukje uit elkaar, zodat de T-vormige draadconstructie daaronder past. Dan wordt de T-draad op de beide soldeereilandjes gesoldeerd, zoals op de foto te zien is. In plaats van draad kunnen ook dunne messingbuisjes gebruikt worden. Naast de ISP-aansluiting is er ook een USBaansluiting aanwezig die niets anders doet dan voor 5 V zorgen. Een externe adapter van 5 V kan ook prima gebruikt worden. Met twee jumpers kan men het gedrag van de LEDpiramide beïnvloeden. Met JP1 wordt gekozen of de 16 effecten na elkaar of in een toevallige volgorde worden afgespeeld. Met JP2 kan ingesteld worden of er effecten worden getoond of dat simpelweg alle LED s branden. S1 is een reset-toets die voor eigen softwareexperimenten handig kan zijn. (090940) Weblink [1] Wolfgang Fritz Dit schakelingetje is ontwikkeld voor de accubewaking in een schaalmodel van een luchtkussenvoertuig. Om het luchtkussen op druk te brengen wordt een elektrisch aangedreven propeller gebruikt. Nu moeten we voorkomen dat de accu voor deze schroef te diep ontladen wordt. Daartoe is op het toestel een goed zichtbare LED gemonteerd, die oplicht 12

14 Die grens stellen we in met de variabele zenerdiode D1, een LM431. De zenerspanning moet ongeveer 0,5 V lager zijn dan de accuspanning waarbij LED D2 gaat branden. Deze instelling wordt bepaald door weerstand R1. Zoals in het schema te zien is, bestaat die uit een instelpotmeter R1.A met een serieweerstand R1.B. Met de aangegeven waarden van 10 k voor zowel de potmeter als de serieweerstand kunt u de waarschuwingsdrempel instellen tussen ongeveer 5,5 en 8 V. Voor lagere of hogere spanningen kan R1.B lager of hoger worden genomen. Als de gewenste zenerspanning is ingesteld, kunt u de totale waarde van R1.A + R1.B met een ohmmeter meten en er een vaste weerstand van die waarde voor in de plaats zetten. zodra een van te voren ingestelde ondergrens van de accuspanning bereikt is. Om gewicht te besparen is het aantal onderdelen voor deze accu-leeg-indicator zo gering mogelijk gehouden. De schakeling heeft maar twee aansluitpunten, namelijk voor de te bewaken spanning, en die dienen tevens voor het voeden van de schakeling. Het is beter om de schakeling zo dicht mogelijk op de motor aan te sluiten, dus niet aan de accu zelf. De schakeling is bedoeld voor een nominale accuspanning van 4,8 V tot 9,6 V ( ,2-Vcellen). Bij een accu van bijvoorbeeld zes cellen is de volle accuspanning 7,2 V. Voor de ondergrens van de ontladingsspanning gaan we uit van ongeveer 1 volt per cel, dus in totaal 6 V bij zes cellen. In bovengenoemd voorbeeld, een accu met zes cellen, ligt de 7,2-V-accuspanning aan de emitter van T1. Voor een schakelpunt van 6 V moet de ingestelde zenerspanning aan de basis van T1 gelijk zijn aan 5,5 V (6 V 0,5 V). Zolang de accuspanning nog ongeveer een halve volt boven de zenerspanning blijft, geleidt T1 en spert T2; de LED brandt dan niet. Zakt de accuspanning naar ongeveer 6V(U z + 0,5 V), dan spert T, T2 gaat in geleiding en de LED gaat aan. R6 zorgt voor een kleine hysteresis, zodat de schakeling goed gedefinieerd heen en weer schakelt. Een geschikte waarde voor R6 is tussen 100 k en 220 k. De schakeling zelf verbruikt minder dan 5 ma, gemeten bij een volle accu van 7,2 V. Brandt de LED, dan komt er 10 ma aan LED-stroom bij, dus dan wordt het 15 ma in totaal. In plaats van de instelbare zener kunt u ook een normale zenerdiode met een vaste spanning nemen, die dan ook weer ongeveer een halve volt onder de grensspanning moet liggen. Weerstanden R1 en R2 zijn dan niet nodig. Voor D2 kunt u ook een knipper-led (zonder serieweerstand R7) nemen. Hebt u liever een geluidssignaal dan een lichtsignaal, dan kunt u D2 vervangen door een gelijkstroomzoemertje met de juiste werkspanning. (100330) 13

15 Gert Baars De ontvanger uit onderstaand schema bezit zo ongeveer dezelfde eigenschappen als de vroegere zogenaamde wereldontvangers die meestal LW, MW en KG tot ongeveer 20 MHz in AM konden ontvangen en die boordevol transistoren zaten. Vanwege het low-budget - karakter is bij deze schakeling afgezien van een afstemschaal/indicator en is de opzet zo eenvoudig mogelijk gehouden. Toch zou een naam als Mini-Wereldontvanger dit ontwerp niet misstaan. Op de HF-banden tot 30 MHz zijn bijna alle stations onder 18 MHz te vinden. Een ontvanger hiervoor is al met een vrij eenvoudige schakeling mogelijk. De eenvoud staat bij deze schakeling dan ook voorop, maar dat wil niet zeggen dat de resultaten minder zijn. Integendeel. De ontvanger is een enkelsuper met als belangrijkste eigenschap dat het ontvangstbereik van DC tot 18 MHz in één bereik kan worden afgestemd. De schakeling maakt gebruik van een hoge middenfrequentie (MF). Hierdoor wordt de spiegelafstand zo groot, dat onderdrukking ervan zeer eenvoudig gehouden kan worden, wat weer ten goede komt aan de eenvoud van de schakeling. Hierbij blijft de verhouding tussen de hoogste en laagste benodigde VFOfrequenties ook nog eens klein. 14

16 De schakeling begint met een NE612 mixer-ic (IC1), dat ook een oscillator bevat. De oscillator is een Colpitts-type en wordt hier afgestemd met een dual-varicapdiode (D1). De mixer wordt gevolgd door een kristalfilter met een centrale frequentie van 45 MHz en 15 KHz bandbreedte. Deze bandbreedte is wat groot voor AM, maar daar staat tegenover dat het toegepaste filter van het type 45M15AU gunstig geprijsd is. Met een MF van 45 MHz en ontvangst van DC tot 18 MHz moet de VFO-frequentie dus MF + F 0 = 45 tot 63 MHz worden. De spiegelontvangst ligt nu 90 MHz hoger dan de gewenste ontvangstfrequentie, dus op MHz. Een enkele spoel in serie met de antenne levert voldoende onderdrukking van deze frequenties. Eenvoudiger kan eigenlijk niet. Na het MF-filter volgt een LC-combinatie die de grondfrequentie van het MF-filter onderdrukt (45M15AU is een 3e overtone-type) en ook de verafdemping vergroot. Als MFversterker is gekozen voor een logaritmische detector. Het voordeel hiervan is vooral het minimaal aantal externe componenten dat hiervoor nodig is. De detector is een AD8307 (IC2) die een gevoeligheid van circa 75 dbm heeft, wat neerkomt op zo n 40 V. Samen met de versterking van de mixer ( 17 db) komt de gevoeligheid van de ontvanger op ongeveer 5 V uit. Vanwege het logaritmische karakter van de detector is een AGCregeling overbodig. Een eenvoudig RC-filter zorgt vervolgens voor wat extra draaggolf- en ruisonderdrukking. Na dit filter volgt de LF-versterker die geconfigureerd is voor ongeveer 200 maal versterking. Hiermee kan de luidspreker voldoende aangestuurd worden om omgevingslawaai te kunnen overstemmen. Met P1 kan het volume eventueel teruggeregeld worden. Voor de afstemming is bij een dergelijk groot afstembereik eigenlijk een meerslagenpotmeter gewenst. Vanwege het low-budgetkarakter van dit ontwerp, is in plaats daarvan een constructie bedacht met twee potmeters. Door middel van een als stroombron geschakelde transistor staat over de Fine -potmeter (P2) een constante spanning van ongeveer 1 volt. Met de Band -potmeter (P3) wordt de spanning over de Fine -potmeter niet of nauwelijks beïnvloed, terwijl wel de potentiaal aan beide kanten gevarieerd kan worden. Op deze manier kan met de Band -potmeter een window worden geselecteerd waarbinnen met de Fine -potmeter kan worden afgestemd. De verhouding is ongeveer 1 op 5. Wanneer een verhouding van bijvoorbeeld 1 op 10 prettiger wordt gevonden, kan emitterweerstand R4 van 4,7 k naar 10 k vergroot worden. Omdat de VFO stabiel moet zijn, is alleen de voeding van het mixer/vfo-ic gestabiliseerd. De voedingsspanning van de AD8307 wordt met een weerstand naar een veilige waarde teruggebracht, terwijl de LF-eindversterker direct uit de batterij gevoed kan worden. De schakeling verbruikt zonder signaal minder dan 20 ma en met goed hoorbare audio ongeveer 50 ma. Bij voedingsspanningen tot ongeveer 6,5 volt werkt de schakeling nog steeds goed. Dit betekent dat een 9-V-blokje extra lang mee zal gaan. Afregelen van de schakeling is eenvoudig. Eerst moeten de afstempotmeters naar de laagste frequentie gedraaid worden. Met trimcondensator C7 moet nu een punt gevonden kunnen worden waarbij een 50-Hz-brom hoorbaar wordt. Hier is de ontvangstfrequentie 0 Hz. Eventueel kan ook worden afgeregeld op een station op de lange-golf als laagste ontvangstfrequentie. Minimaal is een eenvoudige telescoopantenne met een lengte van 50 cm nodig, waarmee de ontvanger prima geschikt is voor portable gebruik. Met deze antenne zijn vooral s avonds vele tientallen stations hoorbaar. Een stuk draad van enkele meters als antenne vergroot echter wel de ontvangststerktes, vooral overdag, maar het is niet echt noodzakelijk. (090082) Weblink [1] 15

17 Gustave Bolkaerts Met deze schakeling kan een pomp aangestuurd worden om het waterniveau in bijvoorbeeld een kelder onder een bepaald peil te houden. De pomp wordt gevoed door een 12-V-accu die op zijn beurt automatisch via het elektriciteitsnet geladen wordt. Stijgt het waterniveau, dan komen de elektroden in aanraking met water en begint er een stroom te lopen. De FET gaat nu geleiden en de pomp doet zijn werk. De pomp stopt als het waterniveau voldoende gedaald is en de elektroden niet meer in het water hangen. Dit gebeurt echter niet onmiddellijk, want de gate van de FET wordt nog enkele seconden aangestuurd door de condensator van 470 F. Zo krijgen de elektroden de gelegenheid volledig vrij te komen van het water. De accuspanning wordt voortdurend bewaakt door de comparatorschakeling die is opgezet rond een TL071. De uitgang stuurt via een optocoupler de gate aan van de optotriac die in serie is geschakeld met de primaire wikkeling van de nettransformator. Via de secundaire wikkeling en de gelijkrichter wordt vervolgens de accu geladen en de spanning op 13,2 V gehouden. (090642) Paul de Ruijter Deze sensor is zeer geschikt voor gebruik in kleine ruimtes, zoals een tank van een motorfiets. Het voordeel is dat er geen bewegende delen zijn, zoals bij een normale sensor die een arm heeft met een vlotter en daardoor moeilijk in te bouwen valt. De sensor bestaat uit normale en goedkope componenten en kan voor een paar euro worden gebouwd. 16

18 Het principe werkt d.m.v. vergelijking van de drempelspanning van twee identieke dioden (even doormeten). Een diode heeft de eigenschap dat de drempelspanning lager wordt bij temperatuurverhoging. Door nu vlakbij één van de dioden een weerstand te plaatsen zal deze iets opgewarmd worden als ze boven de benzine uit steekt. De meet- en referentiediode kunnen het beste op de zelfde hoogte geplaatst worden. Als het niveau van de benzine zich boven de dioden bevindt, zal de invloed van de verwarmingsweerstand nihil zijn omdat deze dan gekoeld wordt door de benzine. Een opamp vergelijkt de spanning over de twee dioden, waarbij door de referentiediode een iets kleinere stroom loopt. Wanneer het benzineniveau daalt, zal de uitgang van de opamp hoog worden en de uitgangstransistor gaat geleiden. Hierdoor wordt bij elke sensoruitgang een meetweerstand parallel geschakeld. Door meerdere sensornetwerkjes te gebruiken, kunnen steeds meer meetweerstanden parallel worden geschakeld en hiermee kan een meter of iets dergelijks worden aangestuurd. De auteur heeft hiermee een meetstrip voor een benzinetank gemaakt, die bestaat uit vijf printen met ieder twee sensoren. Met deze complete sensor, die schuin in de tank is gemonteerd, is een resolutie mogelijk van circa 1,5 l per sensor. Veel tanks hebben aan de onderzijde een plek waar een elektrische aansluiting zit, die de reservestand aangeeft door middel van een lampje op het meterpaneel. In plaats hiervan komt dan deze sensorstrip. Met de meetweerstanden moet wat geëxperimenteerd worden, maar men moet niet lager gaan dan ongeveer 100. Verder is het belangrijk om de dioden en verwarmingsweerstand in een buisje te monteren met een kleine opening van onderen, zodat het geklots van de benzine niet de verwarmingsweerstand doet afkoelen (wat dan verkeerde waarden zou kunnen aangeven). De schakeling moet gevoed worden met een stabiele spanning van 5 à 6 V,zodat de verwarmingsweerstanden niet te heet worden. Als alles goed werkt is het aan te bevelen om de printzijde met tweecomponentenlijm in te smeren voor een betere bescherming tegen de benzine. Tip: met de bekende LM3914 kan eenvoudig een LED-uitlezing met 10 LED s worden gemaakt, die dient als niveau-indicator. In oudere nummers van Elektor zijn hiervan diverse voorbeelden te vinden. Deze sensor is niet geschikt voor gebruik in geleidende vloeistoffen. (100335) 17

19 Dr.-Ing. Uwe Altenburg In principe worden 7-segment-displays aangestuurd als 7 LED s met gemeenschappelijke kathode of gemeenschappelijke anode. Meestal worden ze aangestuurd door een microcontroller. Als er meerdere displays aangestuurd moeten worden, gebeurt dat gewoonlijk door middel van multiplexing. De aansluitingen van overeenkomstige segmenten worden dan met elkaar verbonden en via een serieweerstand aangestuurd vanuit een uitgangspen van de microcontroller. Daarnaast is er voor elk cijfer een transistor die ook door een uitgangspen aangestuurd wordt. Voor een display van 6 cijfers (bestaande uit zeven segmenten plus een decimale punt) zijn op die manier 14 uitgangslijnen nodig, dus bijna twee hele poorten van de microcontroller. De MAX7219 van Maxim biedt een mogelijke oplossing voor dit I/O-probleem. Deze chip wordt aangestuurd via een SPI-interface, waarvoor maar vier aansluitpennen nodig zijn. Op een MAX7219 kunnen maximaal acht 7-segment-displays worden aangesloten. Omdat de LED s korter branden, moeten ze met een grotere stroom worden aangestuurd om dezelfde lichtopbrengst te geven. Volgens de datasheet kan de MAX7219 maximaal 500 ma per segment schakelen. Daarbij kunnen wel storingspieken ontstaan op de voedingslijnen, die de werking van de microcontroller nadelig beïnvloeden. Een goede ontkoppeling is dus noodzakelijk! Bij gebruik van de MAX7219 zijn voorschakelweerstanden en transistoren overbodig. Er is alleen één externe weerstand nodig. Daarmee wordt de stroom voor alle segmenten ingesteld. Omdat de segmentstroom ook via de SPI-poort kan worden ingesteld, kunnen Eigenschappen 6-cijferig 7-segment-display naast het display slechts twee componenten nodig Aansturing vanuit software via SPI-poort C-routines zijn gemakkelijk aan te passen voor verschillende controllers 18

20 Onderdelenlijst Weerstanden R1=10k 80% Halfgeleiders D1..D6 = SC52-11 (Kingbright) IC1 = MAX7219CNG Diversen JP1 = 6-polige header Print Weblinks [1] [2] Downloads & producten Print beschikbaar via Software source-code CAD-data Gratis te downloaden van we gebruik maken van een vaste weerstand van 10 k. De auteur heeft voor zijn prototype een module van het type SC52-11 van Kingbright met een cijferhoogte van 13,2 mm toegepast. Deze displays hebben een gemeenschappelijke kathode en zijn in verschillende kleuren verkrijgbaar. Wie het printontwerp wil aanpassen kan de Eagle-data van onze website downloaden [1]. Een bijzonderheid van de MAX7219 is de mogelijkheid om verschillende IC s in cascade te schakelen. Zo kunnen meerdere displays door dezelfde controller aangestuurd worden. Extra aansluitpennen zijn daarvoor niet nodig, omdat de chips de data voor de andere displays doorschuiven (daartoe wordt aansluiting DOUT van de eerste chip verbonden met DIN van de volgende, enzovoort; de lijnen LOAD en CLK worden gewoon parallel geschakeld.) Hoe moet dit display nu worden aangestuurd? De MAX7219 heeft 16 interne registers die in serie geadresseerd en beschreven kunnen worden. Per 7-segment-display wordt een datareeks van 16 bits verzonden, waarin bits de data en bits het adres bevatten (bits hebben geen functie). De bits worden ingelezen bij de opgaande flank van het CLK-signaal. Tijdens de overdracht moet het niveau van de LOAD-lijn laag zijn. Uiteindelijk wordt de datareeks bij de opgaande flank in het geadresseerde register geschreven. De microcontroller hoeft geen speciale SPI-hardware te hebben. Omdat de overdrachtssnelheid maar laag hoeft te zijn, kan de besturing helemaal vanuit de software gedaan worden. De auteur heeft daarvoor routines in C geschreven [1], die gemakkelijk kunnen worden aangepast voor de te gebruiken microcontroller. Het boven beschreven overdrachtsprotocol wordt uitgevoerd door de routine SendCmd. Voor gebruik moeten enkele registers van de MAX7219 geïnitialiseerd worden. In het mode-register wordt vastgelegd of de interne BCD-decoder gebruikt moet worden, of dat de ontvangen data 1:1 naar de displays geschreven kunnen worden. Dat laatste biedt meer mogelijkheden, maar dan moet de software wel zelf zorgen voor de juiste aansturing van de segmenten (in de source-code is dat gerealiseerd met behulp van het array Segments). Een tweede register geeft aan hoeveel digits er aangestuurd moeten worden. En tenslotte 19

21 moet de segmentstroom ingesteld worden en het display worden ingeschakeld. Na deze initialisatie kunnen de digits met de routine UpdateDisplay worden aangestuurd. Het display is compatibel met de in maart gepresenteerde TinyBricks ( Processorblokjes ) [2] die werken met een M16C en voorzien zijn van een BASIC-interpreter. Van de webpagina voor dit project kan een voorbeeldprogramma worden gedownload, waarin te zien is hoe gemakkelijk het display vanuit TinyBasic is aan te sturen. (081154) Dr. Rolf Freitag Veel elektronici maken gebruik van een PC, voor meten en regelen, om dingen mee aan te sturen, of als webserver. Zo n PC moet liefst continu paraat zijn, ook na een stroomstoring of als een onwetende huisgenoot meende het apparaat uit te moeten zetten. Verder zijn besturingssystemen tegenwoordig dusdanig uitgerust met allerhande automatiseringsopties, dat het helemaal niet is uitgesloten dat een computer zichzelf uitzet. Deze Always On -schakeling zorgt dat een ATX-PC in al die gevallen uit zichzelf weer aangaat. Er zijn maar twee componentjes voor nodig: een Schottky-diode van de pen voor de power-knop op het moederbord naar de +5 V van de voeding en een condensator van diezelfde pen naar massa. Een tantaalcondensator van 68 F/6,3 V en een SB120-diode van 20 V/1 A volstaan. Totale materiaalkosten: ongeveer een euro! Het handigst is het om de schakeling te monteren op een 4-polige Molex-connector, ook wel IDE-steker genoemd. Isoleer de condensator en de diode met een stukje krimpkous. Deze steker komt dan in een contradeel dat nog niet bezet was. De werking van de schakeling is heel eenvoudig. Als de +5-V-spanning afwezig is, dus als de computer is uitgeschakeld, wordt de powerknop-pen op het moederbord via de Schottky-diode naar massa getrokken. Dat komt neer op meedelen aan het moederbord dat het moet opstarten. Als de +5 V wel aanwezig is, spert de diode en staat er een hoogohmige 3,3 V op de powerknop-pen. De condensator zorgt voor het filteren van kortstondige pieken en onderbrekingen. Bij deze simpele variant wordt de aan/uitknop op het front van de PC als het ware vervangen, zodat de PC alleen nog uit- en aangezet kan worden via een netschakelaar. De auteur heeft dit met goed gevolg getest bij nieuwe moederborden van SuperMicro, de typen X8SAX en X8DTH-6F, en bij de wat oudere Tiger MPX van Tyan. Daarbij bleek dat de condensator in geval van twijfel beter iets kleiner gekozen kan worden; de moederborden van SuperMicro gebruiken grote weer- 20

22 standen, waardoor de condensator maar langzaam oplaadt. Nog een opmerking: sommige toetsenborden hebben een slaap-toets, waarmee de PC in een toestand van laag energieverbruik belandt. Daarmee werkt de schakeling niet. Je zou zo n toetsenbord dus niet moeten gebruiken, of anders alle slaap-modi moeten uitzetten in het besturingssysteem. Bij een verbeterde variant van de Always-On - schakeling wordt de aan/uit-schakelaar parallel aan de ingang aangesloten (zie schema). De aan/uit-schakelaar zorgt dan voor een graceful shutdown, waarbij het besturingssysteem eerst nog wordt gewaarschuwd, zodat het zichzelf dan (normaal gesproken) snel maar toch netjes kan afsluiten. (100084) Jürgen Stannieder Om ervoor te zorgen dat een 12-V lood-gel-accu niet te ver ontladen wordt, kan de hier beschreven schakeling gebruikt worden. Het draait hier eigenlijk om een bistabiel relais, dat door de uitgang van een opamp bestuurd wordt. De accuspanning wordt via D1, R1, P1 en R2 continu vergeleken met een referentiespanning die met D2 gedefinieerd wordt. Wanneer de spanning onder het met P1 ingestelde niveau komt doordat de accu te ver ontladen is, wordt de uitgang van de opamp hoog, waarmee het relais omgezet wordt. Hiermee wordt dan de belasting afgekoppeld van de accu. Via S1 kan de accu weer aangekoppeld worden, als deze vervangen of opgeladen is. Als relais komt een 5V bistabiel relais van Omron (G6AK-234P-ST-US 5 V DC ) in aanmerking. De twee wikkelingen van het relais hebben elk een weerstand van 139 (bij een RALD 5 W-K van Fujitsu is dit 167 ). In het geval dat de accuspanning te laag wordt en het relais gereset wordt, neemt de schakeling ongeveer 45 ma op. Wanneer de accuspanning, kort na het afschakelen van de belasting, weer boven de referentiespanning uitkomt, wordt de resetspoel niet meer bekrachtigd en is de stroomopname nog ongeveer 2,5 ma. Het instelbereik van P1 is bewust niet heel groot gekozen. Met een referentiespanning van 5,6 V (D2) en een spanningsval van 0,64 V over D1 reageert de schakeling tussen ongeveer 11,5 en 11,8 V. Dat bereik is natuurlijk direct afhankelijk van de toegepaste zenerdiode en de tolerantie. Voor een groter instelbereik kan men zonder problemen de waarde van P1 vergroten. Bij de middenstelling klapt de opamp bij ongeveer 11,6 V om. (080583) Weblinks [1] 21

23 Michael Hölzl We bespreken hier een eenvoudige, maar toch wat de klank betreft hoogwaardige voorversterker met een speciaal voor audiotoepassingen ontworpen digitale potmeter (DS1882) die door een R8C/13-microcontroller via I2C wordt aangestuurd. Het voordeel hiervan is de mogelijkheid tot bediening op afstand en het ontbreken van slijtageverschijnselen. Voor de bediening is de controller voorzien van twee knoppen (volume up en volume down) en is hij verbonden met een infraroodontvanger. De overeenkomstige C-routines zijn geschreven voor het RC5-protocol. De volgende commando s worden via infrarood ondersteund: geluidssterkte verhogen geluidssterkte verlagen mute Natuurlijk kunnen er ook andere commando s worden geïmplementeerd. Het audiosignaal van de cinch-bussen aan de ingang gaat via koppelcondensatoren direct naar de digitale potmeter, die een spanningsdeler met een totale weerstand van 45 k vormt. De verzwakking is via I2C in te stellen. Aan de uitgang van de potmeter zorgen twee opamps in een niet-inverterende basisschakeling voor de vereiste impedantie-aanpassing van het verzwakte signaal, dat hier met een factor 5,7 versterkt wordt. De condensatoren zijn zo gedimensioneerd dat het frequentiebereik bij open uitgang tot 150 khz gaat. De dimensionering van de koppelcondensatoren aan de uitgang hangt af van de ingangsweerstand R IN van de aangesloten eindtrap. Als vuistregel geldt: 1 C 100 R IN De 10 F in het schema is in de meeste gevallen overgedimensioneerd. Het kan zinvol zijn om de uitgangen via hoogohmige weerstanden met massa te koppelen om voor een gedefinieerde gelijkspanning aan de uitgang te zorgen. De voedingsspanning van de opamp (±5 V) moet net zoals bij de DS1882 met 100 nf ontkoppeld worden. Voor de opamps kunnen zonder noemenswaardige nadelen ook de goedkopere NE5532-typen gebruikt worden. Alle ongebruikte ingangspennen van de controller worden met massa verbonden. Zoals in Elektor al uitvoerig in [1] beschreven werd, heeft de R8C een seriële debug-interface en een bootprogramma waarmee de software in het flash-rom geladen kan worden. De aansluitingen van deze seriële interface zitten op K1. Voor de aansluiting op de seriële interface is een RS232/TTL-adapter nodig (meestal een MAX232). Voor het programmeren via de USB-poort is een USB/TTL-kabel [2] een geschikte oplossing. TXD van de PC wordt via K1 verbonden met RXD1 op de R8C en RXD van de PC met TXD1 op de R8C. Voor het programmeren moet jumper J2 aangebracht worden (MODE/pen28 van de R8C aan massa). Daarna kan de voedingsspanning ingeschakeld worden (voor een power-up-reset) of kan resettoets S4 worden ingedrukt. Voor de programmering kan men het programma FlashSTA gebruiken, dat via de website van dit artikel [3] samen met de firmware van de controller gratis gedownload kan worden. Een uitbreiding met een ingangskeuzeschakelaar kan men bijvoorbeeld met een al op de aanwezige I2C-bus aangesloten geïntegreerde analoge schakelaar realiseren. De opbouw van de RC5-code van de afstandbediening werd in Elektor onder andere in [4] (gratis download RC5-code ) beschreven. Bij dit afstandsbedieningprotocol wordt het 22

24 soort apparaat (bijvoorbeeld TV of VCR) bepaald door een adres van 5 bits. Omdat de auteur voor het aansturen van de voorversterker de RC5-afstandsbediening van een Hauppauge-tv-kaart heeft gebruikt, is in de firmware het adres (voor TV s) geprogrammeerd. Bij de toepassing van een andere afstandbediening moet het adres navenant worden aangepast. Het adres is in het bestand preamp.h opgeslagen als#define IR_DEV_ADDRESS 341 (in Manchester-code). De omzetting is daarbij echter 23

25 heel simpel: schrijf de RC5-code binair uit en vervang elke nul door 01 en elke één door 10. Het adres is dan Om het geheel wat overzichtelijker te maken, zijn de commando s decimaal weergegeven. Voor het adres was dat dus 341. Eén timer van de R8C wordt gebruikt voor het scannen van het RC5-signaal. Het geheel start interrupt-gestuurd. Let er op dat de infraroodsensor in de buurt van energiespaarlam- Weblinks [1] [2] [3] [4] pen en TL s niet betrouwbaar werkt, omdat die ook in het infraroodgebied zeer sterk schijnen. (090976) Angelo La Spina In de decoder voor het DTMF-link-project wordt het belangrijkste werk gedaan door een Holtek HT9170B. Deze chip is de tegenhanger van de HT9200B die is toegepast in de bijbehorende encoder (die op bladzijde 60 beschreven wordt). Deze HT9170B is een Dual Tone MultiFrequency (DTMF) ontvanger met geintegreerde digitale decoder en bandscheidingsfilter. kunnen besteld worden bij Futurlec ( In de tabel is de relatie te zien tussen de frequentieparen en de 4-bits woorden die deze opleveren aan de uitgang van de decoder. In deze schakeling dient een CD4099 als een 8-bits adresseerbare latch. De data op de D- Dit IC maakt gebruik van digitale tellers om met behulp van een 3,58-MHz-kristal alle 16 DTMF-toonparen te detecteren en te decoderen naar 4-bits woorden. Zeer nauwkeurige switched capacitor-filters zorgen voor het scheiden van DTMFsignalen in signalen uit de lage en de hoge groep. Er is ook een ingebouwde kiestoononderdrukking beschikbaar als voorfilter. De HT9170B is pencompatibel met de beroemde (en meer geliefde) MT8870 van Mitel. Beide DTMF-decoderchips 1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz 697 Hz Hz Hz Hz

26 ingang wordt bewaard op het adres dat wordt gegeven door adreslijnen A0, A1, en A2. Als de Enable-ingang laag wordt, wordt de data gekopieerd naar de geadresseerde uitgang. De data wordt opgeslagen op het moment dat de Enable-input van laag naar hoog gaat. Alle niet-geadresseerde latches blijven daarbij onveranderd. Zolang de Enable-lijn hoog is, behouden alle latches hun huidige waarde, wat er ook gebeurt op de data- of adresingangen. Om te voorkomen dat verkeerde data in de latches terechtkomt, moet de Enableingang dus hoog blijven tijdens het veranderen van de adreslijnen. Als de DTMF-decoder een geldig toonpaar ontvangt, wordt zijn STD-uitgang hoog. Omdat de Enable-ingang van IC2 een negatiefgaande puls nodig heeft voor het vastleggen van een waarde, moet de logische toestand omgekeerd worden. Dit wordt verzorgd door transistor T1. De toestand van de individuele uitgangen Q0...Q7 (beschikbaar op K1), komt overeen met de toestand (actief/inactief) van de drukknoppen S1...S9. Slechts één van de uitgangen Q0...Q7 verandert van waarde. Eigenlijk is de overeenkomst in omgekeerde volgorde, want indrukken van S1 verandert de waarde op encoderuitgang Q7, S2 schakelt Q6, S3, Q5 enzovoort. De uitgangssignalen op K1 hebben CMOSniveaus en de maximale stromen die deze uitgangen kunnen verwerken, komen overeen met de specificaties van de gebruikte CD4099 (de specificaties zijn niet voor alle fabrikanten hetzelfde, dus raadpleeg de datasheet). In de meeste gevallen zal het bijvoorbeeld veilig mogelijk zijn om low-current-led s met een gemeenschappelijke kathode vanuit K1 aan te sturen via 2,2-k -weerstanden. Hetzelfde geldt voor de LED s in TIL199-optocouplers. Voor het aansturen van een MOC3020M moet een serieweerstand van 470 gebruikt worden. Wat er ook op K1 wordt aangesloten, houd altijd rekening met de specificaties van de CD4099. De encoder en decoder uit dit project kunnen via een (behoorlijk lange) tweedraadsverbinding, draadloos via een (goedgekeurde) audiozender en ontvanger of via het lichtnet met behulp van geschikte interfaces communiceren. (100073) Werner Ludwig Een ELT (Emergency Location Transmitter, in het Nederlands: noodbaken) is een zender die in noodgevallen met de hand of door een botsingsdetector wordt ingeschakeld en het gemakkelijk maakt om de plaats van het ongeluk te vinden. Dit akoestische noodbaken is bedoeld voor gebruik in modelvliegtuigen. Die slaan 25

27 soms op hol en verdwijnen uit het zicht. Deze pieper helpt de eigenaar van het model om zijn toestel terug te vinden. Bij wegvallen van de verbinding met de afstandsbediening schakelt hij automatisch in en zal dan minstens 25 uur lang elke tien seconden een pieptoon laten horen. De schakeling heeft een eigen voeding die gebaseerd is op een kleine fotobatterij. In stand-by-toestand (jumper J1 geplaatst) is het stroomverbruik te verwaarlozen. Als klokgenerator wordt gebruik gemaakt van de Schmitt-trigger EN-poort IC1.B. Deze gene- reert een asymmetrische blokgolf, waarmee via MOSFET T1 een gelijkstroombuzzer wordt geschakeld. Zolang er positieve pulsen van de afstandsbediening binnenkomen, wordt de oscillator via IC1.A en D1 geblokkeerd. Ook met J1 wordt de oscillator geblokkeerd. Door J1 te verwijderen, wordt de schakeling op scherp gezet. (090037) Weblink radiobeacon Burkhard Kainka Het patent op de Audion-schakeling voor kortegolfontvangst dateert uit We presenteren hier een variant met slechts twee transistors die werkt op een batterij van 1,5 V. Voor wie zich wil verdiepen in kortegolfontvangst is dit een mooie eerste stap. De schakeling is bijvoorbeeld aan te sluiten op een actieve PC-speaker. De ontvangstkwaliteit mag er gerust wezen. Bijzonder aan deze Audion-schakeling is dat hij werkt met een BC558C PNP-transistor die geschakeld is als emittervolger. Dat dit zo kan werken, is te danken aan de interne capaciteit, enige picofarads, tussen de basis en de emitter. Die vormt een capacitieve spanningsdeler, waardoor de transistor als driepuntsoscillator werkt. Een zeer geringe emitterstroom is voldoende om de oscillatie op gang te helpen. Met de afregelpotmeter kunt u de Audion instellen: voor AM-ontvangst moet dat precies op het punt waarop de oscillatie nog net niet begint, voor CW-ontvangst (morsetelegrafie met draaggolfmodulatie) en SSBontvangst moet het juist net iets boven het oscillatiepunt. Het audiosignaal wordt versterkt door de tweede transistor. Het signaal aan uitgangsconnector K1 is op lijnniveau en heeft een uitgangsimpedantie van ongeveer 1 k. Er zijn twee verschillende antenneaansluitingen, ANT1 en ANT2. Belangrijk bij deze schakeling is een goede aarding. Is daarin voorzien, dan is een eind draad van minder dan 1 meter lengte aan ANT1 genoeg om een 26

28 heleboel zenders te ontvangen. Voor verreafstandsontvangst is een buitenantenne beter, bijvoorbeeld een vrij gespannen draad van 10 meter lengte. Die moet dan worden aangesloten aan ANT2. Dit antennesignaal gaat via een kleine koppelcondensator C1 om te voorkomen dat de resonantiekring te sterk gedempt wordt, waardoor de terugkoppeling zou stoppen. Hoe langer de antenne, hoe kleiner koppelcondensator C1 gekozen kan worden. (110199) Christian Tavernier Deze schakeling maakt gebruik van twee comparatoren die geschakeld zijn als een zogenaamde venstercomparator, dat wil zeggen dat met de weerstanden R2, R5 en R10 een spanningsvenster bepaald wordt, waarbinnen de op het gemeenschappelijke knooppunt van D2 en D6 punt aangelegde spanning zich moet bevinden opdat de uitgangen van IC2. A en IC2.B tegelijkertijd hoog zijn. Uitgaande van de gebruikte waarden van de weerstanden, strekt dit venster zich uit van 10/21 tot 11/21 van de voedingsspanning van de comparatoren (5 V). Indien de uitgangen van IC2.A en IC2.B gelijktijdig hoog zijn, veroorzaakt dit via de uit D3 en D4 opgebouwde AND-poort verzadiging van transistor T1 waardoor relais RE1, belast met de besturing van het elektrische hek of een ander vergrendelingsmechanisme, aantrekt. De spanning op het knooppunt van D2 en D6 maakt het mogelijk de sleutel te bepalen die bijvoorbeeld bestaat uit een eenvoudige stereoplug met daarin opgenomen weerstand R4 en R8. Overeenkomstig R1 en R9 vormen zij een spanningsdeler die, rekening houdend met de waarde van R2, R5 en R10, nauwkeurig bepaald moet worden om als sleutel te kunnen fungeren. De juiste werking van het geheel is echter slechts gegarandeerd bij een stabiele voedingspanning van de spanningsdelers. Dit is de taak van IC1, een 5V-regelaar. Als we R1 en R9 een vaste waarde zouden hebben gegeven, zou iedere lezer van Elektor dezelfde sleutel gehad hebben, wat natuurlijk niet de bedoeling is. We moeten dus niet alleen de waarde van R4 en R8 bepalen (deze vormen de sleutel), maar ook R1 en R9 die het slot een persoonlijk tintje geven. Met de volgende formule kunnen we de waarde bepalen van weerstand R1, R4, R8 en R9 zodat we met de sleutel het slot kunnen openen: 10 R8 R9<11 (R1 + R4) (R8 + R9) 10 (R1 + R4) (R8+R9)<11 R8 R9 27

29 Gelet op de breedte van het met R2, R5 en R10 opgebouwde venster zijn weerstanden met een tolerantie van 5% voldoende. Het zal u duidelijk zijn dat in een vergelijking met vier onbekenden het niet eenvoudig is de juiste waarden van de weerstanden te bepalen. Ons advies luidt dan ook: gebruik voor minstens twee weerstanden een standaardwaarde, hierna kunt u de waarde van de andere weerstanden bepalen. Hoogstwaarschijnlijk zal de berekening geen standaardwaarde voor de twee andere weerstanden opleveren. In dat geval moet u zich behelpen met een parallel-, serie- of combinatieschakeling van weerstanden om de gewenste waarde te bereiken. Lukt het op deze wijze nog niet, dan kunt u nog overwegen om voor de eerste twee weerstanden een andere waarde te nemen. (081177) Jac Hettema Dit ontwerp is ontstaan als gedeeltelijke vervanging van de bekende 8038-chip die niet meer in productie is en daarom nauwelijks meer verkrijgbaar is. Een bestaand ontwerp voor de sturing van een LVDT-sensor (Linear Variable Differential Transformer) waarin de 8038 toegepast was als regelbare sinusoscillator, moest worden gerenoveerd. Het vervangen van de 8038 door een 2206 zou een oplossing kunnen zijn, maar die chip was niet geschikt voor de gebruikte voedingsspanning. Daarom is gezocht naar een vervanging met gewone en dus altijd verkrijgbare onderdelen. Bij deze schakeling wordt met twee opamps van een TL074 (IC1.A en B) een driehoekspan- 28

30 ning opgewekt, waarvan de frequentie in ruime grenzen is in te stellen met P1. De navolgende differentiaalversterker met T1 en T2 is zo gedimensioneerd dat de driehoekspanning wordt omgezet in een redelijk sinusvormige spanning. Met P2 wordt op minimale vervorming afgeregeld. Met de als verschilversterker geschakelde derde opamp IC1.C wordt de sinusspanning dan beschikbaar gemaakt, waarna de laatste opamp IC1.D als buffer dient. Met P3 kan de offset aan de uitgang worden weggeregeld. (110431) Michael Gaus Het Arduino microcontroller-platform is tamelijk populair. Niet in de laatste plaats omdat er een flinke reeks opsteekprintjes ( shields ) beschikbaar is met aanvullende hardware, die zeer snel tegen elkaar uitgewisseld kunnen worden. Wat betreft de hardware hebben we niet meer nodig dan enkele headers en een standaard gaatjesprint met een raster van 2,54 mm. De juiste plaatsing van de headers blijkt uit de tekening (gezien vanaf de koperzijde van de print). Voor de montage is het handig om de headers eerst in de busjes op de Arduinoprint te steken. Prik nu de gaatjesprint op de headers die in de Arduino-print steken, maar laat een beetje ruimte tussen de onderzijde van de print en de kunststof verbindingsstukjes van de header hier moeten de pennen straks worden gesoldeerd. Omdat de tussen- Zulke shields kunnen goedkoop zelf gemaakt worden. Omdat de desbetreffende connectoren van de Arduino-boards Uno, Duemilanove en Diecimila op dezelfde plaats zitten en daarbij ook nog eens dezelfde pinbezetting hebben, kunnen de zelfbouwshields naar keuze voor alle drie deze controller-boards worden toegepast. 50% 29

31 ruimte van de busjes op de Arduino-print helaas niet overeenkomt met de standaard rastermaat van 2,54 mm, moeten de pennen van de headers nog een beetje verbogen worden. Zet de Arduino-print vervolgens op zijn kant en soldeer de pennen van de header aan de onderzijde van de gaatjesprint vast. Op de foto is een shield te zien dat op deze wijze is opgebouwd. Aan de bovenkant van de print kunnen de onderdelen van de toegevoegde schakeling gemonteerd en gesoldeerd worden. Via stukjes draad worden de onderdelen dan met de header verbonden. (110092) Andreas Grün Voor RS232-communicatie zijn in het algemeen een zendlijn (TXD of TX), een ontvanglijn (RXD of RX) en massa nodig. Hiermee is full-duplex-verkeer mogelijk, maar veel toepassingen gebruiken protocollen met een transmit/acknowledge-schema waarvoor halfduplex-verkeer voldoende is. Met een eenvoudige schakeling (figuur 1) kan dit met slechts één draad (plus massa) worden gerealiseerd. De schakeling is ontworpen voor een echte RS232-interface (positieve spanning = logische nul, negatieve spanning = logische één), maar kan door het omkeren van de dioden ook worden gebruikt voor seriële interfaces met TTL-niveaus zoals bij microcontrollers (0 V = logische nul, 5V=logische één). De schakeling heeft geen aparte voeding nodig en maakt geen gebruik van hulpspanningen op andere RS232-pennen (RTS/CTS of DTR/DSR). Hoewel misschien niet direct herkenbaar, vormen de dioden en weerstanden een logische EN-poort, vergelijkbaar met die in figuur 2, waarvan de uitgang verbonden is met de twee ontvangeringangen. Omdat de nietactieve zender een logische één levert (negatieve spanning), volgt de uitgang van de poort het signaal van de actieve zender. De nietactieve zender levert ook de negatieve spanning U in figuur 2. Omdat de ontvangeringangen met elkaar zijn verbonden komt een lokale echo van de verzonden karakters op

32 het ontvangerdeel van de zender terecht. Als dit ongewenst is, moet de schakeling van figuur 3 worden gebruikt (alleen één kant getekend). Ook deze schakeling heeft geen extra voeding nodig. Als de zender een logische nul zendt (positieve spanning), wordt zijn ontvangerdeel via een transistor (elk standaard PNP-type voldoet) omlaag getrokken naar een logische één (negatieve spanning). In rust (logische één) wordt de ontvanger open gehouden voor de andere zender. Deze schakeling heeft een hulpspanning nodig, die wordt opgewekt door D1 en C2. Bij seriële communicatie is de zendlijn gedurende minstens één bit per karakter (het startbit) op het logischeéén-niveau. De uitgangsimpedantie van de meeste RS232-drivers is zodanig dat hiermee de spanning op C1 op het vereiste niveau kan worden gehouden. Let op: sommige RS232-converters hebben een erg lage ingangsimpedantie. De aangegeven weerstandswaarden zullen in de meeste gevallen voldoen, maar er kunnen aanpassingen nodig zijn. Bij zeer lage ingangsimpedanties kan de spanning op de ontvangeringang van de zender sterk variëren, afhankelijk van het zenden van een 0 of een 1. Voor een goede werking moet deze spanning onder 3 V blijven. (080705) Jürgen Stannieder Voor stromen tot 4 A is bij de auteur een spanningsbewaker met een bistabiel relais betrouwbaar gebleken. Niettemin diende zich een prangende vraag: wat te doen als de stroom wat groter uitvalt? Met een P-kanaal HEXFET power-mosfet kan de spanning aan de pluspool van een accu geschakeld worden. Bij een lage R DS van de FET zijn de verliezen nauwelijks groter dan bij het gebruik van een relais. De in de schakeling gebruikte IRF4905 van International Rectifier heeft een R DS van 0,02 en een maximale I D van 74 A. Daarmee kunnen verbruikers tot een stroomopname van 20 A losgekoppeld worden van de accu als de spanning te laag wordt. Daarbij moet de doorsnede van de kabels naar de FET en naar de belasting natuurlijk voldoende groot zijn. Omdat de dissipatie van de FET bij een zo grote stroom toch al gauw meerdere watts kan bedragen (bij 15 A is het bijvoorbeeld al 4,5 W), is een dienovereenkomstig koellichaam nodig. Het stroomverbruik van de schakeling is zeer laag: met 0,5 ma is het zo laag, dat het in het niet valt bij de zelfontlading van de accu. 31

33 Met P1 wordt de spanning ingesteld waarbij wordt uitgeschakeld als de spanning nog lager wordt. De belasting blijft uitgeschakeld als de ingangsspanning na het laden van de accu weer hoger wordt. Om T1 weer in geleiding te brengen, moet drukknop T1 kort ingedrukt worden. Het is belangrijk dat de niet gebruikte ingangen van de zesvoudige Schmitt-trigger-inverters aan massa gelegd worden zoals in het schema is aangegeven. (090632) Jörg Ehrig Het probleem dat met deze eenvoudige schakeling werd opgelost kwam aan het licht bij de inbouw van een autoradio in een Audi A3. De radio had vier uitgangen voor luidsprekers en een lijnuitgang voor een subwoofer. De A3 had echter vanuit de fabriek al een versterker voor de achterste luidsprekers en de eveneens al ingebouwde subwoofer in de kofferbak. De originele Audi-radio heeft daarom voor de achterste luidsprekers alleen lijnuitgangen. Om de nieuwe radio zonder aanpassing aan te sluiten op de beschreven versterkerinstallatie moesten daarom bij deze radio de luidspreker-uitgangen voor de achterste luidsprekers omgezet worden naar lijnuitgangen. De meeste adapters die te koop zijn maken gebruik van trafootjes vanwege de galvanische scheiding. Deze geven fasedraaiingen en meer of minder sterke vervormingen, hetgeen de auteur wilde vermijden. Het resultaat is deze schakeling van een simpele adapter zonder trafo. De uitgangen van de meeste huidige radio s hebben een differentiële push-pull-eindtrap (brugschakeling). Er is dus geen massa-uitgang, maar slechts twee 180 in fase verschoven uitgangen. Als deze ieder via een weerstand van 100 worden aangesloten, dan ontstaat er een virtueel massapunt. Deze massa is relatief stabiel, de inwendige weerstand blijkt slechts 25 te zijn. Elke eindtrap wordt dus met 200 belast, wat bij een uitgangsvermogen van 50 W/4 leidt tot minder dan 0,5 W dissipatie per weerstand. Weerstanden van 1 W voldoen dus prima, vooral als je in aanmerking neemt dat normale muziek een crestfactor van minstens 5 heeft. Zelfs als er een kleine offset op de virtuele massa ontstaat, is dat geen probleem omdat de meeste huidige versterkers differentiële ingangen hebben of tenminste een zwevende ingangsmassa. Om ook het niveau van het signaal aan te passen naar lijnniveau, moet dit via een spanningsdeler verkleind worden. Dit gaat heel goed met een meerslagen-instelpotmeter. De auteur heeft hiervoor twee lineaire instelpotmeters van 10 k gebruikt om de uitgangsspanning van maximaal 12 V tt terug te brengen naar ongeveer 2à3V,watvoor de versterker een geschikt ingangsniveau bleek te zijn. De instelling van de instelpotmeter gaat op het gehoor voor het gewenste volume van de achterste luidsprekers. 32

34 Voor de opbouw is een printje niet nodig. De weerstanden van 1 W passen prima tussen de aansluitingen van de meerslagen-instelpotmeters, zodat de schakeling zwevend kan worden opgebouwd en met krimpkous geïsoleerd kan worden. Zo past de schakeling plaatsbesparend en flexibel in de inbouwruimte achter de radio. (110304) Ludwig Libertin Automatisch betekent in dit geval dat het licht zich afhankelijk van het omgevingslicht zelf in- of uitschakelt. Er is gekozen voor een uitvoering als knipperlicht, omdat dat een stroombesparing van 50% oplevert. Of een rood knipperlicht als fietsachterlicht is toegestaan op de openbare weg, hangt af van de regelgeving in uw land. Indien nodig kan het licht ook continu branden. De auteur heeft voor zijn prototype een fietsachterlicht gebruikt dat onder andere geleverd wordt door Conrad Electronic, en de print daarvan vervangen door zijn eigen ontwerp, dat we hier laten zien. De schakeling kan uiteraard ook op andere manieren dienst doen, bijvoorbeeld voor betere zichtbaarheid van voetgangers of huisdieren. Aangezien de ruimte beperkt was, is gekozen voor SMD s (die nog wel goed met de hand te solderen zijn), maar de schakeling werkt uiteraard ook prima met ouderwetse componenten. In plaats van de SMD-condensatoren van 10 F kunnen dan elco s worden gebruikt. De vijf rode high brightness -LED s met hun voorschakelweerstanden, rechts in het schema, zijn al voorhanden op een eigen printje in het Conrad-achterlicht en blijven gehandhaafd. Dat verklaart ook waarom er verschillende waarden voor de voorschakelweerstanden zijn gebruikt. Die bepalen de helderheid van de LED s en kunnen desgewenst dus ook worden aangepast. Op datzelfde printje bevond zich ook nog een groene LED D6, die hier niet gebruikt wordt. De schakeling is uitgerust met twee sensoren, namelijk een bewegingsdetector/schakelaar (S1) in een TO18-achtige behuizing (RScomponents, artikelnummer ) en een LDR (R5), een standaardtype met een 33

35 weerstand in vol licht van circa 250 en in het donker van meer dan 10 M. Zodra de fiets beweegt, gaat S1 open, waardoor Darlington T1 door de pulsen over C1 geleidt. C2 wordt dan opgeladen en zorgt voor een laag niveau aan de ingang van de NOR-poort IC1 (pen 1). Is het bovendien donker genoeg, dan wordt de spanning over LDR R5 groter dan 0,6 V, waardoor T2 in geleiding gaat en C3 wordt opgeladen. De andere ingang van de NOR-poort (pen 2) wordt hiermee dan ook laag. Met beide ingangen van de NOR-poort laag wordt diens uitgang hoog, waardoor FET T3 in geleiding gaat. Daarmee wordt het stroompad gesloten voor de voeding van de astabiele multivibrator, die bestaat uit R9/R10/R11, C4/C5 en T4/T5. De LED s beginnen nu te knipperen op 5 Hz ze blijven dit doen zolang de fiets beweegt en het voldoende donker is. Als de pulsen van de bewegingsschakelaar uitblijven, dus als de fiets ergens wordt gestald, dan wordt C2 niet meer bijgeladen en loopt hij in ongeveer 25 seconden leeg over de parallel geschakelde weerstand R3. Daardoor wordt de uitgang van IC1 weer laag en spert T3, waardoor het knipperen stopt. Als de fiets wel in beweging blijft, maar er valt licht op de LDR van straatlantaarns of voorbijrijdende auto s, dan spert T2. De LED s knipperen dan nog een seconde of 70 verder, want zo lang houdt C3 de ingang van IC1 nog laag. De schakeling wordt gevoed met 3 V uit twee AAA-batterijtjes, wat voldoende is voor meer dan 300 uren in bedrijf. De ruststroom is minder dan 2 A. De bewegingsschakelaar S1 is zo gevoelig, dat hij open blijft wanneer de fiets stilstaat, bijvoorbeeld voor een verkeerslicht. In dat geval blijven de LED s dus gewoon knipperen. Alleen als de fiets volledig stilstaat, gaat het licht uit. Tenslotte: de omschakeldrempel voor de sterkte van het omgevingslicht kan met de waarde voor R4 worden aangepast aan de LDR. (090796) Stefan Hoffmann Regelmatig wat lichaamsbeweging is erg belangrijk vooral als tegenwicht voor al dat zittend werk aan de soldeerbout of de computer. Joggen is één van de meest geliefde en effectieve sporten die je kunt doen, maar het komt wel aan op regelmatig en systematisch trainen. De jogging-timer die we hier laten zien is daarbij een handig hulpmiddel. Iedere tien minuten geeft hij een toon via een piëzozoemer en kun je op acht LED s zien hoeveel blokken van tien minuten je al getraind hebt. De joggende elektrotechneut kan zich hiermee de aanschaf van een duur speciaal horloge besparen. Aan het begin van de training zet je het apparaatje aan en steek je het gewoon in je broekzak. Vanwege het akoestische signaal hoef je niet op een klokje te kijken en kun je je helemaal op het lopen concentreren. Maar als het nodig is, kun je altijd op het display aflezen hoeveel blokken van 10 minuten er inmiddels verstreken zijn. 34

36 De schakeling is opgebouwd rond een ATtiny44- microcontroller van Atmel, die geprogrammeerd is in BASCOM. Bij het inschakelen worden eerst de zoemer en de LED s kort getest. Met een timer-interrupt laten we de seconden-led knipperen, zodat je altijd kunt zien of de schakeling aan het werk is. Daarnaast is er een teller die elke seconde wordt opgehoogd. Iedere tien minuten klinkt dan de zoemer en wordt een volgende LED erbij aangeschakeld. De BASCOM-broncode is als altijd via [1] te downloaden. Een tip voor wie zelf aanpassingen wil maken: het programma past gemakkelijk in de gratis demoversie van BASCOM. (110160) Weblink [1] Burkhard Kainka In het begin van de radiotechniek werkte men met vonkenzenders. Het uitgezonden spectrum was behoorlijk breedbandig en lag in het bereik van de lange golf. De bijbehorende ontvangers waren dus eveneens zeer breedbandig, meestal eenvoudige detectorontvangers zonder eigen versterking. Bedienen we een lichtschakelaar, dan ontstaat ook zo n vonk. Als de radio aanstaat, nemen we die waar als een tik. Dat het een breedbandig signaal is, kunnen we horen met de radio van de lange golf tot en met de korte golf. Hetzelfde gebeurt bij een kabelbreuk, hoogspanningsoverslag, een defecte trafo, slecht ontstoorde motoren en allerlei andere loszittende contacten. Zulke storingen zijn met een breedbandige ontvanger prima op te sporen. Pogingen met 35

37 een normale radio leveren meestal niet veel op, want die heeft een te smalle bandbreedte en zorgt vaak ook voor actieve onderdrukking van korte stoorpulsen. Na verscheidene experimenten bleek een breedband-audionontvanger de beste oplossing te zijn. De eisen aan zo n ontvanger zijn compleet anders dan bij een normale radio: de vonkenontvanger moet zo breedbandig mogelijk zijn en het ontvangstoptimum moet liggen in het langegolf-bereik. Nog een bijzondere eis: een enkele vonk veroorzaakt een extreem kort golvenpakket, daarom moet de ontvanger dat signaal integreren tot een langere impuls die qua spectrum in het hoorbare bereik ligt. Over het schema: de Audion-trap in de collectorschakeling activeert de ingangskring. Om spontane oscillaties te voorkomen, is demping nodig, hier gedaan met een extra weerstand van 10 k. Met een oscilloscoop kun je zien hoe extreem korte impulsen aan de emitter van de BC577 breder worden gemaakt. De amplitude is dikwijls groot genoeg om de eindversterker te laten oversturen. Een ingangspuls van 1 s zorgt dan voor een hoorbare puls van ongeveer 1 ms uit de speaker. (110197) Leo Szumylowycz Een bekende levensmiddelen-discounter had niet zolang geleden een aanbieding waarin tafellampen met een driestanden-sensordimmer in verschillende uitvoeringen te koop waren. Erg handig op het nachtkastje: er is geen snoerschakelaar waar je in het donker naar moet zoeken. Gewoon de lampbehuizing aanraken en het licht gaat aan. Na de aankoop van meerdere exemplaren die allemaal van 25-W-gloeilampen waren voorzien, werd eerst gekeken of alles werkte zoals het hoorde. Dat was prima in orde, maar de grote verrassing kwam bij de meting van het standby-verbruik (dat door de fabrikant of importeur niet werd vermeld): de verbruiksmeter gaf bij uitgeschakelde lamp een vermogensopname van 13 W aan! Het losdraaien van de gloeilamp maakte niets uit, het bleef bij een verbruik van 13 W. Nadat de gloeilamp weer was vastgedraaid, werd in de eerste stand van de dimmer 18 W gemeten, in de tweede stand 23 W en in de derde stand bij maximale helderheid 28 W. Het verbruik bij 0% helderheid bedraagt dus 52% van het vermogen van de gloeilamp! Je vraagt je af hoe zo n product nog in de handel terecht kan komen. Bij 20 cent/kwh bedragen de standby-stroomkosten na minder dan een half jaar al meer dan de aanschafprijs van de lamp en per jaar is dat met 113,88 kwh meer dan e 20! Conclusie: hier loont het om een netschakelaar te monteren, bijvoorbeeld in de vorm van een snoerschakelaar, om de lamp in ieder geval overdag volledig te kunnen uitschakelen. Bij apparaten zonder netschakelaar is het altijd verstandig om naar het standby-verbruik te kijken bij voorkeur vóór aankoop! (110062) 36

38 Petre Tzvetanov Petrov Deze blokgolfgenerator/tester is gebaseerd op een audioversterkerchip van het type TBA820M. De schakeling is bedoeld als een ontwerpidee, dat de lezer zelf kan verfijnen en waarin de beste waarden voor de componenten bepaald kunnen worden door ermee te experimenteren. De schakeling heeft vijf frequentiebereiken van 0,1 Hz tot 70 khz en kan worden gebruikt voor het testen van kabels, communicatieapparatuur, elektrische interfaces, luidsprekers, koptelefoons, gloeilampen, transformatoren, LED s, optocouplers, spoelen, buzzers, enzovoort. Eigenlijk kan elke test worden uitgevoerd waarvoor een signaal met regelbare amplitude, vermogen en frequentie in het bereik van < 0,1 Hz tot > 25 khz nodig is. Het is bijvoorbeeld geen probleem om zwaar capacitieve of inductieve belastingen aan te sturen of om een uitgangsvermogen van één watt te leveren. De keuze van het frequentiebereik gebeurt met de schakelaars S1...S4. Doordat de kleinste condensator, C1, altijd aangesloten is, kan worden volstaan met een DIP-switch met maar vier posities. Wie dat liever niet wil, kan zonder probleem een vijfde schakelaar toevoegen. Met een waarde van ca. 10 nf voor C1 en een totale weerstand van 15 k tussen pen 5 en 3 van de TBA820M ligt de maximale uitgangsfrequentie op khz, maar in verband met de reproduceerbaarheid is het beter de maximale frequentie te beperken tot 50 khz. D5 en R11 fungeren als ontladingscircuit en beschermingsweerstand voor grotere condensatoren. Met S5 kan de gelijkspanningscomponent van de TBA820M worden geblokkeerd of juist doorgelaten naar de uit- 37

39 gang van de generator. S6 moet gesloten zijn bij het aansturen van zwaar reactieve belastingen om ongewenste HF-oscillaties te vermijden. Met P1 wordt de frequentie van het uitgangssignaal ingesteld. Het uitgangssignaal is beschikbaar op OUT1. Deze uitgang wordt beveiligd door R9. Dit is nuttig bij het testen van onbekende schakelingen waar grote capaciteiten of zelfinducties in kunnen zitten, of die zelf spanningen tot enkele volts genereren. De waarde van R9 kan worden aangepast aan de toepassing. De waarde kan het beste tussen 22 en 100 liggen. In deze weerstand wordt een vermogen van 0,5 tot 2 W gedissipeerd. OUT2 is rechtstreeks verbonden met de uitgang van de chip. Deze uitgang wordt gebruikt om componenten te testen die zeker geen spanning voeren, zoals luidsprekers en transformatoren. Het uitgangsvermogen is afhankelijk van de voedingsspanning. Bij V EE = 12 V is het ca. 2 W bij 8. De uitgangsspanning op OUT3 is regelbaar met P2. Deze uitgang is beveiligd door R12 die een waarde van 22 tot 220 kan hebben, afhankelijk van de toepassing. Deze kan worden gebruikt voor het testen van koptelefoons, audiokabels, kleine luidsprekers, buzzers, LED s, enzovoort. OUT4 en OUT5 zijn vooral bedoeld om versterkers, kabels en koptelefoons te testen, maar er zijn nog veel meer toepassingen voor te bedenken. De amplitude op OUT4 is 1/10 van die op OUT2 en die op OUT5 is 1/100. Alle uitgangen zijn beschermd tegen kortsluiting naar massa. Dioden D2 en D3 bieden enige bescherming tegen onderspanning en overspanning op de uitgangen. De slew-rate van het uitgangssignaal zonder belasting is meer dan 20 V/ s. Deze is ook een beetje afhankelijk van het merk van de TBA802M en de opbouw van de schakeling (print of vrij bedraad). R2 en P1 hebben samen een weerstand van 15 k tot bijna 250 k. Eventueel kan een extra lineaire potmeter in serie met P1 worden geplaatst, met een waarde van % van die van P1. Deze kan gebruikt worden voor de fijninstelling van de frequentie. De generator wordt gevoed met een gelijkspanning van V (V EE -aansluiting). De schakeling is heel geschikt voor voeding uit een 12-V-autoaccu. (100763) Clemens Valens LPCXpresso is een gezamenlijke ontwikkeling van NXP (het idee) [1], Embedded Artists (de hardware) [2] en Code Red Technologies (de software) [3]. Het is een betaalbaar platform voor het maken van prototypen met de nieuwe ARM Cortex-M0 en -M3 microcontrollers van NXP. Deze erg kleine, maar behoorlijk krachtige IC s bevatten een 32-bits processor met flashgeheugen en RAM en veel bruikbare periferie. 38

40 De controller is gemonteerd op één helft van een blauwe, langwerpige print, samen met een kristal en een LED. Er is ook ruimte beschikbaar voor (mbedcompatibele!) uitbreidingsconnectoren en er is zelfs wat ruimte voor het opbouwen van een eigen schakeling. De andere helft van het board is een programmer/ debugger die wordt verbonden met de PC via een mini- USB-connector. De debugger kan van de controller worden losgemaakt als de toepassing klaar is. De print moet daarvoor worden doorgezaagd, wat in de praktijk niet meevalt, zo weet ik uit ervaring! Er zijn diverse uitvoeringen van deze printen die alleen verschillen in het gebruikte type microcontroller. De boards die Elektor uitdeelt, hebben een LPC1114 Cortex-M0 met 32 KB flashgeheugen, 8 KB RAM, UART, SPI, I2C, ADC & timers. De UART is geschikt voor RS-485, wat dit board heel geschikt maakt voor ElektorBus-toepassingen. Maar de LPCXpresso is meer dan alleen een slanke blauwe print, want er horen gratis (software-)ontwikkeltools voor Linux en Windows bij (die nog wel moeten worden gedownload van het internet). De tools hebben de vorm van een geïntegreerde ontwikkelomgeving voor Eclipse, dat al beschikt over een krachtige editor, GCC-compiler, linker en debugger voor ARM. Het hele pakket kan worden geïnstalleerd door de gedownloade executable uit te voeren. De installatie omvat ook een groot aantal voorbeelden. Maak eerst een account aan om de software te kunnen downloaden en registreer de software na het installeren. Als de per verzonden serienummers zijn geregistreerd, kan de software gebruikt worden. De registratie hoeft slechts eenmalig te worden uitgevoerd; upgrades hoeven niet apart te worden geregistreerd. Het opstarten van LPCXpresso duurt vrij lang, maar daarna is er een snelmenu beschikbaar met de naamstart here met de meeste belangrijke functies (en nog een paar meer), dat heel handig is bij het aanmaken, bouwen & debuggen van projecten. Er is ook een optie voor het importeren van voorbeeldprojecten. Klik daar op om de Import-dialoog openen, klik dan op Browse... en navigeer naar LPCXpresso1114.zip in de map examples/ NXP/ LPC1000/LPX11xx. Kies dit zip-bestand en klik dan op Open en op Next. Vink dan de te importeren voorbeelden aan (liefst allemaal) en klik op Finish. Als het vinkje niet was verwijderd, hebben we nu een project met de naam LPCXpresso1114_ blinky. Dit is het gemakkelijkste project om uit te proberen en te zien of alles werkt. Selecteer het en compileer het vanuit het menu Start here. Het is ook mogelijk alle projecten te compileren met één klik, maar dat duurt wat langer. Compileer het project en bekijk de berichten die in de Console voorbij scrollen. Daar mogen geen fouten of warnings bij zijn. Als er toch een fout of een waarschuwing bij is, klik dan op de tab Problems voor meer informatie. Dubbelklik op een foutmelding om naar de plaats in de code te gaan, waar deze is gegenereerd. Na een succesvolle compilatie kan het programma worden gedraaid op het LPCXpressoboard. Sluit het board aan op de PC en klik op Debug LPCXpresso1114_blinky. Hiervoor moeten eerst de LPCLink-drivers zijn geïnstalleerd (deze staan in de subdirec- 39

41 tory Drivers\LPC-Link\ van de installatiemap van LPCXpresso). De IDE start dan de LPC- Link-driver, laadt de executable in het board en springt naar de eerste instructie van main. Het bijbehorende C-bestand wordt automatisch geopend in de IDE. Klik op Resume (de kleine groene driehoek), druk op F8 of gebruik het Run-menu om het programma te starten. De kleine rode LED bij de processor zal nu gaan knipperen in een tempo van 1 Hz. Als tot nu toe alles is gelukt, en dat is heel waarschijnlijk, dan is alles klaar voor gebruik. Tijd om eigen toepassingen te gaan ontwikkelen! We horen graag welke interessante projecten dat oplevert. Aarzel dan niet om deze naar Elektor te sturen (als het wordt gepubliceerd, wordt dat misschien wel beloond met nòg een LPCXpresso, wie weet...) Voor wie geen gratis LPCXpresso-board heeft mogen ontvangen: ze zijn te koop bij de meeste grote leveranciers van componenten of rechtstreeks bij [2]. (110448) Weblinks [1] [2] [2] lpcxpresso [3] [3] LPCXpresso/Home [4] Joachim Berg Moderne PC-moederborden hebben vierpolige stekers voor ventilatoren in ieder geval voor de CPU. Bij de oudere driepolige stekers wordt de voedingsspanning gevarieerd om het toerental van de ventilator te regelen. De vierde pen van de nieuwe steker daarentegen voert een PWM-besturingssignaal. Hoewel de driepolige connectors van de oudere ventilatoren op de vierpolige headers passen, lopen deze ventilatoren dan op volle snelheid op de vaste 12 V wat een overeenkomstige herrie maakt. De schakeling die hier wordt besproken, biedt hulp. De auteur wilde bij de upgrade van zijn PC met nieuwe hardware zijn prima functionerende CPU-koeler met koperen lamellen niet kwijt. Dus bedacht hij een elektronische oplossing. De functie is duidelijk: de elektronica moet met behulp van het PWM-signaal op de vierde pen aan de ingang de 12-Vvoedingslijn op de driepolige uitgang aansturen. Het PWM-signaal komt uit een opencollector-uitgang waar maximaal 5,5 V op mag staan. Daarom is in de schakeling pullup-weerstand R1 met een zenerdiode om- 40

42 laag getrokken. Het PWM-signaal wordt door de RC-combinatie R2/C1 geïntegreerd en door een opamp versterkt. Hiervoor zijn bijna alle typen geschikt, als ze maar op 12 V kunnen werken. De opamp regelt op zijn beurt een spanningsstabilisator die genoeg stroom kan leveren voor de meest veeleisende ventilatoren. P1 dient voor de instelling van het laagste toerental (bij een koude CPU). Doordat C1 aan +12 V ligt, staat de volle 12 V bij het inschakelen even op de ventilator, waardoor deze zeker goed op gang komt. De gevoeligheid van de regeling kan door andere waarden voor R4 aangepast worden. Overigens passen de floppy-disk-voedingsstekers van oude PC-voedingen op de vierpolige header van het moederbord als er een klein stukje wordt afgevijld. (080306) Anders Gustafsson De toestand van de accu op een zeilboot is heel belangrijk. Op de boot van de auteur wordt een lood-zuuraccu van 120 Ah geladen door een 25-W-zonnepaneel. De hier beschreven accubewaker waakt over de ladingstoestand. Hij bestaat uit twee deelschakelingen: een sensor en een besturingsen weergave-unit. Lood-zuuraccu s hebben, zoals bekend, last van zelfontlading. De snelheid waarmee ze zichzelf ontladen, wordt meestal uitgedrukt als een percentage van de totale capaciteit per maand bij 25 C. Een waarde van 5% betekent dat een volle accu na een maand bij 25 C nog 95% van de lading over heeft. De zelfontlading is afhankelijk van de temperatuur. Als deze 10 C hoger is, verdubbelt de zelfontlading. Als het 10 C kouder is, halveert hij. Vandaar dat accu s hun lading langer vasthouden als ze koud opgeslagen worden (zolang ze niet bevriezen). Om een accu nauwkeurig te bewaken, moet de stroom van en naar de accu gemeten worden. Ook moet de temperatuur gemeten wor- 41

43 den om de zelfontlading te berekenen. Om het allemaal nog ingewikkelder te maken, zijn noch een zonnepaneel, noch de compressor van een koelkast, constante stroombronnen of belastingen. Daarnaast moeten stromen van enkele tientallen ma tot enkele tientallen ampères nauwkeurig gemeten kunnen worden. Het meten van de ladingstoestand wordt coulomb-counting genoemd en gebeurt met het integreren van de stroom over de tijd. De stroom wordt meestal gemeten met behulp van een kleine serieweerstand. Het resultaat wordt geïntegreerd en zo ontstaat een getal dat evenredig is met de lading van de accu. De stroom kan numeriek geïntegreerd worden of de spanning over de shunt kan naar een spanning-naar-frequentie-converter geleid worden, waarna we de resulterende pulsen tellen. Beide manieren hebben hun voor- en nadelen. De laatste heeft geen last van quantisatiefouten en leidt daardoor tot een betere nauwkeurigheid op de lange duur. Die benadering is gekozen voor dit project. In ons project wordt de BQ2018 van Benchmarq gebruikt als ladingsteller. Deze kleine chip is ontworpen om ingebouwd te worden in een accu-pack. Hij bevat alle benodigdheden en heeft alleen een handvol discrete componenten nodig om te functioneren. Hij communiceert met de buitenwereld via een seriële link. De BQ2018 kan met de bijbehorende componenten op een kleine print gemonteerd worden. Deze dient dicht bij de accu geplaatst worden, zodat de ingebouwde thermometer de temperatuur van de accu kan meten. Dezelfde print bevat de meetweerstand R5 (Welwyn, 0,01, 1 W, SMD, 20 ppm/k). Omdat de maximale ingangsspanning van de BQ mv is, geeft dit een meetbereik van 20 A. Voor grotere vaartuigen is een maximum van 200 A of 400 A meer op zijn plaats. Dan dient de shunt een kleinere waarde te hebben. Voor R4 en R6 kunnen het beste metaalfilmweerstanden gebruikt worden om de ruis en de thermische drift te beperken. R4, R5 en R6 moeten in een Kelvin -configuratie worden aangesloten met dikke draden op de aansluitingen van R5. De sensorkaart communiceert met de controle/ displaykaart via connector K1. Ook de voedingsspanning komt via K1. 42

44 De controle/displaykaart bevat de PIC16F690, het LCD en de drukknoppen en kan de BQ2018 eenmaal per 30 s pollen. Zo heeft de PIC voldoende tijd om de gemiddelde stroom te berekenen en weer te geven. Omdat de tellers in de BQ2018 maar 16 bit breed zijn, moet er wel op gelet worden dat ze gelezen en op nul gezet worden voordat ze overlopen. In dit ontwerp gebeurt dat elke zes uur, maar de schakeling heeft de mogelijkheid om de PIC in de slaapstand te zetten en de BQ2018 te wekken, wanneer de stroom boven een voorgedefinieerde waarde stijgt. De implementatie daarvan in software laten we over als oefening voor de lezer. De seriële dataoverdracht van de BQ2018 vindt plaats volgens het zogenaamde HDQ - protocol, dat is gedefinieerd als eendraads, opendrain interface asynchroon return-toone gerefereerd naar V SS. Hoewel de UART in de PIC16F690 gebruikt kan worden om dit te lezen, zijn hiervoor wel extra componenten nodig. Bovendien is de UART nodig voor de NMEA-output. Dit probleem is opgelost door het protocol te implementeren met behulp van communicatieroutines in de software ( bit-banging ). Het komt er op neer, dat de PIC een commando stuurt en daarna meteen de uitgang verandert in een ingang om data te ontvangen. Dat moet snel gebeuren, want het eerste databit kan beginnen zodra de R/Wbit-tijd van het commando eindigt. Als NMEA gedefinieerd is in de sourcecode, wordt NMEA-data als volgt gegenereerd: ; $IIXDR,U,vvvvvv*CS ; $IIXDR,A,aaaaaa*CS ; $IIXDR,G,hhhhhh*CS Deze getallen staan voor volts, ampères en lading. Als ook IDEBUG gedefinieerd is, wordt de volgende data afgegeven: ; ctc;ccr;dtc;dcr;ctc0;ccr0;dtc0; dcr0;lading;stroom;spanning Dit is handig voor debuggen en foutzoeken. De broncode is net als de print-layout gratis beschikbaar op de Elektor-website [1]. Wie geen geschikte programmer heeft, kan ook een voorgeprogrammeerde PIC16F690 bestellen onder nummer Om de sensor aan te sluiten, wordt de min van de accu losgenomen, de minpool van de accu verbonden met de +-aansluiting op de sensor en de kabel die aan de minpool zat verbonden met de -aansluiting van de sensor. Verbind de pluspool van de accu met BATT+ op de sensorkaart en headers K1 en K2 via een 5-aderige kabel. Sluit de shunt kort om de offset te calibreren. Houd de Up -toets vast tijdens het inschakelen. Het systeem gaat dan in calibratiemodus en geeft een lopende teller weer op het display. Na een uur wordt de gemeten offset weergegeven en opgeslagen in de EEPROM. Daarna moet de spanning gecalibreerd worden. Meet daartoe de accuspanning met een digitale voltmeter en stel P1 zo in, dat dezelfde waarde wordt weergegeven op het display. Druk op ( Right ) tot Maintenance is bereikt en daarna op ( Down ) om het systeem in te stellen op de juiste accuparameters. In dit menu kun je navigeren met de Right- en Lefttoetsen. Druk Down bij een waarde die je wilt aanpassen (met Left en Right). Druk op Down om een weergegeven waarde vast te leggen of op Up om het instellen af te breken zonder de waarde op te slaan. De toetsen Left en Right scrollen door verschillende display-modes. De standaardwaarde nul is waarschijnlijk de meest interessante. Zie de broncode voor verdere uitleg. De auteur heeft ook een website gewijd aan deze accubewaker [2]. Software-updates zullen daar gepubliceerd worden. (090117) Weblinks [1] [2] 43

45 Ian Field Iedereen zal wel eens versterkerontwerpen hebben gevonden die zijn opgebouwd rond een TL431. Deze is in feite helemaal niet bedoeld als audioversterker. Hoewel hij vaak wordt ingezet als instelbare zener, is het feitelijk een comparator met een eigen 2,5-Vspanningsreferentie in een TO92-behuizing. De versterkerschakelingen zijn gebaseerd op het principe dat elke comparator in lineaire modus gebruikt kan worden door een sterke negatieve terugkoppeling toe te passen. TL431-versterkers hebben door die grote tegenkoppeling vaak een heel geringe versterking. Bovendien is aan de ingang een offsetspanning nodig. Als die op een onhandige manier gemaakt wordt, maakt dat de resultaten nog slechter. Deze schakeling vergroot de versterking door een wisselstroompad toe te voegen aan het terugkoppelcircuit. De offsetspanning van 2,5 V aan de input is heel handig voor een electret-microfoon. Het eerste prototype had een 35- -luidspreker als belasting (R L ). Dat werkte goed, hoewel de TL431 erg warm werd bij een voedingsspanning van 12 V. Een oude luidspreker van 130 uit de hoorn van een telefoon bleek een betere keuze. C2 (100 F) moet van goede kwaliteit zijn, vooral wat betreft zijn serieweerstand (ESR). Als hiervoor zomaar een condensator uit de rommelkist gebruikt wordt, kan dat problemen geven met de HF-gevoeligheid. Het bleek nodig een serieweerstand (R3) toe te voegen of in extreme gevallen een spoel. C1 en R1 kunnen eventueel worden weggelaten. Zij zorgen voor wat extra tegenkoppeling om ruis te onderdrukken; 1,5 k en 5,6 nf zijn goede waarden om mee te starten. de kathodespanning van de TL431 variëren ondanks de wisselstroomshunt. 1,2 k bleek goed te voldoen. P1 mag een 47-k -intelpotmeter zijn. Hiermee kan de spanningsval over R L worden ingesteld. Bij een normale luidspreker moet een compromis tussen uitsturingsbereik en ruststroom worden gezocht. Sluit eerst een ohmse belasting aan en stel de spanning over de belasting in op de halve voedingsspanning. Als de juiste instelling voor P1 is bepaald, kan deze worden gemeten en vervangen door een vaste weerstand. De schakeling heeft een aantal handige eigenschappen. Hij werkt heel goed aan het einde van een twisted-pair-kabel (het uitgangssignaal staat op de loper van een potmeter die als R L dient aan de kant van de voeding). Daarnaast kan elk type piëzo-elektrisch element gebruikt worden als transducer door de JFET uit een oude electret-microfoon te slopen (sommige standaard JFET s zijn wel te gebruiken, maar toch minder geschikt). Piëzozoemers geven een goed uitgangssignaal; zelfs de kristalschijven van klokkristallen geven een uitgangssignaal, een kristalelement van een grammofoon geeft een groot uitgangssignaal en het piëzo-keramische ele- De setup hangt af van de stroom die de electret-microfoon trekt en R L (elke waarde tussen 200 en 2000 is geschikt). Door R2 kan 44

46 ment van een aansteker geeft een enorm signaal. Er zijn ontzettend veel toepassingen te bedenken! Een verrassende toepassing is het testen van de gevoeligheid voor microfonie van condensatoren. Keramische schijfcondensatoren hoeven maar licht aangetikt te worden om een signaal te produceren, maar ook gerolde metaalfoliecondensatoren produceren een uitgangssignaal. (090521) Florian Schäffer De hedendaagse automobiel is uitgerust met een startblokkering om te verhinderen dat onbevoegden ermee aan de haal gaan. Dat geldt zowel voor personenauto s als voor vrachtwagens. Maar ook het dievengilde gaat met zijn tijd mee: de hedendaagse autodief beschikt over geavanceerde elektronica waarmee de startblokkering is op te heffen en over blanco sleutels om vervolgens te starten en weg te rijden. Die deblokkeringapparaatjes passen rechtstreeks op de OBD-2- aansluiting in de auto. Het OBD-2-protocol is bedoeld voor diagnose; het protocol zelf geeft geen toegang tot de startblokkering. Maar autofabrikanten kunnen naar eigen inzicht zo n poort voor additionele toepassingen gebruiken, hetzij via de genormaliseerde OBD-2-bus, hetzij via extra verbindingen over pennen die door OBD-2 niet worden gebruikt. En zodoende bestaat dan toch de mogelijkheid om de startblokkering elektronisch te ontgrendelen. Een handige Elektor-lezer kan echter voor luttele euro s zijn dure en dierbare vervoermiddel beschermen, ook tegen de meest gesofisticeerde autodief. Het idee is een wonder van eenvoud: als we de signalen op de OBD-bus gewoon uitschakelen, dan kan geen enkele inbreekelektronica er nog iets mee uitrichten. Dat doen we door de signaaldraden in de toevoerleiding van de connector (die meestal voorin, onder handbereik van de bestuurder, te vinden is) met een schakelaar te onderbreken. De schakelaar moet dan natuurlijk wel onopvallend worden gemonteerd. In de normale toestand zorgt de schakelaar er voor dat de OBD-bus doof is. Wilt u zelf een diagnose uitvoeren of moet de auto naar de garage, dan schakelt u de bus met een druk op de knop weer in. In het voorbeeld op de tekening zijn alleen de ISO-K- en de -L-leidingen onderbroken. Het is echter veiliger om alle beschikbare signaalleidingen te onderbreken, want we weten meestal niet welke draden een rol spelen voor de startblokkering. U moet er echter wel voor zorgen dat de verbindingen met massa op pen 4 en pen 5, en die met de accuspanning op pen 16 in stand blijven. Op deze wijze functioneert de diefstalbeveiliging met alle protocollen (ook met de CAN-bus) en onder alle omstandigheden. Wanneer nu een potentiële dief zijn deblokkeer-elektronica aansluit, krijgt die wel voeding. Het lijkt dus ook net alsof het functioneert, maar het ding slaagt er om onverklaarbare redenen niet in om te communiceren met de auto-elektronica. En dat was de bedoeling. Je zou nu eigenlijk wel het gezicht van de dief willen zien. (110287) 45

47 Tolunay Gül Het idee voor deze schakeling komt van de website [1]. De auteur dacht dat dit beter en simpeler moest kunnen. Zoeken op internet gaf geen bevredigend resultaat, dus was de volgende logische stap zelf iets te gaan ontwerpen. Met een kleine AVR-microcontroller uit de voorraadbak en een buzzer kon het experimenteren beginnen. Het schema bestaat uit niet veel meer dan de AVR, de buzzer en een ISP-header om de code in de controller te programmeren. Naast twee weerstanden, een jumper om de mode in te stellen en een aan/uit-knop hoeft er alleen een batterijtje te worden aangesloten. De auteur gebruikte hiervoor een oude batterij van een Nokia mobiele telefoon, omdat deze een grote capaciteit had en toch vrij klein was. Maar in principe voldoet een kleine koopcel met houder ook en misschien zijn een paar zonnecellen uit een rekenmachine ook al voldoende. Met de modeschakelaar is te kiezen tussen de gewone mode en de testmode. In deze laatste mode blijft de annoy-a-tron constant piepen. In de normale mode genereert de pieptoongenerator een irritante pieptoon met een pauze van 10 tot 500 seconden tussen twee tonen. Voor de controller moet er natuurlijk programmacode geschreven worden. De code begint, zoals altijd bij BASCOM-AVR, met de regfile die aangeeft welke AVR er wordt gebruikt. Daarna is de Xtal- of interne oscillatorkeuze aan de beurt. En dan komen de soft- en hardware-stack, de framesize en de configuratie-instellingen. Eerst wordt PORTB.3 ingesteld als uitgang, waarna hij de naam speaker ontvangt. Nu wordt de variabele seconds van het type word gedefinieerd. Tot slot wordt PINB.3 als ingang ingesteld. Wanneer de AVR wordt ingeschakeld, komt hij als eerste in een oneindige lus. Daarin kijkt hij of de modejumper geplaatst is. Als die niet geplaatst is (een logische 1 door de pull-up), dan springt de AVR naar sub1. Hier komt hij weer in een oneindige lus. In deze lus produceert hij constant een pieptoon. 46

48 Als de modejumper geplaatst is en de spanning wordt van de schakeling gehaald en weer erop gezet (reset), dan komt de controller opnieuw in een oneindige lus. Nu ziet hij echter een 0 doordat de jumper de I/O-pen omlaag trekt. Daardoor springt het programma naar sub2. Dan is er weer een oneindige lus en direct daarna volgt er een pieptoontje. Daarna kiest hij een willekeurig nummer tussen 0 en 50, daar telt hij één bij op en slaat dit getal op in variabele seconds. Nu wordt seconds met 10 vermenigvuldigd om een langere wachttijd te verkrijgen. Vervolgens wacht het programma het aantal seconds en springt dan weer naar het begin. De schakeling kan eenvoudig op een gaatjesbord gebouwd worden. Of desnoods kan er een SMD-printje ontworpen worden, zodat hij zeer klein gemaakt kan worden. De software kan gedownload worden van de Elektorwebsite [2]. (090084) Weblinks [1] [2] Software broncode en hex-bestanden Mathieu Coustans Bij de realisatie van dit project had de auteur een eenvoudige FM-zender voor ogen waarmee audiobestanden van een MP3-speler of computer kunnen worden weergegeven via een standaard FM-radio. De schakeling moest daarbij geen moeilijke, zelf te wikkelen spoelen bevatten zoals dat vaak wel het geval is bij andere FM-zenderontwerpen. Specificaties Eenvoudig op te bouwen dankzij gebruik van een MAX2606 Kan uit een USB-poort van de computer worden gevoed Stroomopname slechts ma, voedingsspanning 2,7...5,5 V Uitbreiding met preëmfaseschakeling mogelijk 47

49 100% Onderdelenlijst Weerstanden (SMD 0805) R1,R2 = 22 k R3 = 4k7 R4,R5 =1k R6 = 270 P1 = 10 k instel SMD (TS53YJ103MR10 Vishay Sfernice, Farnell bestelnr ) P2 = 100 k instel SMD (TS53YJ104MR10 Vishay Sfernice, Farnell bestelnr ) Condensatoren (SMD 0805) C1,C2,C5 = 4 7/10 V C3,C8 = 100 n C4,C7 = 2n2 C6 = 470 n Spoelen L1 = 390 n SMD 1206 (LQH31HNR39K03L Murata, Farnell bestelnr ) L2 = 100 MHz, SMD common mode choke 1206 type(dlw31sn222sq2l Murata, Farnell bestelnr ) Halfgeleiders IC1 = MAX2606EUT+ SMD SOT23-6 (Maxim) Diversen K1 = 3,5 mm stereo audiojack SMD (SJ SMT CUI Inc, DIGI-Key bestelnr. CP1-3513SJCT-ND) K2 = 5-pens header (alleen nodig in combinatie met preëmfaseschakeling) K3 = USB-connector type A SMD ( Lumberg, Farnell bestelnr ) Met zo n FM-transmitter kun je door het hele huis naar je eigen muziek luisteren. Ook in de auto heeft zo n zendertje zijn voordelen, er is dan geen aparte ingang op de autoradio nodig om de bestanden van de MP3-speler weer te geven. Om de schakeling zowel eenvoudig als compact te houden is gekozen voor gebruik van een IC van Maxim, de MAX2606 [1]. Dit IC uit de serie MAX MAX2609 is speciaal ontworpen voor low-noise HF-toepassingen met een vaste frequentie. De VCO (Voltage Controlled Oscillator) in dit IC maakt gebruik van een Colpitts-oscillatorcircuit. De varicap en terugkoppelcondensatoren voor de afstemming zijn eveneens op de chip geïntegreerd, zodat alleen nog een externe spoel nodig is voor het vastleggen van de centrale oscillatorfrequentie. Een fijnafstemming is mogelijk met behulp van een regelspanning voor de varicap. Aan de spoel worden geen hoge eisen gesteld, een type met een relatief lage Q-factor (35 tot 40) is volgens Maxim al voldoende. De voedingsspanning voor het IC mag liggen tussen 2,7 en 5,5 V, de stroomopname ligt tussen 2 en 4 ma. Gezien deze waarden leek het een aardig idee om de schakeling uit een USBpoort te voeden. Om storing van en naar de PC-voeding te voorkomen is een common choke in serie met de USB-aansluitingen opgenomen. De rest van het schema stelt weinig voor. Het op K1 aangeboden stereo-audiosignaal wordt opgeteld via R1 en R2 en gaat dan via volumeregelaar P1 naar de tune-ingang van IC1, waar het zorgt voor de frequentiemodulatie van de draaggolf. Filter R6/C7 beperkt de bandbreedte van het aangeboden audiosignaal. De frequentieafstemming (over de hele FM-band) gebeurt met P2 die aangesloten is op de 5-Vvoedingsspanning. De in het Elektor-lab ontworpen print maakt gebruik van weerstanden en condensatoren in 0805-SMD-formaat. 48

50 De print is slechts 41,2 17,9 mm groot, dit is praktisch dongle-formaat. Als antenne is een zo lang mogelijk, bijna recht stuk koperspoor aan de rand van de print geplaatst. In de praktijk blijkt daarmee ongeveer 6 meter bereik te halen. Op de print is ook plaats voor een 5-polige SIL-header. Daarop zijn de ingangen van de 3,5-mm-jackplug, de ingang van P1 en de voedingsspanning aangesloten. Dat laatste biedt de mogelijkheid om de schakeling met bijvoorbeeld 3 penlites of een lithium-knoopcel onafhankelijk van het net te voeden. Voor spoel L1 is in het prototype een type van Murata toegepast met een vrij hoge Q-factor, minimaal 60 bij 100 MHz. Let op bij het solderen van filterspoel L2, de aansluitingen aan weerszijden staan erg dicht op elkaar. Hierop is de voedingsspanning aangesloten! Pas dus op dat de USB-voeding niet wordt kortgesloten. Meet met een ohmmeter voordat de schakeling met de USBpoort van de computer of batterijen wordt verbonden even tussen de twee voedingsaansluitingen. P1 draait verkeerd om (rechtsom is zachter), dit kwam op de print beter uit. De audiobandbreedte varieert met de instelling van P1. De maximale gevoeligheid van de audio-ingang is vrij groot. Wordt P1 op maximale gevoeligheid ingesteld, dan blijft het geluid bij een stereosignaal van 10 mv eff op een radio nog zuiver klinken. Dit is ook afhankelijk van de instelling van de VCO. Bij een hogere tuningspanning kan het ingangssignaal bijna tweemaal groter zijn (zie VCO tuning-curve in de datasheet). Daarboven begint dan hoorbaar vervorming op te treden. Indien de verzwakking met P1 niet goed ingesteld kan worden, kan men R1 en R2 zonder meer verhogen. Metingen met een HF-analyser gaven aan dat de derde harmonische sterk in het uitgezonden spectrum aanwezig is (ongeveer 10 db lager dan de grondtoon). Dit hoort eigenlijk veel lager te zijn. De bandbreedte varieert met een laagohmige bron op beide ingangen aangesloten tussen 13,1 khz (P1 maximaal) en 57 khz (loper van P1 op 1/10 ingesteld). In deze schakeling ontbreekt een preëmfasecorrectie. Radio s hebben in Europa een deemfase-netwerk van 50 s ingebouwd (75 s in de VS). Het geluid zal daardoor op een radio opvallend dof klinken. Om dit te corrigeren en ook te verhinderen dat een stereo-ontvanger reageert op een eventuele 19 khz in het audiosignaal, is in deze uitgave op bladzijde 166 een uitbreidingsschakeling te vinden (preëmfase voor FM-zender, ook met printje). (080727) Weblinks [1] [1] MAX2605-MAX2609.pdf [2] Downloads & Producten PCB layout-download / verkrijgbaar via Grégory Ester Als we een nieuwe schakeling met een microcontroller willen realiseren, hebben we de neiging om uit te gaan van de standaard soften hardware zoals die door de fabrikant wordt aanbevolen of waaraan we al gewend zijn. Zo kiezen we bijvoorbeeld een AVR van Atmel en nemen we als programmeertaal BASCOM-AVR omdat we daar al in thuis zijn. Maar misschien moeten we af en toe eens nieuwe paden betreden! Bij het lezen van het boek van Bert van Dam, getiteld 50 PIC microcontroller projecten [1], legt de auteur op een uitermate gestruc- 49

51 tureerde en gedetailleerde manier uit hoe hij in de taal JAL de programma s voor de PIC 16/18 maakt. Maar hebben we wel zin om al onze toepassingen te realiseren met een nieuwe programmeertaal en investeringen in een nieuwe programmer? Waarom zouden we ons niet laten inspireren door de ideeën van de auteur en verder trouw blijven aan onze eigen door en door bekende soft- en hardware? De beschrijving van de schakeling Antigeluid waar het hier om gaat, zouden we als volgt kunnen beginnen: Heeft u nooit gedroomd van een niet-gewelddadige manier om van die lawaaierige boerenkinkels af te komen die iedere keer weer precies voor uw rustige tuintje hun opwachting maken? Met dit project kunt u een storend geheim geluid opwekken, onhoorbaar voor volwassenen! Het doordringende geluid van 16 khz dat we op gaan wekken zal vooral bij tieners en kleine kinderen onaangenaam zijn, hun oren zijn immers nog nieuw. Een ATM18-print [2] en een buzzer aan PC0 van de ATM18 met in serie een weerstand van 100 zijn de belangrijkste onderdelen. Voorzie het geheel van een klein programma in BASCOM-AVR en voilà, hier is uw anti-lawaaischopperwapen. De piëzo-elektrische buzzer beschikt over een membraan dat zich gedraagt als een kristal. We gaan een pen van onze microcontroller gebruiken om het membraan op een bepaalde frequentie te laten trillen en een geluid voort te laten brengen dat als onverdraaglijk wordt ervaren. Om een blokgolf van een bepaalde frequentie op te wekken maken we gebruik van timer0. Bij iedere ontvangen impuls wordt de teller van timer0 opgehoogd en als het register overloopt wordt een interrupt gecreëerd. Het register dat de stand van de teller bevat is beschrijfbaar, het is dus mogelijk er een presetwaarde in te zetten om de frequentie waarbij de overflow plaats vindt, aan te passen. Een overflow zet de teller op nul, in de interruptroutine moet het register dus iedere keer met de startwaarde geladen worden. De frequentie van het kristal, 16 MHz, is veel te hoog om rechtstreeks te gebruiken, we moeten dus een deler toevoegen. Met een deler van 8 en als bij iedere overflow van timer0 PC0 van niveau wisselt, volstaat de formule f 8 [ preload_ value] 2 om direct de geluidsfrequentie te weten op basis van de preset-waarde (preload_ value). In theorie kan met de waarde 62 een frequentie van 16,1 khz worden opgewekt. De overige taken die de microcontroller moet uitvoeren nemen ook tijd in beslag, daardoor ontstaat er enig verschil tussen theorie en praktijk. In de praktijk komen we uit op een frequentie van 16,1 khz bij een preload_value van

52 Hoe kunt u deze schakeling testen als u ouder bent dan 30 jaar, want in dat geval kan het zijn dat uw gehoor niet meer gevoelig is voor het verspreide geluid? Welnu, met een spectrum-analyser-programma dat door Bert van Dam gratis ter beschikking wordt gesteld. De schakeling zoals Bert voorstelt (figuur 1), stelt ons in staat de uitgangsspanning van de poortpennen te verlagen tot een waarde die kan worden toegevoerd aan de lijningang van de geluidskaart in uw PC of laptop. Denk er aan dat een opbouwfout of slechte bekabeling onherstelbare schade aan uw geluidskaart kan veroorzaken. Nadat het gratis beschikbare bestand gedownload en uitgepakt is [1], is het een kwestie van kopiëren-plakken van het bestand VBRUN300.DLL uit de map Signal Generator naar de map Frequency Analyser. De microfooningang van uw PC moet geactiveerd worden en de volumeknop wordt op maximaal gezet. Voordat de schakeling van voedingsspanning wordt voorzien, zetten we potentiometer P1 van het verzwakkingsnetwerk op nul. Start het bestand Analyser.exe. Verdraai de knop van de potentiometer totdat er een piek in het signaal verschijnt. Klik met de muis in de nabijheid van de piek om de blauwe lijn te plaatsen. De kleine rode lijn op het scherm zoekt het sterkste signaal op in de buurt van de blauwe lijn. De waarden zijn zichtbaar rechts onderin naast de Stop-knop. Zodra het project klaar is kunt u net zoals Bert doen: wacht tot uw kinderen in de woonkamer zijn, zet in alle onschuld de schakeling aan en wacht af... De reacties laten niet op zich wachten en dan weet u zeker dat uw antilawaai-apparaat werkt! (110397) Weblinks [1] [1] microcontrollers/50-pic- [1] microcontrollerprojecten lynkx [2] [3] Wilfried Wätzig Voor een hellingshoekmeter zijn een heleboel toepassingen te verzinnen. Denk bijvoorbeeld maar aan besturing (gamecontroller!) of beveiliging van waardevolle objecten enzovoort. De schakeling die we hier bespreken, maakt gebruik van dezelfde sensor als het Accelerometer -project in Elektor van april 2007 [1]. De MMA7260Q van Freescale meet de versnelling over drie ruimteassen en geeft het meetresultaat in drie evenredige analoge spanningen uit [2]. De gevoeligheid is in vier stappen instelbaar. In dit project is 800 mv/g gekozen, wat in alle drie de richtingen een meetbereik van 1,5 tot +1,5 g oplevert. Het IC wordt geleverd in een moeilijk te solderen QFN-behuizing, maar is via Elektor ook verkrijgbaar op een speciaal printje (MMA

53 breakout-board, bestelnummer , zie [3]). Als het eigen ontwerp wordt voorzien van een dubbele 4 1-pinheader, dan wordt het sensorbordje daar gewoon ingestoken. Als je dat geheel nu over de lengte- of de breedte-as kantelt, dan meet de sensor in de X- of Y-richting de versnelling ten gevolge van de zwaartekracht als een fractie van 1 g. Daaruit volgt dan de hellingshoek. In de praktijk wordt het printje echter nooit exact in één enkel vlak gekanteld. Daarom is er een extra meting over de Z-as, waarmee de afwijking ten opzichte van horizontaal waterpas te bepalen is. Uit deze drie versnellingswaarden is de hellingshoek in de X- en de Y-richting exact te berekenen. Het bordje moet wel kantelen op een stationaire plaats in de ruimte als je het door de ruimte beweegt, ziet de sensor een extra versnelling ten gevolge van die beweging en dan klopt de berekening niet meer. Met enige aanwijzingen van de auteur heeft Elektor-stagiair Jerry Jacobs een mooi compact printje ontworpen, te bestellen via de Elektor-site [3]. Zoals altijd is op diezelfde webpagina ook de voorgeprogrammeerde microcontroller te bestellen, of, voor wie zelf een controller wil programmeren, de software als hex-code. De schakeling zelf is simpel gehouden. De kern is een ATmega8-16. Die stuurt een LEDdisplay via PORTB en krijgt invoer van vier druktoetsen via PORTD. De analoge signalen van de versnellingssensor komen binnen op de analoge ingangen PORTC 0 t/m 2. Bijna alle passieve componenten in het schema dienen voor ontkoppeling en ontstoring van de voeding het is per slot van rekening de bedoeling dat de analoge signalen met de grootste precisie worden gemeten. Een voorbeeld daarvan is de voeding voor het analoge gedeelte van de controller (AVCC). De voeding komt uit de USB-aansluiting. Via deze laatste kan de data naar een PC of andere USB-host worden overgedragen. Als UART- USB-omzetter gebruiken we de FT232RL, bij vele lezers inmiddels welbekend. De FT232RL levert tevens de werkspanning van 3,3 V voor de sensor en de referentiespanning voor de ADC, zodat een extra spanningsregelaar voor 3,3 V kan vervallen. Wie de werking van de software wil snappen, ontkomt niet aan enige wiskunde. De digitale uitgangen van ADC1 t/m ADC3 hebben een resolutie van 10 bit: U val 1024 met Uref U ref 33, V 52

54 Een waarde vanu=u ref /2 = 1,65 V komt dan volgens de datasheet overeen met een versnelling van 0 g. Bij 1 g wordt U=2,45Ven bij 1 g is dat 0,85 V. Bij een hellingshoekmeting zijn dit de uiterste waarden van het meetbereik, die overeenkomen met een hellingshoek van +90, resp. 90. De bijbehorende ADC-waarden (volgens de formule 760 resp. 264) zijn aangeduid met ADC max en ADC min. In de praktijk moet het systeem voorafgaand aan elke serie metingen worden geijkt, wat in dit geval neerkomt op het bepalen van de werkelijke waarden van ADC max en ADC min, voor elk van de drie assen (X, Y en Z). Voor de X-as wordt de print in beide richtingen over 90 gekanteld, het beste op een vaste ondergrond die waterpas staat. Aan het eind van de procedure zijn alle constanten ADC kmax en ADC kmin opgeslagen, waarbij k=0 voor de X- as, k=1 voor de Y-as en k=2 voor de Z-as. Met toets S4 wordt de dataregistratie gestart. De reeks meetdata wordt uitgemiddeld door de gemiddelde waarde van 16 opeenvolgende ADC-waarden te nemen. Meetfouten door kleine trillingen worden op deze manier onderdrukt. Met deze gemiddelde meetwaarden ADC kvalue (k=0...2) berekent de software: ADCkvalue ADCkmid ( X/ Y/ Z) gval ADCkdif met tan( y ) angle tan( z ) angle X X Y gval 2 gval Z2 gval 2 gval Y2 gval Z gval x angle : helling over de lengte-as, horizontaal geeft x angle = 0, positieve waarden is helling met de klok mee. y angle : helling van voor naar achter, horizontaal is weer y angle =0, positieve waarden is kantelen naar voren. z angle : afwijking van horizontaal, perfect waterpas geeft z angle =0, een afwijking in iedere richting geeft een waarde groter dan 0. Op de webpagina bij dit artikel [3] is een document met aanvullende informatie gratis te downloaden. Deze informatie betreft de initialisatie, de ijking en de overige bediening. Daarnaast is er een korte beschrijving van het protocol voor de communicatie met de PC. Voor wie zelf wil programmeren, zijn de nodige instellingen voor de fuse-bits gegeven. Op diezelfde website vindt u ook de onderdelenlijst en, zoals reeds gezegd, de software en de bestelinformatie voor de controller en de print. (070829) ADC kmid = (ADC max +ADC min )/2 en ADC kdif = ADC max ADC min X gval,y gval en Z gval zijn de gemeten versnellingen als fractie van 1 g langs de drie meetassen. In application note AN3461 van Freescale [4] wordt uitgelegd hoe hieruit de hellingshoeken x angle,y angle en z angle berekend worden: Xgval tan( xangle ) Y2 Z2 gval gval Weblinks [1] [2] [2] data_sheet/mma7260qt.pdf [3] [4] [4] app_note/an3461.pdf 53

55 Grégory Ester Hoewel het onmogelijk is dat de microprocessor van het ATM18-project beschadigt raakt door de configuratie van de fuses, is het wel denkbaar dat hij door een foutieve instelling van de fuses niet meer werkt. Het kan namelijk op verschillende plaatsen misgaan. Per ongeluk kan bijvoorbeeld de manier waarop de programmer toegang krijgt tot de processor gewijzigd zijn, of de keuze voor een interne of externe klok. In deze gevallen kan het heel wat tijd kosten om de microprocessor weer nieuw leven in te blazen, terwijl er soms gereedschap nodig is waar we niet over beschikken. Wat vindt u van het idee om in noodgevallen alleen de Atmega88 te vervangen in plaats van de complete controllerprint? De uitvoering van deze operatie kost u slechts enkele euro s voor een ATmega88-20PU DIP28, tegenover e 12,50 die u normaal voor een compleet nieuwe print kwijt bent. We moeten wel toegeven dat de DIP-uitvoering een ADC met 6 kanalen heeft, terwijl de TQFP-versie 8 kanalen heeft. Afgezien van dit kleine onderscheid is de ATM18-DIP-print in principe op ieder punt gelijk aan zijn kleine broer. Andere verschillen die we ook nog noemen: connector K12 is naar boven verplaatst; als u kiest voor voeding via de USB-poort, moet u de USB-RS232 (TTL) kabel op dezelfde wijze 54

56 op de ATM18-DIP print aansluiten als u op de insteekprint zou doen. Vervolgens moet u, als u voeding via USB wilt, een draad leggen tussen J3 (ATM18-DIP) en pen 2 van JP1 (op de insteekprint). De ATM18-DIP is in de ontwikkelingsfase goed te gebruiken, terwijl we voor de uiteindelijke, uitgekristalliseerde versie waarschijnlijk liever voor de TQFP behuizing kiezen omdat deze minder plaats inneemt. (090896) 100% Dr. Thomas Scherer Het doel van deze schakeling is om een intelligente andere schakeling te doen geloven dat er een ventilator aangesloten is. Deze elektronische voor-de-gek-houderij is soms beslist zinvol! De auteur was zo blij met zijn kleine privéserver een NAS (Network Attached Storage) dat hij een goede vriend aanraadde ook zo n server aan te schaffen. Deze wist op zijn beurt aan goedkope SSD s (Solid State Disks) te komen en verving de roterende harde schijven door stilstaande halfgeleiderversies, zodat de kleine server op die manier nog zuiniger werd. En daarmee bood zich de gelegenheid aan om het apparaat meteen muisstil te maken. Immers, bij een vermogen van slechts 5 W moest het toch mogelijk zijn om de ingebouwde ventilator van 60 mm het zwijgen op te leggen, niet dan? De ventilator was snel losgekoppeld, maar dat resulteerde in een irritant piepgeluid. De NAS-elektronica past niet alleen het toerental van de ventilator aan de gemeten temperatuur aan, maar houdt ook in de gaten of de ventilator nog steeds draait. Als dat niet het geval is, wordt er alarm geslagen. Na een telefoontje van zijn vriend kon de auteur meteen het knutselhok in... Eigenschappen Simulatie van ventilatoren met pulsuitgang Pseudo-toerental instelbaar tussen 15 en 150 Hz Stroomopname minder dan 5 ma Voedingsspanningsbereik V Absoluut stil... De ingebouwde ventilator bleek te zijn voorzien van een klassieke driepolige aansluiting. Op de rode ader van de aansluitkabel 55

57 Onderdelenlijst Weerstanden R1=47k P1 = 470 k, klein, staand model Condensatoren C1 = 100 n C2=10n C3=47 /16 V Halfgeleiders D1 = SB140 (Schottky-diode) IC1 = NE555 Diversen Y-kabel voor ventilator-aansluiting Print % Weblink [1] Downloads & Producten Print bestellen/layout zie stond de voedingsspanning van V, de zwarte ader was met massa verbonden en op de gele ader gaf de ventilator bij een laag toerental een blokgolf met een frequentie van ongeveer 35 Hz. Conclusie: een fantoomventilator hoeft dus niet veel meer te zijn dan een blokgolfgenerator! Voor deze immens zware taak moest en dat begrijpt elke elektronicus beslist een speciaal IC worden gebruikt. Degenen die nu niet meteen denken aan het magische getal 555 moeten voor straf een multivibrator met twee transistoren in elkaar solderen. Het timer-ic 555 is namelijk niet alleen het meest verkochte IC aller tijden, maar het biedt naast het juiste spanningsbereik ook nog een passende open-collector-uitgang. De schakeling is dan ook niet erg verrassend. Ten opzichte van de standaard-applicatie van het IC is de tijdbepalende weerstand (serieschakeling van R1 en P1) hier op de uitgang (pen 3) aangesloten, waardoor niet alleen pen 7 als OC-uitgang vrij te gebruiken is, maar ook een blokgolf met een duty-cycle van 50% geproduceerd wordt. Met de aangegeven waarden kan de frequentie tussen ongeveer 15 Hz en 150 Hz worden ingesteld, wat voor alle bekende situaties moet voldoen. Zo n kleine schakeling kan natuurlijk zonder problemen op een stukje gaatjesprint worden opgebouwd, maar met een klein printje ziet het er veel professioneler uit. De print-layout is zoals gewoonlijk te vinden op de website van Elektor [1]. De toepassing van de fantoomventilator hoeft zich natuurlijk niet te beperken tot kleine servers. Ook als u van plan bent een vergaand passief gekoelde PC samen te stellen, kan een van de geïntegreerde ventilatorbesturingen roet in het eten gooien wanneer de ventilatorbewaking niet individueel in het BIOS uit gezet kan worden. Een fantoomventilator lost dit probleem snel op zonder gecompliceerde BIOS-patch-pogingen. Zelfs ventilatoren met een vierpolige aansluiting kunnen daarmee gevirtualiseerd worden alleen de drie aangegeven aansluitingen zijn werkelijk nodig. Hoeft u het pseudotoerental niet in te stellen, dan kan P1 vervangen worden door een draadbrugje en kan R1 naar wens worden aangepast. De formule voor de frequentie is dan 144, f 2 R1 C1 Uitgebreide informatie over alle Elektorproducten vindt u op (090445) 56

58 Dieter Kohtz Deze schakeling meet continu de laad- of ontlaadstroom van een loodaccu. Daardoor is precies te bepalen hoe vol (of hoe leeg) de accu is. De gemeten stroom, met het juiste teken ervoor, wordt in de tijd opgeteld en het verbruik wordt weergegeven op een display. Het meten van de accuspanning zelf is niet eens nodig om te bepalen hoeveel accucapaciteit er nog resteert, maar als nevenresultaat krijgen we die er vanzelf bij. In de schakeling loopt de stroom van of naar de accu door een shuntweerstand van 0,4 m. De accu waar we aan meten levert ook de voedingsspanning voor de meetschakeling. Opamp IC2, een TLC271, is geschakeld als verschilversterker. Deze opamp heeft een symmetrische voeding nodig. De negatieve voedingsspanning maken we met IC5, een ICM7555 CMOS-timer die fungeert als oscillator waarvan de uitgang een diodepomp aanstuurt. Beide voedingsspanningen worden met een 7805 en een 79L05 stabiel gehouden. De negatieve voedingsspanning is uit- 57

59 sluitend voor de opamp, met de positieve wordt behalve de opamp ook de rest van de schakeling en het LC-display gevoed. Een accustroom tussen +150 A en 150 A geeft een spanningsval over de shuntweerstand tussen +60 mv en 60 mv. De verschilversterking is zodanig gekozen dat een meetwaarde van 150 A precies past in de 10 bits van de A/D-converter in de microcontroller: ±150 A shuntstroom geeft ±300 bits. Bij een referentiespanning van 5,00 V kan de uitgang een zwaai van ±1,466 V maken. Dat brengt de versterkingsfactor die we nodig hebben op 1466/60 = 24,43. Met metaalfilmweerstanden kunnen we dit voldoende nauwkeurig instellen. Achter de opamp ziet u een LM336-spanningsreferentie, die het uitgangssignaal van de opamp met 2,5 V optilt. Geringe afwijkingen van die waarde kunnen worden gecompenseerd met behulp van de offset-regeling van de opamp. De accuspanning heeft een nominale waarde van 12 V. Deze spanning gaat via een spanningsdeler naar de ingang van een tweede ADC. Een accuspanning van 15 V zou precies 4,888 volt geven, wat 1000 bits in de ADC zou geven. De gemeten waarden verschijnen op een éénregelig LCD. De microcontroller, een PIC16F873A, heeft de volgende taken: 1 met vaste intervallen meten van spanning en stroom; 2 het optellen van de gemeten stroom over de tijd, rekening houdend met het teken; hieruit volgt het verbruik; 3 het opslaan van het berekende verbruik in de interne EEPROM; 4 het weergeven van stroom, spanning en verbruik. Het programma is geschreven in assembler. Het hoofdprogramma bestaat uit vier lussen met een duur van 45 ms, 225 ms, 1125 ms en 72 s. Timer TMR0 zorgt voor de 45 ms van de eerste lus. Dit is een wachtlus die alleen dient voor een exact tijdsverloop. Elke 225 ms wordt de drukknop gescand. Met deze knop kan worden omgeschakeld tussen de drie gemeten waarden op het display, van stroom naar spanning naar verbruik, enzovoort. Elke 1125 ms worden spanning en stroom gemeten. Zodra de ADC is uitgelezen worden de verkregen waarden verwerkt. Elke gemeten stroomwaarde wordt dan opgeteld bij het eerder gemeten resultaat in het geheugen. Het teken doet mee in de berekening, dus een negatieve waarde wordt afgetrokken, een positieve waarde opgeteld. Deze lus van 1125 ms wordt 64 keer afgewikkeld, zodat na 72 seconden een sommatie van 64 stroommetingen in het geheugen staat. Na 72 seconden wordt de gemiddelde waarde berekend: de som wordt gedeeld door 64. Waarom is er gekozen voor een interval van 72 seconden? De voornaamste taak van de schakeling is het integreren van de stroom over de tijd. In een digitaal systeem is zo n integraalberekening natuurlijk niet continu, maar bestaat die uit bepaalde stappen in de tijd. Bij de stroommeting komt 1 bit overeen met 0,5 A. Als we nu de gemiddelde waarde in stapjes van 72 seconden = 0,02 uur berekenen, dan krijgen we voor het verbruik dat de 1 bit = 0,01 Ah. Het programma houdt rekening met het feit dat bij het laden de laadstroom niet voor de volle 100% bijdraagt aan het opladen, maar slechts voor 70%; de laadstroom krijgt daarom een factor 0,7 mee. De schakeling kan worden opgebouwd op experimenteerprint. Ze moet worden afgeregeld zonder dat de accu is aangesloten (0 V over de shunt). Met het display op stroomweergave stelt u de waarde op het display met offset-potmeter P2 in op 0. Een offset van IC2 en/of een afwijking ten opzichte van 2,5 V van de referentiespanning van IC3 worden hiermee gecompenseerd. Mogelijk moet eerst het contrast van het display worden ingesteld met P1. De firmware voor de schakeling (hex- en broncode) zijn gratis te downloaden van de Elektor-webpagina bij dit project [1]. Nog een laatste opmerking: bij het programmeren van de PIC moeten de eerste zes ge- 58

60 heugenplaatsen in de interne EEPROM op nul worden gezet. Zodra namelijk de schakeling voedingsspanning krijgt, wordt het verbruik uitgelezen uit de EEPROM. (110154) Weblink [1] Piet Germing De auteur is de gelukkige bezitter van een TV met ingebouwde Ambilight-verlichting in de woonkamer. De TV in de slaapkamer heeft dat helaas (nog) niet. Ter compensatie is daar een lampje als achtergrondverlichting tegen de muur bevestigd. Dat maakt het kijken al een stuk aangenamer, maar is geen ideale oplossing. De TV kan weliswaar met de afstandsbediening worden uitgeschakeld, maar dan moet je toch nog het bed uit om het lampje met de hand uit te doen. Daarom is deze automatische verlichtingsschakelaar gemaakt, die het achtergrondlicht samen met de TV in- en uitschakelt. De complete schakeling wordt in serie met de TVnetkabel opgenomen, er hoeft dus niet aan de TV zelf te worden gesleuteld. De werking is als volgt: over R1 wordt de stroom, die de TV opneemt gemeten. Bij standby is dat maximaal 50 ma en tijdens bedrijf is dat ca. 500 ma. De spanning over R1 wordt tijdens de negatieve halve periodes beperkt door D5 en tijdens de positieve halve periodes door D1 t/m D4. De spanning over deze vier dioden laadt tijdens de positieve halve periodes via D6 elco C1 op. Hieruit wordt via R2 de inwendige LED van solid-state-switch TRI1 aangestuurd, waardoor de interne triac gaat geleiden en de netspanning doorschakelt naar de verlichting. Diode D7 is niet per se nodig maar wel aan te bevelen, want de LED in de solid-state-switch is nogal kwetsbaar en kan niet goed tegen ompoling. Zekering F1 beschermt de solidstate-switch tegen overbelasting. De gebruikte waarde van weerstand R1 (10 ) werkt prima bij een 82 cm LCD-scherm. Bij kleinere toestellen met een lager verbruik, kan R1 worden verhoogd naar 22 of 33 (neem dan wel een 3-W-exemplaar). Maak deze weerstand niet al te hoog, anders schakelt TRI1 al in wanneer de TV in de standbystand staat. Het kan voorkomen dat bepaalde TVtoestellen het lichtnet asymmetrisch belasten middels een enkelvoudige gelijkrichting in de 59

61 netvoeding. En als dat toevallig de negatieve fase is, werkt de schakeling niet. In dat geval moet u gewoon even de netsteker omdraaien en het werkt dan weer wel! Optische solidstate-relais zijn slecht bestand tegen inschakelpieken, vergeleken met gewone triacs. Pas daarom op met oudere TV s met beeldbuis (demagnetisering). Als zo n relais het begeeft, zal het in de meeste gevallen een kortsluiting vormen. De achtergrondverlichting van de TV blijft dan branden. Wanneer u deze schakeling opbouwt op een stukje experimenteerprint, moet u overal waar de netspanning tussen staat alle koper verwijderen. Neem voor de printkroonstenen typen met een steek van 7,5 mm. Daarmee is de afstand tussen de aansluitingen aan de soldeerzijde ook 3 mm. Als men het geheel als klasse-ii-apparaat inbouwt, moeten alle netspanningvoerende delen van de schakeling minstens 6 mm van een metalen behuizing of elektrische geleidende aanraakbare delen aan de buitenzijde verwijderd zijn. (090071) Weblinks [1] Angelo La Spina Elke dag worden ze miljoenen malen gegenereerd door de druktoetsen van telefoons: de acht DTMF-frequenties. Ze zijn zodanig gekozen, dat er zo min mogelijk harmonischen en intermodulatiesignalen binnen de frequentieband ontstaan. Het signaal bestaat uit paren van sinusgolven die geen veelvoud van elkaar zijn en ook de som en het verschil van elk fre- 60

62 quentiepaar komt niet overeen met één van de gebruikte tonen. Geen wonder dat de DTMF-tonen zo lelijk klinken! De hier gepresenteerde DTMF-encoderschakeling is gebaseerd op de door Holtek geproduceerde en onder andere door Futurlec ( gedistribueerde toongenerator-chip HT9200B. De bijbehorende decoder wordt op bladzijde 24 deze uitgave beschreven. De HT2900B wordt geleverd in een ouderwetse 14-pens DIP-behuizing. Onder besturing van een microcontroller kan de chip op de DTMF-uitgangspen ofwel de 16 standaard toonparen, ofwel (in seriële modus) 8 enkelvoudige tonen genereren. Het 8- pens kleine broertje van onze chip, de HT9200A, ondersteunt alleen een seriële modus, terwijl de HT9200B een keuzemogelijkheid biedt tussen seriële en parallelle modus. Met een 74HC148 8-naar-3 prioriteitsdecoder wordt de informatie van het toetsenbord (S1...S8) omgezet in een 3-bits toonkeuzegetal, zoals de HT9200B dat op zijn inputs verwacht. De negende druktoets, S9, is verbonden met input D3 van de encoder-chip. Indrukken van één van de toetsen S1...S8 levert een 3-bits getal op de outputs A0, A1, A2 van IC1 op. IC2 genereert dan de toonparen die bij deze code horen. Normaal gesproken zijn dat de toonparen voor de codes C, B, A, #, *, 0, 9 en 8. Als S9 wordt ingedrukt en vastgehouden, worden de toonparen voor 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 en D gegenereerd. Voor het nauwkeurig genereren van de acht frequenties wordt gebruik gemaakt van een 3,58-MHz-kristal, dat is verbonden met pen 2 en 3 van IC2. Pen 13 van de HT9200B levert het DTMF-signaal met een amplitude van 150 mv aan een belasting van 5 k. Weerstandsarray R2 bevat de pull-up-weerstanden en mag worden weggelaten als in plaats van de 74HC148 een 74LS148 gebruikt wordt. In dat geval moet R1 wèl geplaatst worden. Anders kan deze worden weggelaten. De schakeling gebruikt ruim 2 ma en heeft een gestabiliseerde voedingsspanning van 5 V nodig. (090964) Martin Dümig Onze ogen hebben ruim een uur nodig totdat de iris helemaal open staat en de gevoeligheid voor licht maximaal is. Om deze adaptatie niet te verstoren, gebruiken astronomen rood licht. Voor een lamp voor het observeren van sterren zijn ook nog een paar andere eigenschappen wenselijk. Hier een paar eigenschappen van de hier besproken lamp: rood licht voor de kijkfase; dimbaar; eenvoudige bediening (eventueel ook met handschoenen); wit licht voor de op- en afbouw van de telescoop; bescherming tegen bedieningsfouten (geen plotseling wit licht); bestaande lampen kunnen omgebouwd worden. De lamp wordt bediend door één knop als volgt in te drukken: bij uitgeschakelde lamp korter dan 5 seconden = rode licht aan; bij uitgeschakelde lamp langer dan 5 seconden = wit licht aan; bij rood licht korter dan 1 seconde = lamp uit; bij rood licht langer dan 1 seconde = afwisselend helder of donker dimmen; bij wit licht = licht uit. 61

63 De lamp onthoudt ook de helderheidsinstelling van het rode licht. Uitgang voor de ombouw is een hoofdlamp van e 6 uit de bouwmarkt met zeven witte LED s en een spatwaterdichte drukknop. De lamp heeft een batterijcompartiment voor drie AAAcellen (4,5 V) met twee contactveertjes die op contactvlakken van de ingebouwde print drukken. Daarbovenop zit de drukknop voor de bediening van de lamp. Van daaruit gaan drie draden naar de print met de LED s en het LED-driver-IC: massa (GND), 4,5 V (VCC) en drukknop (contact naar massa). Bij de ombouw wordt de originele print met de LED s en het LED-driver-IC verwijderd en door een print met de elektronica van de auteur vervangen. Links in het schema is het verder gebruikte deel van de oorspronkelijke lampenschakeling (batterijcompartiment en de drukknop) te zien. De nieuwe LED-print is voorzien van een ATtiny45-microcontroller en drie LED s met voorschakelweerstanden (twee diffuse rode en een witte LED). Deze laatste kan uit de uitgebouwde originele LED-print gehaald worden (maximale LED-stroom circa 50 ma). Omdat een processoruitgang maar 20 ma kan leveren, is de witte LED met twee processorpennen verbonden. De buffercondensator C1 kan bij plaatsgebrek weggelaten worden. De firmware die in assembler is geschreven (inclusief sourcecode), kan van de website van dit project [1] gedownload worden. Daar kan ook een kant-en-klaar geprogrammeerde ATtiny45-controller besteld worden. Wilt u zelf programmeren, dan kunt u in de software verschillende ATtiny-controllers en ook de AT90S2343 (die door de auteur oorspronkelijk gebruikt is) kiezen. De ruimte voor de firmware in de microcontroller is overigens nog lang niet volledig benut, uitbreidingen zijn dus goed mogelijk. De weerstanden R1 tot R3 kunnen aangepast worden aan de doorlaatspanning van de toegepaste LED s. Het spanningsverlies bij de processor is praktisch te verwaarlozen. De lamp wordt uitsluitend door de microcontroller uitgeschakeld, die in de slaapmodus volgens de datasheet minder dan 1 A verbruikt, wat binnen het gebied van de zelfontlading van de batterijen ligt. Inschakelen gebeurt door PB2 aan massa te leggen (ingedrukte drukknop). (090550) Weblink [1] Neem een gratis abonnement op E-weekly, de wekelijkse nieuwsbrief van Elektor! Aanmelden: ga naar 62

64 Fred Brand Voor het afregelen van ontvangers en andere HF-apparatuur is het altijd handig om een ruisgenerator bij de hand te hebben die een breedbandig spectrum levert. De hiernaast afgebeelde ruisgenerator maakt gebruik van de basis/emitter-overgang van een transistor (hier een BF199) die in sperrichting is geschakeld. Deze gaat daardoor als zener werken en levert dan een breedbandig ruisspectrum. Het ruissignaal gaat via een condensator van 1 nf naar de uitgang van een BNC-bus (lage frequenties verschijnen dus niet aan de uitgang). Een 47- -weerstand zorgt voor een uitgangsimpedantie van de generator van circa 50. Men kan de hele ruisgenerator gemakkelijk onderbrengen in een klein blikken doosje waarop tevens een BNC-connector is gemonteerd. De voedingsspanning is niet kritisch en mag liggen tussen 8 en 15 V. (100331) Stefan Hoffmann Ingeschakelde verbruikers in een tijdelijk of langdurig leegstaand (vakantie-)huis verbruiken onnodig stroom en kunnen zelfs brandgevaar veroorzaken. Bijna iedereen kent wel die situatie: je bent net een paar kilometer onderweg en dan vraag je je af: Heb ik het koffiezetapparaat echt uitgeschakeld? En het licht? En de kachel? In hotelkamers vind je vaak een schakelaar achter de kamerdeur, waarmee pas na het insteken van de als sleutel dienende plastic kaart (met chip, magneetstrip of gaatjescode) de netspanning in de kamer wordt ingeschakeld. Iets dergelijks willen we bereiken met de hier voorgestelde schakeling, waarmee het licht en andere verbruikers bij het verlaten van de woning worden uitgeschakeld. De oplossing is heel eenvoudig. 63

65 Aan de sponning van de voordeur monteren we een reedcontact en aan de deur zelf een magneet. Als de deur gesloten is, is daardoor ook het reedcontact gesloten. Een druk op S1 schakelt de netspanning in het (vakantie-)huis in. Relais RE1 trekt dan aan en sluit de stroomkring voor de aangesloten 230-V-verbruikers in de woning. Via het tweede relaiscontact en het gesloten reedcontact blijft het relais ook na het loslaten van de knop aangetrokken (houdschakeling). Zodra de voordeur geopend wordt, opent ook het reedcontact, waarmee de houdschakeling onderbroken wordt en het relais afvalt. De aangesloten verbruikers worden dan automatisch uitgeschakeld bij het verlaten van de Natuurlijk geldt bij werken aan de netspanning altijd: Pas op, levensgevaar! Montage en aansluiting van deze schakeling mag alleen worden uitgevoerd door een erkende installateur met inachtneming van de geldende bepalingen. Dat betekent natuurlijk ook, dat het gebruikte relais geschikt moet zijn voor het schakelen van de netspanning en voor het stroomgebruik van de aangesloten apparaten! woning! De schakeling is vooral bedoeld voor kleine vakantiehuisjes, waar dit principe heel goed toepasbaar is. (110157) Georg Schmülling Het overkomt ons allemaal wel eens: je drukt op de afstandsbediening, maar het apparaat reageert er totaal niet op. Waar kan dat aan liggen? Aan het infrarood-ledje van de knoppendoos is met het blote oog niets te zien. Met deze schakeling maakt u een apparaatje waarmee u infrarood-afstandsbedieningen snel en eenvoudig kunt testen. De schakeling bestaat in principe uit een darlington-trap met drie transistoren, waarbij de eerste transistor een IR-fototransistor is. Voor omgevingslicht is de schakeling zeer ongevoelig. De IR-transistor wordt weliswaar door constant aanwezig (niet-gemoduleerd) infrarood licht gedeeltelijk opengestuurd (het IR-licht zorgt voor een basisstroom in de transistor), maar in dat geval loopt er een vrij constante gelijkstroom via R3 en R2. De door deze twee (hoogohmige) weerstanden gevormde spanningsdeler zorgt er voor dat de navolgende darlington-trap door deze stroom niet wordt opengestuurd. Bij de lage voedingsspanning van 3 V blijft de spanning over R2 ook bij redelijk veel constante IR-inval onder de drempelspanning van circa 1,2 V (2 U BE ) van darlington T1/T2. Wanneer de fototransistor een pulsgemoduleerd signaal ontvangt (zoals dat door een IRafstandsbediening wordt geproduceerd), dan worden deze impulsen (die een frequentie van 35 tot 40 khz hebben) via condensator C1 onverzwakt doorgegeven naar de basis van de darlington-trap. Deze versterkt het signaal flink, waardoor de LED oplicht en zo de goede werking van de IR-afstandsbediening signaleert. 64

66 Met een ruststroom van 500 na heeft de batterij die deze schakeling voedt een lang leven voor zich. De keus van de componenten is niet kritisch. Voor T3 kan bijna elke willekeurige IRfototransistor worden gebruikt, voor T1 en T2 kan praktisch iedere kleinsignaal-npntransistor worden genomen. De auteur heeft voor de schakeling een print ontwikkeld, waarvan de freesbestanden (GBR en HPGL) als download op de Elektor-website beschikbaar zijn [1]. (110088) Weblink [1] Eric Vanderseypen De PIC16F84A heeft geen analoog/digitaalomzetter (ADC) aan boord. Een goede oplossing voor dit probleem wordt geboden door de seriële ADC TLC549 van Texas Instruments. De TLC549 gebruikt slechts 3 I/Opennen van de controller, is zeer compact en is bovendien zeer goed verkrijgbaar. De controlelijnen CS en I/O Clock van de TLC549 worden aangestuurd door de PIC. Het resultaat van een conversie wordt via de seriele uitgang van de ADC (Data Out) bit voor bit in een RAM-byte van de PIC opgeslagen. Een gedetailleerde beschrijving van dit proces vindt u in de datasheet van Texas Instruments [2]. In het programma, te downloaden van [1], is te zien hoe de 8 bits in het RESULT-byte worden binnengehaald (lijnen 10 tot 25). Er is om redenen van leesbaarheid bewust voor gekozen alle stappen volledig uit te schrijven. Het kloksignaal voor de ADC wordt gegenereerd door de subroutine IOCLOCK (lijn 34 tot 38). De chip select-ingang van de ADC wordt aangestuurd met programmalijnen 09 en 26. Het operating sequence-diagram (datasheet pagina 3) laat duidelijk zien hoe CS bestuurd moet worden. De TLC549 zal niet correct werken wanneer CS vast aan massa wordt gelegd. 65

67 De routine SHIFTIN zorgt voor het opbouwen van het RESULT byte. RA0 (Data Out) wordt eerst in de carry gebracht (31). De carry wordt vervolgens naar links in het RESULT byte geschoven (32). Gezien de volgorde waarin de conversie gebeurt (MSB eerst, LSB laatst, zie datasheet), komt het resultaat op die manier correct in het RESULT byte te staan na een volledige cyclus. In het schema is te zien dat PORTB gebruikt wordt om het resultaat van de conversie met LED s zichtbaar te maken. Wilt u PORTB op een andere manier te gebruiken, dan mogen programmaregels 27 en 28 worden weggelaten. De analoge ingang van de ADC wordt gesimuleerd met potmeter P1. De waarde is niet kritisch; kies hiervoor een hogere waarde om de voeding niet nodeloos te belasten. Bij het flashen van de PIC dient het resetcircuit (R1, C3 en RST) losgemaakt te worden van pen 4 (MCLR). (100385) Weblinks [1] [2] Gerrit Polder Dat de Apple Macintosh een fantastische computer is, daar is iedereen het wel over eens. Toch is hij onder elektronici lange tijd minder populair geweest. Daar was natuurlijk wel reden toe, zo was Apple een van de eerste bedrijven die de o zo handige RS232-poort achterwege liet. En dat niet alleen op hun notebooks, pardon MacBooks. Nee, ook op de desktop computers. Al ruim tien jaar geleden werden die prachtige futuristische imac s in allerlei kleuren maar helaas zonder RS232 geleverd. Inmiddels zijn de tijden veranderd en Apple wint gestaag aan marktaandeel, ook onder elektronici. En wat de andere merken betreft: vrijwel geen laptop wordt nog met RS232 geleverd. Toch is de RS232-poort onder hobbyisten nog altijd vertrouwd. Alleen werken de microprocessorschakelingen waar hij voor gebruikt wordt inmiddels vaker op 3 dan op 5 volt. De +/ 12 volt van RS232 is dus niet altijd even handig. Daarom hierbij een stappenplan om heel goedkoop een 3- of 5-V RS232-poort aan je Macintosh (of andere computer) toe te voegen. 1 Koop een gsm-usb kabel, in de winkel, op marktplaats, of via internet in Hongkong; hij zal niet meer dan een paar euro kosten. 2 Kijk op voor de pen-layout van de steker. Hier kunt u zien wat de RS232-aansluitingen zijn en wat het gebruikte voltage is. Voor de meeste moderne telefoons zal dat 3 V zijn, de wat oudere zijn vaak 5 V. 66

68 3 Meestal wordt er bij de kabel wel software geleverd voor Windows, dus als u dat gebruikt, bent u nu klaar. 4 Mac-gebruikers moeten nog iets meer doen. Sluit de kabel op de computer aan en kijk in de System Profiler (Applications/ Utilities) onder Hardware/USB wat voor type interface het is. U ziet hier bijvoorbeeld het volgende: usb data cable: Version: 1.00 Bus Power (ma): 500 Speed: Up to 12 Mb/sec Manufacturer: Silicon Labs Product ID: 0x10c5 Serial Number: 0001 Vendor ID: 0x10ab 5 We zien hier dat het om een Silicon Labs interface gaat. Op de website van deze firma [1] downloaden we daarom de CP210x USB to UART Bridge Virtual COM Port (VCP) driver voor Mac OS X. 6 De driver wordt geïnstalleerd door dubbelklikken op de SLAB_USBtoUART Installer. 7 Helaas komen de standaard product- en vendor-id van deze driver niet overeen met die van het GSM-kabeltje, maar dat is eenvoudig aan te passen. De product- en vendor-id die we in stap 4 opgevraagd hebben, kunnen ingevoerd worden in de file: /System/Library/Extensions/SLAB_USBtoUART.kext/Contents/Info.plist. Nu nog een paar handelingen om de driver te laden. 8 Open een terminal sessie en typ: $ sudo kextload /System/Library/Extensions/ SLAB_USBtoUART.kext $ touch /System/Library/Extensions $ ls -al /dev/tty.slab* Als het goed is ziet u nu crw-rw-rw- 1 root wheel 9, 8 Oct 18 08:32 /dev/ tty.slab_usbtouart als bewijs dat de nieuwe COM poort beschikbaar is. (090092) Weblinks [1] [2] [3] Albert Bitzer Een schakelende regelaar met instelbare uitgangsspanning komt in de strijd tegen hete koellichamen vaak goed van pas. De hier voorgestelde step-down-converter is te gebruiken met ingangsspanningen van 7,5 tot 25 V en hij kan een uitgangsstroom tot 1,5 A leveren. Bij de minimale uitgangsspanning van 3,3 V werkt de schakeling ook nog met slechts 5 V ingangsspanning. De schakeling werkt met het IC LT1376 en is in feite gebaseerd op de standaard schakeling uit de datasheet van Linear Technology [1]. De minimale waarde en de belastbaarheid van spoel L1 volgen uit de benodigde maximale uitgangsstroom. Tot 0,6 A is een waarde van 5 H voldoende, tot 1 A moet het mini- Weblinks [1] [2] 67

69 maal 10 H zijn en voor de maximale stroom van 1,5 A is minstens 20 H nodig. In het prototype kreeg L1 een waarde van 22 H. De maximaal mogelijke uitgangsspanning hangt af van aanwezige ingangsspanning en de vereiste uitgangsstroom, en kan uit de datasheet gehaald worden. Het instelbereik van R2 is in ieder geval groot genoeg om uitgangsspanningen tussen 3,3 en 14,5 V te kunnen instellen. Met de aangegeven dimensionering van de schakeling kunnen de volgende typische waarden worden bereikt: U IN U OUT I OUT (max.) 5 V 3,3 V 1,5 A V 5 V 1,4 A V 10 V 1,3 A De maximale uitgangsstroom hangt ook nog af van de kwaliteit van spoel L1 en elco C5. Bij L1 telt naast de zelfinductie ook nog de DCstroom en weerstandswaarde. De belastbaar- heid moet minstens twee maal zo groot zijn als de gewenste maximale uitgangsstroom en de DC-weerstand moet zo laag mogelijk zijn. Voor de elco moet een type met een lage ESR worden genomen. Voor de opbouw van de schakeling werd door de auteur een kleine print met afmetingen van mm ontwikkeld, waarop zelfs nog plaats was voor een zekeringhouder. Een print-layout in Eagle-formaat is via [2] beschikbaar. (110286) Gerald Weis Op kleine en grote manifestaties doet een beetje lichttechniek het altijd goed. Door middel van een schijnwerper die via een kogelgewricht kan bewegen, kunnen bijvoorbeeld bedrijfslogo s of iets dergelijks op de wand of het plafond geprojecteerd worden. Deze lichtbonnen worden via het alom bekende DMX-protocol [1] bestuurd, waarvoor voldoende PC-software-oplossingen bestaan. Maar het klaarzetten van een notebook of PC en het opstellen van de USB/DMX-hardware vereist wel wat meer werk. Daarom heeft de auteur een kleine stand-alone-dmx-zender gebouwd, die met drie knoppen eenvoudig geconfigureerd kan worden. De compacte schakeling draait op een controller MSP430F2112 van TI; als DMX-driver wordt de RS485-transceiver SN65HVD10QD van dezelfde fabrikant toegepast (tip: van beide chips kan men bij TI samples aanvragen). Verder heeft men nog een kleine print nodig, een female XLR-connector, drie druktoetsen en een paar condensatoren en weerstanden. De bedrading van de MSP430 met JTAGinterface is standaard, meer informatie over de controller vindt men via internet [2]. In het schema staat een kristal, maar het kan ook zonder, omdat de MSP430 een interne oscil- 68

70 lator heeft. Het is dan belangrijk deze precies af te regelen. Hiervoor dient de (eveneens in het schema getekende) weerstand R6 = R osc. De datasheet van de controller [3] geeft de juiste waarde. Ter controle moet de frequentie van de interne oscillator via een pen bereikbaar zijn en gemeten worden. Via poortpen P2.0 wordt een LED gestuurd, die het zenden signaleert. Over de DMXdriver (IC3) en zijn bedrading is op internet uitgebreide informatie te vinden [4]. De auteur heeft controller-firmware geschreven, die nog aan de te gebruiken DMXapparaten aangepast moet worden. Op de projectpagina voor dit artikel kan men een C- bronbestand van de auteur downloaden [5], als ontwikkelomgeving kan men IAR Kickstart editie gebruiken, die in de Elektor-cursus Beginnen met embedded C wordt gebruikt [6]. De code voor de initialisatie van de seriële interface kan men (evenals de IAR-software) van de TI-website betrekken. De software zendt telkens 25 DMX-kanalen. Voor het scannen van de toetsen en het zenden van DMX-data worden interrupts gebruikt (in de voorbeeldfirmware van de auteur is een toets voor een tilt -beweging voor de Moving Head MH-640 van Futurelight geconfigureerd, de andere toetsen hebben geen functie). Zoals bij ieder project is ook hier ruimte voor verbeteringen. Als de interne RC-oscillator van de MSP430 wordt gebruikt, kan het bij temperatuurwisselingen voorkomen, dat de DMX-bus niet op de juiste snelheid werkt. Dit kan men echter door middel van de temperatuurdiode in de MSP430 meten en bijregelen. Een display zou ook wel fijn zijn. Wie belangstelling heeft eigen uitbreidingen aan te brengen, kan contact opnemen met de auteur [7]! (081158) Weblinks [1] [2] [3] [3] msp430f2112.pdf [4] [4] sn65hvd10.html [5] [6] [7] hihi85@gmx.at Downloads Software Source-code 69

71 Lars Keuninckx, Vrije Universiteit Brussel De hier afgebeelde schakeling is een chaotische variatie op een klassieke phase-shift -oscillator. Het leuke hieraan is dat ze eenvoudig en goedkoop is. Voorts is slechts één enkele voedingsspanning nodig en is geen enkele component echt kritisch. Zonder de componenten binnen de stippellijn oscilleert de schakeling stabiel en staat er een (vervormde) sinus op de collector van T1. De drie RC-trappen zorgen voor in totaal 180 graden fasedraaiing, zodat er samen met de 180 graden fasedraaiing van T1 een oscillatie in stand kan worden gehouden. Door toevoeging van de extra componenten in de stippellijn ontstaat echter een heel ander plaatje. Wanneer de amplitude toeneemt tijdens het opstarten van de oscillator, zal T2 op een gegeven moment beginnen te geleiden. Daardoor komt weerstand R6 er bij in de terugkoppeling en verstoort deze de faserelatie, waardoor de schakeling naar een nieuw evenwicht moet streven. Onder de juiste omstandigheden is hiermee chaos te bereiken; de schakeling vindt niet één enkele stabiele toestand, maar een hele reeks onstabiele die zeer dicht bij elkaar liggen. Deze banen vormen een zogenaamde attractor die heel eenvoudig zichtbaar is te maken op een oscilloscoop in XY-mode: De schakeling bezit vier elementen die energie opslaan, en daarom is de faseruimte vierdimensionaal. Wat we op het oscilloscoopscherm te zien krijgen, is eigenlijk maar een 2D-projectie van een attractor in een 4D-faseruimte. Andere projecties kunnen zichtbaar worden gemaakt worden door in plaats van de punten X en Y bijvoorbeeld Y en Z aan te sluiten. (110107) Kanaal 1 op X, AC, 0,5 V/div Kanaal 2 op Y, AC, 20 mv/div V cc : V Door te spelen met potmeter P1 en de voedingsspanning kan men de schakeling dwingen om vanuit een stabiele oscillatie via periodeverdubbeling naar chaos te gaan, wat erg fraaie plaatjes oplevert (zie foto). Door P1, R6, C5 en de voedingsspanning te varieren kan men de vorm van de attractor sterk beïnvloeden. 70

72 Christian Tavernier Een oplossing voor het opvoeren van het uitgangsvermogen van een op een lage spanning werkende versterker, zoals de versterker van een autoradio die op hoogstens 14 V werkt, bestaat uit het toepassen van een zogenaamde H-brug: de luidsprekers worden aangesloten tussen de uitgangen van twee identieke versterkers waarvan de ingangen met in fase omgekeerde signalen worden aangestuurd. Zo wordt de aan de luidsprekers toegevoerde spanning verdubbeld en het vermogen verviervoudigd. Door verliezen in de vermogenstransistoren bereiken we in de praktijk slechts een verdrievoudiging van dit vermogen. De top-topwaarde van de aan de luidsprekers aangeboden spanning bedraagt in het geval van een autoradio 28 V. Verminderd met de verliezen in de transistoren komen we uit op ongeveer 24 V. We beschikken zodoende over een effectieve spanning in de orde van 8,5 V (24V/2 2), hetgeen resulteert in een effectief vermogen, het enige dat we kunnen horen, van ruim 18 W ((8,5 V)2 /4 ). De hier beschreven booster doet er echter nog een schepje bovenop, want hij is in staat maximaal 55 W effectief te leveren aan 4 bij een harmonische vervorming van minder dan 0,5%. En als u kunt leven met een vervorming van 10%, kan het vermogen zelfs oplopen tot 70 W effectief. Om dit te bereiken, hoeven er geen natuurwetten geschonden te worden, maar wordt een origineel idee gebruikt om de voedingsspanning te verhogen met behulp van vermogensschakelaars en elektrolytische condensatoren met een hoge waarde. Per kanaal is slechts één IC nodig, het betreft in dit geval een TDA1562Q van NXP, welke belast is met zowel de vermogensversterking als de spanningsverhoging. Omdat onze scha- 71

73 keling bedoeld is voor plaatsing achter een autoradio, is hij niet voorzien van een volumeknop. De hoogohmige ingang kan verbonden worden met de luidspreker van de autoradio of, en dat heeft de voorkeur, met de lijnuitgang waar de meeste autoradio s tegenwoordig over beschikken. Condensatoren C3 en C6 worden telkens via de geïntegreerde elektronische vermogensschakelaars uit de TDA1562Q tot de voedingsspanning van de schakeling geladen en vervolgens in serie gezet met deze voedingsspanning, zodat er een dubbele voedingsspanning ontstaat waarmee dan weer de vermogenstrappen gevoed worden. Gelet op de zeer grote stromen die in de schakeling ontstaan door het abrupte laden van de condensatoren C3 en C6, kunnen we niet zonder een zeer goede ontkoppeling van de voedingsspanning, om te voorkomen dat deze instort als C3 en C6 geladen worden. Deze taak is weggelegd voor C2. Transistor T1 stuurt een diagnostische LED op basis van de signalen op pen 8 van IC1. In de normale gebruiksmodus brandt deze LED niet. Hij knippert als er een vervorming van meer dan 10% optreedt en brandt continu als een uitgang is kortgesloten, er geen belasting op de uitgang is aangesloten of de thermische beveiliging in werking is getreden. De ATT-ingang mag zwevend blijven als u deze niet gebruikt. Door deze ingang aan massa te leggen, kan het IC in de slaapstand gebracht worden. In dat geval verschijnt er geen enkel signaal aan de uitgang en wordt het verbruik tot een minimum beperkt. Alle onderdelen vinden een plaatsje op de print [1]. Voor een stereotoepassing zijn twee printen nodig. Gelet op de sterke stromen moet voor de verbindingen van de voeding en de luidsprekers draad van minimaal 2,5 mm2 gebruikt worden. De TDA1562Q moet op een koellichaam gemonteerd worden dat voldoende groot is om gedurende lange tijd het maximum vermogen te kunnen waarborgen. (091071) Weblink [1] Gert Baars Deze schakeling betreft een enkelsuperontvanger waarbij de spiegel zonder ingangsfilter kan worden onderdrukt door gebruik te maken van twee mixers van het type NE(SA)612 die elk 90 uit fase werken. Met een kwadratuur-frontend wordt de spiegelfrequentie onderdrukt en verdwijnt de ruis ervan. Hiermee wordt de gevoeligheid van de ontvanger 6 db beter. De fasedraaiing van de LO wordt geleverd door twee D-flipflops die als ringteller geschakeld zijn. De uitgangen van de flipflops hebben hierbij altijd dezelfde volgorde. Het resultaat is een frequentie die de helft is van de oscillator maar met 90 onderling faseverschil. Hierbij worden deze signalen Q (quadrature) en I (in phase) genoemd. De faseverdraaiing van de uitgang wordt gemaakt met twee eenvoudige RC-combinaties. Bij de Q-mixer wordt de faseverdraaiing met een condensator op 45 ingesteld; bij de I- mixer met een trimcondensator (C14) op +45. Het totale faseverschil is dus 90. De optelling wordt eenvoudig gedaan in een instelpotmeter (P1). Bij deze configuratie wordt de ontvangstfrequentie gelijk aan F o F if en de spiegelfrequentie gelijk aan F s =F o +F if, waarbij de laatste wordt onderdrukt. 72

74 73

75 Bij een lage MF zoals bij SDR moet de fasedraaiing na de mixers relatief breedbandig zijn, omdat de MF-frequentie laag is ten opzichte van de MF-bandbreedte. Dit is softwarematig eenvoudiger en beter op te lossen dan met een complex faseverschuivings-rcnetwerk. Bij deze AM-ontvanger is de MFbandbreedte klein ten opzichte van de centrale MF-frequentie van 455 khz en de maximale fasefout is zelfs met de eenvoudige RCcombinatie niet noemenswaardig. Voor de demodulatie zetten we een standaard IC in: de TDA1072. Om een luidspreker aan te sturen, maken we een eenvoudig versterkertrapje met een paar transistoren (BC547 en BC557) en een volumeregeling met een potmeter (P2). Bij de afregeling kan de laagste frequentie bij de VCO zo worden ingesteld, dat DC wordt ontvangen. Dit kan op het gehoor, omdat hier de ruis verdwijnt en een 50 Hz brom hoorbaar wordt. De afregeling van de fasedraaiing kan met een station dat zich op de spiegelfrequentie bevindt. Het kan overigens zo zijn, dat de vast ingestelde fasedraaiing aan de uitgang van de Q-mixer niet precies 45 is, maar bijvoorbeeld 43. Door nu de trimcondensator zo in te stellen, dat deze +47 verschuift, is het verschil toch weer 90. Dit is een kwestie van de potmeter en de trimcondensator om en om een beetje bijregelen waarbij de onderdrukking stap voor stap groter wordt totdat het station niet meer waarneembaar is door de toegenomen spiegelonderdrukking. (100155) Ludwig Libertin Deze automatische fietsverlichting neemt u bijna al het werk uit handen (u moet natuurlijk nog wel trappen). De schakeling houdt rekening met het omgevingslicht en schakelt de verlichting in zodra het donker wordt. Het licht wordt uitgeschakeld als er een minuut niet meer gefietst wordt of als het weer licht wordt. Het grote voordeel van deze schakeling is dat er geen enkel bedieningselement aan te pas komt. Zo wordt er nooit vergeten het licht aan of uit te zetten. Ideaal voor kinderen en vergeetachtigen. Voor het detecteren of de fiets gebruikt wordt (of de wielen ronddraaien), maakt de schakeling gebruik van een reedschakelaar (S1) die op het frame vlakbij het wiel gemonteerd wordt. In de spaken wordt een kleine magneet bevestigd (net als bij de meeste fietssnelheidsmeters) die bij elke omwenteling van het wiel de reedschakelaar kortsluit. Wanneer het wiel draait, worden er via C1 pulsen aan de basis van T1 afgegeven. Hiermee wordt een kleine elco (C2) opgeladen. Wanneer het donker genoeg is en de LDR daardoor hoogohmig genoeg is, komt T2 in geleiding en wordt het licht ingeschakeld. Met elke omwenteling van het wiel wordt C2 weer opgeladen. De lading van C2 zorgt ervoor dat T2 nog ongeveer een minuut blijft geleiden nadat het wiel is gestopt met draaien. Op de uitgang van de schakeling kan bijna elk type verlichting worden aangesloten. 74

76 Bij een voeding van 3 V is de rustroom bij geopende reedschakelaar slechts 0,14 A. Wanneer de magneet toevallig zo komt te staan, dat S1 gesloten wordt, bedraagt de stroom 3 A. In beide gevallen is batterijvoeding dus geen probleem. De voedingsspanning kan trouwens tussen de 3 en 12 V liggen, afhankelijk van de aangesloten verlichting. Omdat de schakeling waarschijnlijk in een fietslamp wordt ingebouwd, is het belangrijk op de afmetingen te letten. Het printje is daarom ook zeer compact gehouden en er wordt gebruikt gemaakt van SMD-componenten. De meeste daarvan hebben een behuizing. C2 is een zogenaamde chip-uitvoering. De print is enkelzijdig met de topzijde als soldeerzijde. De printopdruk voor de LDR (R5) komt niet helemaal overeen met de bouwvorm van de in de componentenlijst opgegeven LDR. De opdruk is een meer algemene vorm, omdat er nogal wat verschillende LDR-behuizingen zijn. Er mag dus ook een ander type LDR ingezet worden, wanneer bijvoorbeeld de lichtdrempel niet naar tevredenheid is. De LDR kan eventueel ook aan de andere zijde geplaatst worden, maar dat is afhankelijk van hoe het printje ingebouwd wordt. Ook voor de MOSFET zijn legio alternatieven verkrijgbaar, zoals de FDS6064N3 van Fairchild, de SI4864DY van Vishay Siliconix, de IRF7404 van IRF of de NTMS4N01R2G van ONSEMI. Voor het reedschakelaartje zijn eveneens allerlei vormen te krijgen, zelfs waterdichte met de draden er al aan. Voor de voedingsaansluiting en de aansluiting van de verlichting kan men ervoor kiezen printpennen te gebruiken of de kabels direct aan de print te solderen. De bevestigingseinden van de printpennen kan men iets afknippen, zodat ze niet aan de andere kant van de print uitsteken. Dit verlaagt de kans op eventuele sluitingen met metalen delen van de koplamp. Let wel even op bij voeden van de schakeling op een dynamo! De wisselspanning dient eerst gelijkgericht te worden! Ook een naafdynamo levert vaak nog wisselspanning. (090102) 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1 = 1 M(SMD 0805) R2,R4 = 100 k (SMD 0805) R3,R6 = 1 k(smd 0805) R5 = LDR bijv. FW150 Conrad best.nr Condensatoren C1=1 F/16 V (SMD 0805) C2=10 F/16 V (SMD chiptype) C3 = 100 n (SMD 0805) Halfgeleiders T1 = BC807 (SMD SOT23) T2 = STS6NF20V (SMD SO8) Diversen S1 = reedschakelaar (niet op de print) + 2-polige pinheader (haaks) BT1 = V (zie tekst) Weblinks [1] Downloads & Producten PCB layout-download / verkrijgbaar via 75

77 Cyriel Mabilde Voor enkele tientallen euro s kan men een draaiende laser kopen, die zeer handig is om voorwerpen in een ruimte of een tuin op dezelfde hoogte te plaatsen. Voor grotere afstanden en bij gebruik buiten is de ronddraaiende laser vaak niet zo goed zichtbaar en dan kan de hier beschreven laserdetector goede diensten bewijzen. De detector werkt prima tot op een afstand van 50 meter en bevat uitsluitend standaard componenten. 76

78 Het instrument (in de vorm van een kastje) kan op een voorwerp (bijv. een paal of een balk) worden geplaatst en het geeft door middel van drie LED s en een zoemer aan of het voorwerp hoger of lager moet worden geplaatst. Voor de sensoren zijn LED s met een doorzichtige behuizing en een ingebouwde lens (bolle bovenkant) gebruikt. De bovenste en onderste detectiezone maken elk gebruik van vijf LED s en twee opamps (IC1.A/B en IC1.C/D) die respectievelijk de Move-up - en Move-down -LED s sturen. De middelste detector-led stuurt eveneens via twee opamps (IC2.A/B) de OK -LED. De positieve flanken uit de opamps triggeren drie aparte monostabiele multivibrators van het type CD4047. Deze kunnen eventueel vervangen worden door het circuit binnen de stippellijn (1/4 van een quad RS-latch CD4044; in dit geval zijn de uitgangssignalen geïnverteerd en moeten de BS170 N-MOSFET s worden vervangen door P-typen). De mono-tijd van de middelste hertriggerbare MMV moet zo worden gekozen dat deze langer is dan de omwentelingsperiode van de laser (bijvoorbeeld bij 2 omwentelingen/s moet de mono-tijd langer zijn dan 500 ms, om zodoende een continue piep te laten klinken uit de buzzer). De meeste lasers hebben een regelbaar toerental, zodat deze regeling ook daar kan gebeuren. Voor de onderste en bovenste mono-tijd kiezen we respectievelijk een lange en een korte piep die duidelijk in lengte verschillen (t = 2,48 RC). De drie MOSFET s T1, T2 en T4 zijn als ORpoort geschakeld om de gemeenschappelijke buzzer aan te sturen. De vierde MOSFET T3 stuurt de OK-LED. De hele schakeling kan worden gevoed uit een houder met 3 penlight-batterijen. (110284) Andreas Grün Het volgende zal veel elektronici bekend voorkomen: een schakeling heeft nog even een stabiele klokgenerator van 1 of 2 MHz nodig. (Dit overkwam de auteur bijvoorbeeld bij een Pong-spel met een oude AY ) Een kristal voor de juiste frequentie is toevallig niet beschikbaar, dus er moet een RCoscillator opgebouwd worden. Maar dan hebben we weer geen passende condensatoren; dan maar een instelpotmeter inbouwen. Tsja, nu moeten we de frequentie nog afregelen. Voor je het weet nemen de inspanning, de benodigde ruimte en de kosten toe. Als een absoluut nauwkeurige frequentie niet nodig is, bestaat er een eenvoudig alternatief 77

79 in de vorm van een ATtiny15 zonder extra onderdelen. Bij een prijs van ongeveer 1 euro is deze oplossing niet duurder dan een conventionele oscillator. En het voordeel is dat de frequentie is te berekenen en niet afhankelijk is van componentenwaarden of -toleranties. De interne RC-oscillator van de controller kan heel precies op 1,6 MHz worden afgeregeld. De interne timer 1 kan worden aangestuurd met 25,6 MHz via de ingebouwde PLL [2]. Door deling van deze klokfrequentie kan de ATtiny met een heel klein programma frequenties van ca. 50 khz tot 12 MHz op een uitgangspen genereren, waarbij het verschil tussen de gewenste en de werkelijke frequentie groter wordt bij hogere frequenties. Het is daarom verstandig ons te beperken tot een maximum van ongeveer 2 MHz; de afwijking kan dan al 15% zijn. Zoals in het schema te zien is, is de schakeling de eenvoud zelve. Na het aansluiten van de voedingsspanning is het signaal beschikbaar op pen 6 (PB1). Het voorbeeldprogramma bestaat uit slechts 15 regels assembler-code. De werking is duidelijk dankzij het commentaar. De code kan zoals altijd van de Elektor-website worden gedownload [1]. Het programma initialiseert alleen de timer, die dan onafhankelijk van de CPU het signaal genereert. Zodoende kan de CPU zelfs in sleep-mode worden gezet om stroom te besparen. Omdat nog ongeveer 99% van het programmageheugen vrij is, kan de kleine controller natuurlijk ook nog andere taken op zich nemen. Als meer nauwkeurigheid nodig is, kan met het Calibration-byte in het OSCCAL-register (waarmee de klokfrequentie van de CPU binnen bepaalde grenzen kan worden veranderd) de uitgangsfrequentie worden afgeregeld. In de datasheet adviseert Atmel de CPUklokfrequentie niet hoger in te stellen dan 1,75 MHz, omdat anders de werking van de timers niet gegarandeerd kan worden. In plaats van een ATtiny15 kan ook zijn opvolger, de ATtiny45, worden gebruikt. Timer 1 van deze controller kan in een ATtiny15- compatibele mode gezet worden met de CKSEL-fuse [3]. Na aanpassing van het programma kunnen dan ook hogere (of nauwkeuriger) frequenties worden gegenereerd, aangezien de PLL van de ATtiny45 met 64 MHz werkt. (110365) Weblinks [1] [2] [2] prod_documents/doc1187.pdf [3] [3] prod_documents/doc2586.pdf Joseph Kreuz Het moederbord van elke moderne computer en ook andere digitale apparatuur is voorzien van digitale audio in- en uitgangen volgens de S/PDIF-standaard, maar in werkelijkheid leveren of ontvangen deze TTL-signalen. Optische interfaces ontbreken echter over het algemeen, ondanks hun niet te ontkennen voordelen. De hier beschreven schakeling moet deze tekortkomingen goedmaken. Het ontvangstgedeelte bevat een door een trafo ge soleerde S/PDIF-interface die gebaseerd is op het ontvangstgedeelte van IC3, een differential driver/receiver van het type SN75179B. Dit gedeelte van de schakeling is zodanig opgebouwd dat het uitgangssignaal nul is als er geen ingangssignaal aanwezig is. De optische ontvanger IC2 is een TORX

80 De logische poorten IC1.B t/m IC1.D zijn als een OR-poort geschakeld die de signalen naar de uitgang omzet naar TTL-niveau. Daarna kunnen ze hun weg vervolgen naar hun eindbestemming. Het spreekt voor zich dat de optische en elektrische ingangen niet tegelijkertijd gebruikt mogen worden, omdat het decoderen en verwerken van de signalen anders onmogelijk wordt. Het is de taak van IC1.A, met D1, D2 en de groepjes R2...C1 en R3...C2 om een dergelijke foutconditie te signaleren: de LED licht dan op om ons op het probleem te attenderen. Transformator TR1 is makkelijk zelf te maken: op een ferrietkern van het type L44-X830 van Epcos ( 12,5 mm) brengen we eerst de primaire spoel aan, bestaande uit 6 windingen geëmailleerd draad van 0,3 à 0,5 mm doorsnede, en vervolgens de secundaire spoel die uit 12 windingen van dezelfde draad bestaat. Elke kern met een A L van circa 2200 nh/n2 is hiervoor geschikt. Het signaal op TTL-niveau uit onze computer gaat naar het zendgedeelte van IC3. De geinverteerde uitgang is via C6 en R7 aangesloten op transformator TR2. Deze trafo is op dezelfde wijze opgebouwd als TR1, Alleen bestaat hier de primaire spoel uit 20 windingen en de secundaire spoel uit 8. Let op dat de primaire spoel andersom wordt aangesloten om 79

81 de invertering van het door IC3 geleverde signaal op te heffen. De niet-geïnverteerde uitgang van het zendgedeelte van IC3 is verbonden met een optische zender van het type TOTX 173. Vanzelfsprekend kunnen de digitale en optische uitgangen gelijktijdig worden gebruikt zonder elkaar te storen. De opbouw van de schakeling heeft geen nadere uitleg nodig. Ieder IC is ontkoppeld door een condensator van 100 nf die we zo dicht mogelijk bij de voedingspennen plaatsen, terwijl een condensator van 10 F/16 V zorgt voor ontkoppeling van de hele schakeling. De voedingsspanning van 5 V kan eventueel betrokken worden van het digitale apparaat waar de schakeling op wordt aangesloten. (090611) Ton Giesberts In veel gevallen is de op een spanningsstabilisator aangesloten belasting niet verbonden met massa, maar met een nog lagere spanning of zelfs de negatieve voedingsspanning (we gaan even uit van stabilisatoren voor positieve spanningen; bij stabilisatoren voor negatieve spanningen geldt het omgekeerde). We kunnen hierbij denken aan opamps, levelshifters, enzovoort. In dergelijke gevallen kan een diode (1N4001 of equivalent) aan de uitgang van het stabilisator-ic voor afdoende bescherming zorgen (zie figuur 1). Polariteitinversies die bijvoorbeeld optreden tijdens inschakelen of kortsluiting kunnen een stabilisator-ic de das om doen, maar een dergelijke diode zorgt ervoor dat de spanning op de uitgang van het IC niet lager wordt dan massa (minus 0,7 V om precies te zijn). Een kortsluitbestendige spanningsstabilisator (zoals eentje uit de 78xxserie) doorstaat een dergelijke conditie zonder problemen. 1 2 Het kan ook voorkomen dat de ingangsspanning van een spanningsstabilisator sneller daalt dan de uitgangsspanning, bijvoorbeeld wanneer de voedingsspanning ter beveiliging wordt kortgesloten als gevolg van een overspanning aan de uitgang. Als de uitgangsspanning van de stabilisator 7 V hoger is dan de ingangsspanning, dan zou de emitterbasis-overgang van de interne vermogenstransistor kunnen doorslaan en beschadigd kunnen raken. Om deze conditie te voorkomen, kan een shuntdiode worden ingezet (zie figuur 2). Deze zorgt ervoor dat een eventuele hogere spanning aan de uitgang van de stabilisator wordt kortgesloten naar de ingang. (080943) 80

82 Ton Giesberts Deze schakeling is een bewerking van de Audio-limiter uit de Halfgeleidergids van Het idee hierbij was het beperken van de (te grote) dynamiek van het geluid bij bijvoorbeeld een TV of DVD-speler. De originele schakeling ging uit van verzwakking van een te groot bronsignaal. Bij dit ontwerp draaien we de zaak om en worden juist zachte passages versterkt. Om het klassieke ademen van compressors te beperken, is het regelbereik beperkt tot slechts 24 db. Door de versterking in discrete (onhoorbare) stappen te regelen, is er ook geen niet-lineariteit en dus geen vervorming. De schakeling kan met de in het schema aangegeven dimensionering in 15 stapjes van 1,6 db (16 niveaus) de versterking vergroten (dus van 0 tot 24 db). De spanningsdeler in de oorspronkelijke schakeling is nu vervangen door het schakelen van de tegenkoppeling van twee niet-inverterende versterkers. Dat reduceert het aantal weerstanden en er kunnen kleinere multiplexers worden toegepast, in dit geval twee maal een halve 4052 per kanaal (de 4052 is een dual analoge 1-uit-4 multiplexer/demultiplexer). De hele aansturing is hetzelfde gebleven. Ondanks de twee trappen per kanaal zijn er minder weerstanden nodig dan in de originele 81

83 schakeling. Om de hele versterking in gelijkmatige stappen te kunnen regelen zijn deze per versterker (IC1A/IC3 en IC1B/IC4) niet gelijk. De versterking van de eerste trap schakelt in kleine stappen (0/1,6/3,2/4,8 db), de tweede trap in grote stappen (0/6,4/12,8/19,2 db). De totale versterking is dan regelbaar in 16 gelijke stappen van 0 tot 24 db. De individuele weerstanden zijn nu gemakkelijk uit te rekenen: 10k/(10A/20 1), waarbij A de gewenste versterking is en 10 k de waarde van R5 (R10/R14/R18). Op deze manier kunnen ook andere regelbereiken worden gerealiseerd (zie tabel). Denk er wel aan dat grotere stappen dan 1,6 db hoorbaar kunnen worden. De regeling bestaat voor het grootste deel uit eenvoudige discrete logica. De mutiplexers worden door up/down-counter IC8 aangestuurd. Om het signaalniveau aan de uitgang te bepalen, worden venstercomparators gebruikt. Die worden per kanaal gevormd door twee comparators van een LM339 (quadcomparator). Voor beide kanalen kan gebruik gemaakt worden van dezelfde referentie P1, ongeveer 1 V. Een andere referentiewaarde kan door aanpassen van de waarde van P1 (zo geeft 10 k ongeveer 1,7 V). Het piekniveau van het uitgangssignaal is dan bepalend voor de regeling. Zolang het uitgangssignaal kleiner is dan de referentiewaarde, is oscillator IC7C vrijgegeven door de monostabiele multivibrator IC6b. IC8 telt nu langzaam omlaag (pen 10 van IC6 is laag) totdat de laagste stand wordt bereikt. De teller wordt dan via IC7B geblokkeerd en de versterking is maximaal (X0 van IC3 en IC4 is dan met massa verbonden). Andere regelbereiken (R5 = R10 = R14 = R18 = 10 k) 15 db 20 db theoretisch theoretisch R2, R7 24,24 k 24 k 24k3 17,10 k 18 k 16k9 R3, R8 38,62 k 39 k 38k3 27,83 k 27 k 28k0 R4, R9 81,95 k 82 k 82k5 60,27 k 62 k 60k4 R11, R15 3,354 k 3k3 3k32 1,883 k 1k8 1k87 R12, R16 6,614 k 6k8 6k65 4,142 k 4k3 4k12 R13, R17 17,10 k 18 k 16k9 11,80 k 12 k 11k8 Op het moment dat de venstercomparators pulsen geven, wordt IC6b getriggerd. Zolang dit het geval is, blijven de uitgangen van IC6b actief (een 4538 is retriggerable) en is oscillator IC7C geblokkeerd. IC6A wordt nu door de comparators getriggerd. Door de positieve triggeringang met de Q-uitgang te verbinden is IC6A niet-retriggerable. De puls van IC6a (pen 7) vormt nu de klok voor de teller. Door de puls 1 ms te maken, wordt voorkomen dat de multiplexers bij hogere frequenties niet een paar stappen te veel maken. Vindt men de recovery-tijd te lang, dan kan deze korter worden gemaakt door R26 kleiner te maken. De tijd van IC6B zorgt er voor dat de schakeling niet meteen het geluid begint te versterken (maar pas een halve seconde later), dat geeft een rustiger regelgedrag van de schakeling. Als minimale versterking is dus éénmaal gekozen. Signalen die groter zijn dan de ingestelde referentie worden onveranderd doorgegeven. Doordat de zachtere passages in het geluid worden versterkt, kan men het volume van de audio-installatie op de sterk- 82

84 ste geluiden instellen. Elders in deze uitgave (bladzijde 103) is een indicatie voor deze limiter te vinden, die het optimaal instellen van P1 vergemakkelijkt. De voeding voor de logica is een symmetrische 8 V. Deze wordt door twee weerstanden en twee zeners uit de symmetrische 12-Vvoeding voor de opamps gehaald. In het schema zijn deze al gedimensioneerd voor het extra stroomverbruik voor de externe indicator (aan te sluiten op K5). Het stroomverbruik is ongeveer 20 ma. Gebruikt men de indicator niet, dan kan het stroomverbruik met 5 ma worden gereduceerd door R30 en R31 te verhogen naar 470. De vervorming is zeer laag, bij 500 mv in/500 mv uit slechts 0,001% bij 1 khz. De meetcurve toont het gedrag van de schakeling. Horizontaal is het ingangssignaal en verticaal het uitgangssignaal uitgezet. 0 db is hier gelijk aan de referentie. De 24 stappen waarin de versterking wordt teruggeregeld als het ingangssignaal toeneemt, zijn hier goed te zien. Weblink Voor de schakeling is een print ontworpen waarvan de layout evenals de bijbehorende onderdelenlijst kan worden gedownload van de Elektor-website. (090944) Kees van het Hoff De is een veelzijdig CMOS-IC dat zes Schmitt-trigger-inverters bevat. Deze kan men prima gebruiken voor het realiseren van een aantal omschakelaars met hardwarematige denderonderdrukking. Voor iedere schakelaar zijn behalve één poort slechts een druktoets, een weerstand en twee condensatoren nodig. De werking is als volgt: de 1- F-condensator aan de uitgang wordt, afhankelijk van het uitgangsniveau van de inverter, geladen of ontladen via een 1-Mweerstand. Een druk op de knop zorgt er voor dat de ingang van de poort verandert van niveau en daardoor klapt de uitgang om. De 10- nf-condensator bepaalt de uitgangspositie na 83

85 inschakelen van de voedingsspanning; deze kan men naar behoefte verbinden met de voedingsspanning of met massa. Ingedrukt houden van de schakelaar resulteert in een blokgolf aan de uitgang, waarbij de RC-tijd ongeveer 1 s bedraagt. Met de componentenwaarden kan geëxperimenteerd worden. (100342) Noël Demissy Met deze schakeling is het mogelijk om met vaste of willekeurige tussenpozen piepjes te laten horen voor de timing van een training. Elk tijdsinterval wordt gemarkeerd met een piepje en het einde van een onderdeel wordt met een dubbele piep aangegeven. Er zijn twee soorten instellingen voor trainingen. Instellingen 1 t/m 4 zorgen voor een bepaald aantal cycli die elk weer bestaan uit twee intervallen: een actief interval gevolgd door een rustperiode. Onderdeel 1 zorgt bijvoorbeeld voor 6 cycli opgebouwd uit een actieve periode van 15 s gevolgd door een rustperiode van 15 s. De drie eerste onderdelen zijn voorgeprogrammeerd, onderdeel 4 kan naar wens worden ingesteld. Met instelling 5 kan de vvo 2 max (velocity at maximal oxygen uptake) worden bepaald door de sporter op een loopband elke 2 minuten met een steeds grotere snelheid te laten ren- 84

86 nen. De loopafstanden tussen de trajecten zijn naar keuze 20 m of 25 m. De beginen de maximumsnelheid kunnen worden ingesteld. Na 2 minuten wordt de snelheid met 1 km/h verhoogd. Het aantal trajecten in twee minuten wordt dus steeds groter met een steeds kortere tijd. De vvo 2 max geeft de laatst bereikte snelheid die door de sporter is gehaald. Het schema bestaat slechts uit een microcontroller, 5 drukknopjes, een 2-regelig display van 16 tekens per regel, een LED en een zoemertje. Een kristal is noodzakelijk voor een voldoende nauwkeurige timing. Na het aansluiten van de spanning is het systeem meteen gebruiksklaar. Door op de knop Run/Pause te drukken, gaat het systeem over naar de run-modus en de LED gaat branden. Door nogmaals op dezelfde knop te drukken, gaat het systeem naar Pause. Een training kan hervat worden zonder de lopende gegevens kwijt te raken. Een definitieve stop (door op de knop Escape te drukken) wist echter alle gegevens van de lopende training. Het programma (in BASIC en als HEXbestand), een voorgeprogrammeerde microcontroller en een uitgebreide tekst (alleen in het Frans) zijn allemaal beschikbaar via [1]. (100203) Weblink [1] Kai Riedel Na de vrijgave van FM-zenders met 50 nw zendvermogen verschenen kleine goedkope FM-zenders op de markt. Zoiets moest toch ook geschikt zijn voor de bouw van een kleine FM-testgenerator? Hiervoor is alleen een sinussignaal nodig, dat uit een aanwezige LFgenerator kan komen. Wanneer zo n apparaat niet beschikbaar is, kan de hier getoonde Wienbrug-oscillator worden gebouwd. FET T1 is voor amplitudestabilisering, om de vervorming laag te houden. Het opgewekte signaal wordt via een 3,5-mm-stereoklinkstekerbus, waarin men normaal de 3,5-mm-stereoklinksteker van de FMzender in steekt, aan de zender aangeboden (L+Rsignaalaansluitingen van de klinkstekerbus doorverbinden). Het uitgangsniveau van de LF-oscillator moet met P1 zo worden ingesteld, dat de zender niet overstuurd wordt. 85

87 Bij de door de auteur toegepaste zender vormt de BH1418FV van Rohm het hart van het HF-gedeelte. De datasheet van dit IC kan men met Google eenvoudig opzoeken en het kan erbij helpen, de HF-uitgang op de print van de zender te lokaliseren. Dan kan men het FM-signaal met een coaxkabel uitkoppelen en in de antennebus van een te testen ontvanger voeren. Hierbij moet men op het maximale ingangsniveau van de ontvanger en op de aanpassing letten en eventueel een verzwakker op de ontvangeringang toepassen. Met de oscilloscoop kan men het signaal in de ontvanger volgen en het uitgangssignaal analyseren. (090427) Christian Tavernier De draadloze telefoon mag dan in bijna elk huis aanwezig zijn, maar daarmee hebben we het toestel nog niet altijd onder handbereik. En aangezien de beltoon meestal aanzienlijk zachter is dan we van zijn voorganger met de kiesschijf gewend waren, kan het gebeuren dat we een oproep missen doordat het ding op de gebruikelijke plaatsen niet te vinden is. In het recente verleden was een extra telefoonbel nog redelijk gemakkelijk verkrijgbaar en die kon je ook gewoon aansluiten op iedere mogelijke telefoonaansluiting. Het lijkt er echter op dat zulk handig toebehoren aan het verdwijnen is. Daarom heeft de auteur besloten deze beltoon-omroeper te ontwikkelen. U kunt hem aansluiten op elke mogelijke abonneelijn, u kunt er elk willekeurig apparaat met een lichtnetaansluiting mee schakelen, en dit alles met inachtneming van alle geldende voorschriften ten aanzien van veiligheid en isolatie. Een extra telefoonbel of zelfs een sirene voor het geval u zich bijvoorbeeld in de tuin bevindt kunt u ermee schakelen, maar u kunt er bijvoorbeeld ook een lamp mee aan laten gaan bij wijze van stil alarm, zodat de baby niet wakker wordt van de telefoon. Het schema is ontworpen met het oog op compatibiliteit met alle voorkomende telefoonsystemen (voor zover bij ons bekend), maar ook om zelfstandig te kunnen werken. Ook in landen waar uitsluitend goedgekeurde apparatuur aan het telefoonnet mag worden aangesloten is deze beltoon-omroeper zonder gevaar te gebruiken. Om het principe te kunnen begrijpen hoeft u alleen maar te weten dat het belsignaal uit 86

88 het telefoonnet, in PTT-jargon de wektoon, een wisselspanning is waarvan amplitude en frequentie van land tot land enigszins kunnen verschillen, maar die qua waarde toch wel degelijk vergelijkbaar zijn. In rust of tijdens een gesprek daarentegen staat er alleen een gelijkspanning op de lijn. Via condensator C1 wordt de wektoon opgepikt, vervolgens door D2 gelijkgericht en dan in amplitude begrensd door D1. Het resultaat is een gelijkspanning waarmee C2 wordt opgeladen, waardoor LED D3 oplicht, evenals de LED in optocoupler IC1. Deze laatste is geen gewone optocoupler, maar een fototriac die wacht op de nuldoorgang van de netspanning en dan schakelt. Het voordeel is dat dit weinig of geen parasitaire schakelpieken op de netspanning oplevert, wat we met een gewone fototriac niet voor elkaar zouden krijgen. De uitgangstriac van IC1 is zelf niet krachtig genoeg om netspanning mee te schakelen maar hij stuurt de gate van triac TRI1 waarmee dat wél kan. Dit is een klassieke triac van 400 V en X A, waarbij u X zelf kiest afhankelijk van het maximale vermogen dat u met deze schakeling wilt schakelen. De weerstanden en condensatoren R6 en C4 aan de ene kant en R5 en C3 aan de andere kant van de triac dienen om schakelpieken te onderdrukken. Die schakelpieken zijn op zichzelf al behoorlijk klein, dankzij het feit dat IC1 alleen schakelt op de nuldoorgang. De praktische opbouw van de schakeling is helemaal niet moeilijk, maar enige voorzorg bij de keuze van de componenten is wel noodzakelijk. Allereerst moet condensator C1 een MKT of mylar type zijn (of gelijkwaardig) en hij moet 250 V aan kunnen vanwege de vrij forse amplitude van het belsignaal. Voor condensatoren C3 en C4 is het om veiligheidsredenen absoluut noodzakelijk dat deze zelfherstellend zijn en geschikt voor 250 V wisselspanning. Neem hiervoor speciale lijnfilter-condensatoren die voldoen aan klasse X of X2. De triac is gespecificeerd voor een voedingsspanning van 400 V en een maximale stroomsterkte die net iets groter moet zijn dan de maximale stroom van het apparaat dat u ermee wilt schakelen. Dat zal meestal een extra bel of een gloeilamp zijn en danis2aindemeeste gevallen ruimschoots voldoende. De triac hoeft niet op een koelvin te worden gemonteerd, want de schakeling is steeds maar korte tijd in gebruik alleen gedurende het klinken van de beltoon, immers. Een laatste belangrijk punt: het rechter deel van de schakeling is rechtstreeks met het lichtnet verbonden. Om voor de hand liggende veiligheidsredenen is het dus absoluut noodzakelijk dat dit deel in een geïsoleerde behuizing wordt geplaatst. Er valt verder niets af te regelen, dus de schakeling zal in de meeste gevallen direct zonder mankeren functioneren. Wanneer het belsignaal echter erg zwak is, zult u zien dat D3 maar zwak oplicht en dat dan ook de triac niet goed of knipperend aanspreekt. In dat geval kunt u dit verhelpen door voor R1 een lagere waarde te nemen. (081171) Philip Muylaert Deze schakeling is een tester voor een magneto van kleine vliegtuigmotoren. Deze magneetontstekingen (bobines) worden ook gebruikt in kleine ontstekingsmotoren van bromfietsen en grasmachines, kortom motoren zonder batterij. Het te testen onderdeel bestaat uit een primaire spoel parallel aan een onderbreekschakelaar. Van deze onderbreking moet het juiste tijdstip kunnen worden ingesteld. Aangezien de spoel zeer laagohmig is, is het moeilijk te meten wanneer de schakelaar open of gesloten is. Met 87

89 deze schakeling kan men dit vaststellen door middel van een LED en pieper. De schakeling is dubbel uitgevoerd omdat er in vliegtuigmotoren (Cessna, Piper e.d.) steeds 2 magneto s parallel zitten voor de bedrijfszekerheid. Met deze tester kan men dus 2 magneto s afregelen ten opzicht van elkaar. De schakeling bestaat uit een 555 met een paar transistoren. De 555 levert een blokgolf van ongeveer 3000 Hz. Dit signaal gaat naar de NPN-powertransistoren T1 en T2; deze kunnen redelijk wat vermogen leveren en zijn bestand tegen spanningspieken van de zware spoelen. De testaansluiting (K2 resp. K34) wordt aangesloten parallel aan de te testen onderbreker, die op zijn beurt weer parallel staat aan de magnetospoel. De frequentie van 3000 Hz wordt ofwel kortgesloten door de onderbreker of bij open onderbreker wat opgeslingerd door de spoel zelf. Hierdoor kan men het verschil detecteren tussen een gesloten en een open onderbreker, ondanks de zeer lage weerstand van de spoel die hier parallel aan ligt. Bij open onderbreker zullen de opgeslingerde pulsen T3 resp. T4 open sturen, waardoor de bijbehorende LED oplicht en de buzzer een toon laat horen. De onderdelen zijn niet kritisch, neem voor de piëzo-zoemer wel een gevoelig type. De voeding bedraagt 3 V (2 maal AA of AAA batterijen). (100300) 88

90 Joël Guittet Deze evaluatiekaart rond de 68HCS08DZ60 van Freescale is in de eerste plaats bedoeld als platform voor experimenten met de CANbus. De kaart is dus uitgerust met een CANdriver en de bus is beschikbaar op een 3- polige aansluiting. Tevens is de kaart voorzien van een RS232-driver. Ook de SCI1-poort van de microprocessor is beschikbaar op een 89

91 standaard female DB9-connector. De CANdriver en de RS232-driver kunnen met behulp van jumpers losgekoppeld worden van de microprocessor. De 5-V-voeding (met LED-indicatie) is opgezet rondom IC1. Het betreft hier een schakelende regelaar van Texas Instruments. Deze kan echter zonder modificaties aan te brengen, vervangen worden door een klassieke 7805 (R1 is in dat geval overbodig en hoeft niet gemonteerd te worden). Het gedeelte voor de klok kan dankzij twee jumpers losgekoppeld worden van de microprocessor. De microprocessor kan namelijk ook op een interne klok werken. Via connector K2 kan de processor geprogrammeerd worden en connector K3 geeft toegang tot alle pennen van de processor (behalve BKGD die alleen voor het programmeren bedoeld is) zodat bijvoorbeeld een insteekmodule gebruikt kan worden. Voor het programmeren is het programma CodeWarrior For Microcontrollers nodig, gratis te downloaden op de site van Freescale, en een 68HCS08 programmer. Op dit gebied is er keuze uit meerdere oplossingen, zoals de Multilink programmer van PEMicro of de OSBDM [2,3]. Voorbeeldprogramma s en andere Freescale microprocessor-gerelateerde informatie is (in het Engels) te vinden op de site van de auteur [4]. De layout van de print is beschikbaar op [1]. Deze dubbelzijdige print is een goede oefening voor beginners op dit gebied, want de bovenkant telt maar zeer weinig sporen en er hoeven geen gaten te worden doorgemetalliseerd. (090526) Weblinks [1] [2] forums.freescale.com/freescale [3] [4] myfreescalewebpage.free.fr Christian Tavernier Net als gelijksoortige apparaten op dit gebied bestaat deze netwerk-kabeltester uit twee delen, namelijk een kastje met het zendgedeelte dat aan het begin van het netwerk wordt geplaatst en van een voeding is voorzien, en een passief kastje dat op een aansluiting van het netwerk wordt gestoken. In elk van deze kastjes zijn in dezelfde volgorde 8 LED s geplaatst. Na het indrukken van een toets in de manuele modus, of in het ritme van een oscillator in de automatische stand, lichten de 8 LED s van de zender na elkaar op; op de ontvanger moet tegelijkertijd hetzelfde patroon zichtbaar zijn. Door gewoon het patroon van oplichtende LED s op de ontvanger te volgen, komt niet alleen genadeloos iedere bedradingfout aan het licht, maar ook elke draadbreuk (de desbetreffende LED licht dan niet op) en kortsluiting (twee of meer LED s lichten tegelijk op). Het schema van de zender is relatief eenvoudig. Schmitt-trigger IC1.A is als multivibrator geschakeld, waarbij we de snelheid met P1 in kunnen stellen, IC1.B dient er voor om in de handmatige modus contactdender van druktoets S2 te onderdrukken. Met schakelaar S1 kan één van de uitgangen verbonden worden met de ingang van IC3, een 10-teller die in deze opzet niet verder dan 8 telt omdat uitgang Q8 verbonden is met de reset-ingang van het IC. Uit het oogpunt van veiligheid (kortsluiting in het netwerk bijvoorbeeld) is er voor gekozen om de uitgangen niet te gebruiken om er rechtstreeks de LED s mee aan te sturen. Daarom is een ULN2803 toege- 90

92 voegd. Deze chip die 8 darlington-transistors bevat die elk tot 500 ma kunnen verwerken, stuurt de 8 LED s aan op de zender (D12 t/m D19) en zet dezelfde signalen op de contacten O1 t/m O8 van de connector waar de te testen kabel in gestoken moet worden. Aan het uiteinde van de kabel bevindt zich de ontvanger met daarin een connector met de contacten I1 t/m I8 en 8 LED s (D20 t/m D27) met bijbehorende stroombegrenzingsweerstanden. Om de LED s ook daadwerkelijk te laten branden moet er wel een common -verbinding tussen zender en ontvanger bestaan. In het geval van een afgeschermd netwerk kan de afscherming deze taak op zich nemen. Lukt dat niet, dan zit er niets anders op dan het trekken van een losse draad als common -leiding. De zender kan gevoed worden uit een 9-Vnetadapter die zo n honderd ma moet kunnen leveren. De voeding voor IC1 en IC3 is via een spanningsregelaar gestabiliseerd op 5 V, hoewel dat strikt genomen niet noodzakelijk is. Voor sporadisch kort gebruik kunnen we ook een 9 V blokbatterij nemen. Wanneer de schakeling alleen wordt gebruikt voor het testen van netwerkkabels, kunnen de aansluitingen O1 t/m O8 en I1 t/m I8 worden uitgevoerd met behulp van twee RJ45- connectoren, met daarnaast een aparte COMaansluiting. Let goed op een overeenstemmende nummering en opstelling van de LED s van de zender en die van de ontvanger. In de automatische stand zullen de LED s dan een keurig looplicht genereren als alles in orde is. (091074) 91

93 Rainer Schuster Tegenwoordig worden voortdurend nieuwe componenten met steeds geraffineerdere features voor de aansturing van LED s met constante stroom aangeboden. De hier getoonde schakeling is bedoeld voor iedereen die van eenvoudig en goedkoop houdt. De stroom door de LED s veroorzaakt een spanningsval over R1 die vanaf een basisemitterspanning van T1 van 0,6 V de gatesource-spanning van T2 zo ver doet afnemen, dat een constante stroom van 0,6 V/R1 door de LED s loopt. Via de stuuringang kunnen de LED s met een spanning tussen 5 V tot ongeveer 12 V ingeschakeld of met een spanning van 0 V uitgeschakeld worden. Als deze ingang met een pulsbreedte-gemoduleerde blokspanning wordt aangestuurd, kan men ook de helderheid van de LED s beïnvloeden. De voedingsspanning van de in serie geschakelde LED s kan eigenlijk willekeurig hoog zijn, zolang de maximaal toelaatbare drainsourcespanning van T2 maar niet wordt overschreden! Bij de keuze van T2 en de dimensionering van een eventuele koeling moet men rekening houden met de dissipatie: (V+ LED-spanning) I LED (090371) Ian Field De TDA7052A is een kant-en-klare versterker met een spanningsgestuurde volumeregeling in één chip (Farnell ). We gebruiken hem hier als versterkertrap met variabele gain in een compressor voor elektrische gitaar. Reden: de CA3080 Operational Transconductance Amplifier (OTA) die je vaak ziet in dergelijke pedaaltjes, is moeilijk te vinden. Merk op dat de TDA7052 (zonder A) deze DC-gestuurde volumeregeling niet heeft. De ingangsgevoeligheid van de TDA7052A is relatief gering en ook de ingangsimpedantie is vrij laag, vandaar de voorversterking met T1, een JFET met gemeenschappelijke source. Emittervolger T2 zorgt voor impedantieaanpassing naar de ingang van IC1. We gebruiken de dubbele uitgang van IC1 om de uitgangsbelasting gescheiden te houden van de diodepomp. De vervorming zou dankzij de 92

94 zeer lage uitgangsimpedantie van IC1 (0,2 ) wel meevallen, maar toch. De uitgang op pen 8 gaat via ontkoppelcondensator C7 naar niveauregelaar P3. De uitgang op pen 5 stuurt fasesplitter T3, waarvan de uitgangen om beurten T4 en T5 aansturen, een halve periode elk. De uitgangen van deze twee parallelle transistoren ontladen C9. Dit vormt in feite de stuurspanning voor pin 4 van IC1. De JFET-trap in de voorversterkertrap clipt als I DSS te hoog is. Een 2N3819 voor T1 is mogelijk, mits je een exemplaar neemt met een I DSS van minder dan 5 ma, anders werkt de ingangsversterker niet. De aangegeven J113 heeft een minimum I DSS van 2 ma. Een bovengrens is niet vermeld. De source-weerstand R5 kan experimenteel bepaald worden door daar eerst een trimpotmeter te plaatsen en die zo af te regelen dat de drain op de helft van de voedingsspanning komt. Zo stel je het werkpunt in voor de grootst mogelijke spanningszwaai. Met lagere waarden voor de drainweerstand zou je ook willekeurige exemplaren van de 3819 kunnen gebruiken. In zowel de datasheet als de application note van de TDA7052A wordt benadrukt dat het belangrijk is om de voedingsspanning te ontkoppelen. Een elco van goede kwaliteit voor C6 is aanbevolen. Met de waarde van 0,1 F voor C5 volgen we de datasheet, maar als je een mini-uitvoering hebt van 0,22 F die daar past, mag dat ook. Alle beetjes helpen. C5 moet fysiek zo dicht mogelijk bij de voedingspennen van IC1 worden geplaatst. Wie zo ver gaat om zelf een print voor een gitaarpedaal te maken, zal waarschijnlijk ook wel weten hoe je de bypass-voetschakelaar aansluit. Maar bij het plaatsen van de potmeters moeten we nog wel wat aantekenen. In het ideale geval hoef je maar één van de twee polen van de schakelaar aan te sluiten, zodat je om kan schakelen tussen de compressoruitgang en een extra potmeter in de voorversterker. Het zal allicht handig zijn om P1 (pre-gain) op het frontpaneel te monteren. Dit is meteen ook een goede aansluiting voor de voetschakelaar. De beste optie is om een 2 10-k potmeter op de plaats van P1 te gebruiken, met de loper van de ene naar pen 2 van IC1 (pre-gain) en de loper van de andere naar de bypass-schakelaar (bypass gain). P2 (sustain) bepaalt hoeveel effect de spanning van C9 op de spanning op pen 4 van IC1 heeft. P2 bepaalt dus het bereik van de compressie. De schakeling wordt gevoed met een 9-Vbatterij. Met een schakelaar in serie zou je de schakeling uit kunnen zetten, maar bij effectpedaaltjes wordt dat meestal met een metalen stereo-jack-chassisdeel gedaan. De tip 93

95 voert het signaal en de ringaansluiting van het chassisdeel komt aan massa wanneer je er een monojack in steekt. We gaan ervan uit dat de massa van het chassisdeel contact maakt met de metalen behuizing. Als je de negatieve pool van de batterij aan de ringaansluiting van het ene chassisdeel soldeert en de massa van de print aan die van het andere, schakel je de batterij uit door één van beide jackpluggen eruit te halen. De schakeling van C1 tot P1 kan op zichzelf ook goed dienen als clean boost -pedaal de ingangsimpedantie is binnen redelijke grenzen zo groot te maken als je wilt en T2 zorgt voor een heel lage uitgangsimpedantie, zodat je lange kabels kunt gebruiken zonder hoge tonen te verliezen waarmee je de ingang van buizenversterkers kunt oversturen iets wat bij transistorversterkers niet veel zin heeft. Echter, afhankelijk van de keuze van de JFET en de instelling is het mogelijk dat een goede gitaar met dito elementen de ingangstrap in enige mate overstuurt. (090795) Burkhard Kainka Deze schakeling bestaat uit negen achter elkaar geschakelde inverterende transistortrappen met een LED tussen emitter en massa, waarbij de uitgang van de laatste trap met de ingang van de eerste trap verbonden is. Het principe is hetzelfde als bij de ringoscillator die door de auteur elders in deze uitgave (bladzijde 388) wordt beschreven. De individuele trappen hebben hier echter extra vertragingsnetwerkjes die telkens bestaan uit een weerstand van 33 k en een elco van 47 F. De schakeling werkt met een willekeurig oneven aantal LED-trappen en dus ook (zoals hier te zien is) met negen LED s. De schakeling is zelfstartend en verrast door het knipperpatroon. Als je steeds naar twee LED s kijkt, dan ziet het eruit als een wisselknipper. In wezen is er altijd een brandende LED naast een donkere LED. Maar in een snelle kring- 94

96 loop wisselen de toestanden. Een storing gaat de hele lus rond. Hoe dat er uit ziet is in een Youtube-video te zien [1]. (110194) Weblink -U_vAx_EK_M Al Baur Als u met een modelvliegtuig in het donker vliegt, is het handig om de vleugels te voorzien van verschillend gekleurde lichten. Superfelle rode en blauwe LED s kunnen worden gebruikt als indicatie voor landen en opstijgen, en zijn op afstand zichtbaar. Bij montage op een helikopter zorgen de gekleurde LED s ongetwijfeld binnen een paar dagen voor UFO-berichten in de lokale krant. De meeste zenders voor modelbesturing hebben een extra aan/uitkanaal ( SWITCH ) dat pulsen met een vaste lengte van 1 ms of 2 ms uitzendt; zoniet, dan kan de hier beschreven schakeling ook met een standaard stickkanaal worden gebruikt. De schakeling bevat drie IC s. Twee helften van een CD4538 genereren pulsen met een vaste lengte. Deze worden getriggerd door het uitgangssignaal van de ontvanger, waarbij 95

97 IC1.A pulsen van 1,25 ms levert en IC1.B pulsen van 1,75 ms. Twee flipflops uit een 4013, IC2.A en IC2.B, vergelijken deze referentiepulsen met de uitgangspulsen van de ontvanger die bij een aan/uit-kanaal 1 ms en 2 ms lang zijn en bij een stick-kanaal variëren tussen1msen2ms. Het resultaat van de pulsvergelijking verschijnt op de Q- en Q-uitgangen van de flipflops. Als er geen pulsen van 1 ms of 2 ms worden gedetecteerd, wordt met behulp van poort IC3.A op een derde digitale uitgang aangegeven dat de pulslengte 1,5 ms is. Tenzij u low-power-led s gebruikt (niet aanbevolen), moeten de rode en blauwe vleugel- LED s via driver-transistoren worden aangesloten. (081145) Jonathan Hare Deze eenvoudige en goedkope schakeling toont aan, dat mobiele telefoons voldoende HF-energie (radiogolven) genereren om een LED te laten oplichten. Sluit een hele-golflengte lusantenne (een Quad ) aan op een germaniumdiode en een superheldere LED. De golflengte is 30 cm, dus het vierkant heeft een grootte van 7,5 cm per kant. De lus kan gemaakt worden van koperdraad, dun plaatmetaal of een printspoor op een pcb. Een germaniumdiode is het beste, want de LED heeft waarschijnlijk ook een grote eigen capaciteit bij de zeer hoge frequenties die de telefoon genereert (800/900 MHz of 1800 MHz). De LED zal werken op gelijkspanningsachtige pulsen van de germanium diode (die een kleine capaciteit en een lage drempelspanning heeft). Zoek in de rommelkist (of die van opa) naar fossielen zoals de OA91, OA95, OA79 of AA119. Het kan ook met simpele siliciumdioden als de 1N914 of de 1N4148, maar dat zal minder goed werken. Ook Schottky-dioden zoals de BAT85 zijn te proberen, maar uiteindelijk blijkt toch dat goede oude germanium het beste. Zet het mobieltje dicht bij de lus en kies een nummer (gebruik een gratis nummer) of stuur een SMS. De radiogolven zullen een spanning in de lus induceren die groot genoeg is om de LED te laten oplichten. De LED zal opflitsen wanneer er een pakket digitale data wordt verzonden door de zender van de mobiele telefoon. Afhankelijk van het type telefoon kan het nodig zijn om hem in te stellen op GSM 900/1800 en niet op 3G-netwerk in het instellingenmenu. De schakeling kan ook aantonen dat een mobiele telefoon wel uitzendt voordat hij een 96

98 ringtone laat horen. Met tussenpozen zal hij zijn aanwezigheid rapporteren aan het netwerk (waarbij gebruik gemaakt kan worden van verschillende vermogensniveaus). Andere experimenten met deze schakeling zijn te vinden op de website van de auteur [1]. (100392) Weblink [1] [1] mobile_led.html Sanne-Martijn Kessel Deze klok geeft de tijd weer in een binair systeem met behulp van LED s. Door gebruik te maken van Flowcode [1], is het erg gemakkelijk om de gebruikte PIC-controller te programmeren. De schakeling is zeer eenvoudig en kan met losse onderdelen op een stukje 97

99 gaatjesprint worden opgebouwd of met de E- blocks-modules EB006 (1 ; PIC Multiprogrammer), EB004 (3 ; LED s), EB005 (1 ; LCD) en EB007 (1 ; schakelaars) in elkaar worden gestoken. De firmware, te downloaden van de bij dit artikel behorende site [2], bepaalt in grote mate de functie van de schakeling. Zes LED s voor de aanduiding van seconden worden aangestuurd door port B, zes LED s voor de minutenaanduiding worden via port C aangestuurd en de aansturing van de vijf LED s voor de aanduiding van de uren neemt port D voor zijn rekening. Twee drukknoppen op port E dienen voor het instellen van de juiste tijd (S1 voor de minuten en S2 voor de uren). Zo blijft port A over voor een display in 4-bit modus. Op dit display worden, ten overvloede, ook de tijd en het dagnummer (1 t/m 7) getoond. Met S3 wordt de processor gereset en worden dus ook de seconden op nul gezet. Door de (witte) LED s loopt een stroom van ongeveer 11 ma, zodat de totale stroom die door de PIC geleverd moet worden, altijd onder de 200 ma blijft. De LED s projecteren hun licht op melkglas waarop een transparante sheet met de getallen zit. Hier overheen zit weer een normaal glasplaatje. De LED s zitten in een frame met gaatjes, waardoor ze mooi op hun plaats blijven zitten. Voor de voeding kan een (gestabiliseerde) netadapter van 5 V/400 ma gebruikt worden. Goldcap C4 is toegevoegd om de schakeling even zonder netadapter te laten functioneren, maar kan eventueel worden weggelaten. Om middernacht springt de tijd 54 seconden vooruit om er voor te zorgen dat de klok gelijk loopt (dit is in Flowcode zelf te wijzigen indien nodig). Dit is nodig omdat het verlagen of verhogen van de interne counter net te veel of te weinig is om de tijd perfect te laten kloppen. Op de foto is het: = 21 uur (onderste rij) =57 minuten (middelste rij) =53 seconden (bovenste rij) Met een leuk kastje eromheen heb je een mooie designklok waarvan het bezoek zich gegarandeerd zal afvragen wat het is! (090187) Weblinks [1] [2] Christian Tavernier Gelukkig zijn de meeste passieve componenten die we in de praktijk onder ogen krijgen, op redelijk eenvoudige wijze te testen, maar deze vlieger gaat helaas niet op voor kristallen. De controle op de juiste werking van een kristal kan niet met standaard meetapparatuur worden uitgevoerd. Een kristal is in principe een heel eenvoudig onderdeel, het is niet meer dan een nauwkeurig op maat geslepen schijfje kwarts dat contact maakt met de 98

100 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1=22k R2=1k R3 = 880 Condensatoren C1=1n C2 = 100 p C3 = 2n2 C4=10n C5 = 100 n Halfgeleiders D1, D2 = 1N4148 T1 = BF494 T2 = BC547 LED1 = LED Diversen Voetje voor kristal, type HC 6/U en/of HC 18/U buitenwereld door middel van twee metalen elektroden of via twee gemetalliseerde vlakjes met hetzelfde doel. De eigenschappen van een kristal brengen met zich mee dat ohm- of capaciteitsmetingen geen relevante informatie opleveren omdat, ongeacht de kwaliteit van het kristal, de weerstand enkele M en de capaciteit slechts enkele pf bedraagt. De enige mogelijkheid die we nu nog hebben bestaat uit het opnemen van het kristal in een oscillatorschakeling om te zien of het wil oscilleren. Het goede nieuws is dat voor een bespottelijk geringe investering onze tester de klus kan klaren! In de praktijk komen we kristallen met zeer uiteenlopende frequenties tegen, het merendeel heeft echter een frequentie tussen 1 MHz en 50 MHz. De oscillator die we willen bouwen moet dus over een zeer breed frequentiegebied kunnen werken. Deze taak is toebedeeld aan transistor T1 die als oscillator geschakeld is. Voor die oscillator is een configuratie gekozen die niet gebonden is aan een bepaalde frequentie. Als u op de hoogte bent met dit soort oscillatorschema s, zal het u opvallen dat de toegepaste condensator een abnormaal grote waarde heeft. Hierdoor is de schakeling geschikt voor nagenoeg alle kristallen tussen 1 en 50 MHz. Als het kristal in orde is, staat op de emitter van T1 een quasi-sinusvormig signaal met de frequentie van de grondtoon van het kristal. Dit signaal wordt gelijkgericht door D2 en laadt condensator C4 via D1. Zodra de spanning over deze condensator een bepaalde waarde bereikt, gaat transistor T2 geleiden en brandt de in de collectorleiding opgenomen LED als bewijs van de goede werking van het kristal. De werkgwijzevan deze schakeling houdt echter wel in dat we niet kunnen meten op welke frequentie het kristal werkt, maar de ervaring heeft geleerd dat een defect kristal helemaal niet oscilleert en dat een goed kristal oscilleert op de frequentie waarvoor het geslepen is of op één van zijn boventonen (zie onder). Als u graag wilt weten op welke frequentie het kristal werkt, is het mogelijk om deze frequentie met een frequentiemeter of een oscilloscoop te meten over de aansluitingen van weerstand R2. 99

101 De opbouw van de schakeling zal geen noemenswaardige problemen geven, zeker niet als u gebruik maakt van het kleine printje dat wij voor deze schakeling ontworpen hebben (zie de componentenopstelling die hier is afgebeeld). U kunt natuurlijk ook een stukje gaatjesprint gebruiken. In beide gevallen moet het printmateriaal beslist epoxy zijn en geen pertinax, dit vanwege de hoge frequenties waar we mee te maken hebben. Voor het testen van kristallen met massieve aansluitpennen kunt u het beste twee voetjes van het type HC 6/U en HC 18/U nemen die parallel aan elkaar worden gesoldeerd. Kristallen met buigzame aansluitingen kunnen natuurlijk in een willekeurig voetje worden gestoken. De schakeling werkt op een spanning van 9 V. Een blokbatterij van 9 V is meer dan voldoende, gelet op het geringe stroomverbruik van de schakeling en het feit dat de schakeling steeds maar kortstondig in gebruik is. Zoals we eerder al opmerkten, werkt de schakeling met kristallen waarvan de frequentie tussen 1 en 50 MHz ligt, dit zijn vrijwel alle kristallen die op de markt zijn. We moeten echter wel beseffen dat een kristal waarvan de opdruk een hogere frequentie dan 50 MHz vermeldt, zelden werkelijk op die frequentie werkt maar dat het hier een boventoon betreft waar de bewuste schakeling voor dit kristal op afgestemd moet zijn. De grondtoon van een dergelijk kristal is dus in het algemeen 2 tot 3 maal lager, al naar gelang de gebruikte harmonische. Deze manier van werken, die misschien merkwaardig overkomt, heeft te maken met het feit dat voor hogere frequenties het plakje kristal steeds dunner geslepen moet worden. Op een gegeven moment bereiken we dan de grens waarbij het kristal spontaan breekt als we het rechtstreeks op een dergelijke hoge frequentie willen laten werken. (081178) Weblink [1] Downloads & Producten PCB print-layout beschikbaar op P. Rondane AVR device not responding. Met deze boodschap beginnen vaak de problemen tijdens het programmeren van een Atmel microcontroller! Het probleem is vaak het gevolg van een slechte programmering van de fuse bits. Hierbij komt deze deblokkeringsprobe goed van pas... Houd na het inschakelen van de voeding simpelweg met een hand de punt van de hier beschreven probe op pen XTAL1 van de microcontroller en start vervolgens met de andere hand het programmeren van de microcontroller met uw favoriete programmer. En klaar is Kees, de C doet het weer! De elektronica in deze probe is heel eenvoudig gehouden om het nabouwen te vergemakkelijken. Deze bestaat uit een oscillator 100

102 met een 74HC04 die een blokspanning van ongeveer 500 khz opwekt. Het gaat ook met een 74HC14, maar afhankelijk van de fabrikant van het IC kan de frequentie van ongeveer 500 khz er wel zo n 50 khz naast zitten. Dat heeft echter geen enkele invloed op de werking van de probe. Het printje voor de deblokkering wordt aangesloten met een stukje lintkabel dat is voorzien van twee 2 5-pens persconnectoren. De aansluitgegevens van deze connector volgen de standaard opzet die in de meeste AVRschakelingen wordt toegepast. De eerste connector wordt verbonden met het deblokkeringsprintje voor de voeding van de elektronica. De tweede connector wordt verbonden met een ISP-programmer (compatibel met STK200). Het contact met het kristal wordt gemaakt met een naaldje, waardoor er ook nog contact gemaakt kan worden door een laagje soldeerlak heen. Het is niet nodig om het kristal er uit te solderen. Het printontwerp (Eagle) is te vinden op [1]. (110374) Weblink [1] Albert Bitzer SD-geheugenkaartjes worden veelvuldig toegepast in schakelingen met microcontrollers. Op internet kun je een schat aan softwarebibliotheken en voorbeelden van programma s vinden. Voor sommige projecten, zoals bij modelbouw, is echter een SD-kaarthouder eigenlijk nog veel te fors. De oplossing is dan een MicroSD-kaart, die immers veel kleiner is [1]. De firma Hirose [2] levert een aantal kaarthouders die bovendien ook goed verkrijgbaar zijn, o.a. bij Farnell [3] en Digikey [4]. Het type DM3 is verkrijgbaar in drie verschillende uitvoeringen: DM3A is een push-pushtype, de DM3C is een klapvariant en de DM3D is een simpele stekerverbinding. Deze kaarthoudertjes zijn goed te solderen, ook met een gewone soldeerbout. Om het voor de modelbouwers onder u nog wat eenvoudiger te maken, heeft de auteur een Eagle-bibliotheekje gemaakt, waarin u 101

103 voorzien van headers, zodat u ze eenvoudig met een microcontroller (bijvoorbeeld op gaatjesboard) kunt verbinden. (110044) alle drie de typen vindt. Een gezipte versie van dit bestand is gratis te downloaden van de Elektor-webpagina voor dit project [5]. Voor gebruik met experimenteer- of adapterprints zijn de aansluitingen van de DM3A Weblinks [1] [1] sdcard#microsd [2] [3] [4] [4] Hirose/DM3/DM3.html [5] Petre Tzvetanov Petrov De low-drop spanningsregelaars van de LM2931-serie zijn niet alleen nuttig voor het voeden van microcontrollersystemen, ze zijn ook te gebruiken als een laagfrequente (bijna-)random ruisgenerator. Beide IC s leveren typisch 0,5 mv eff ruis aan de uitgang over een condensator van 100 F in een frequentiebereik van 10 Hz tot 100 khz. Als dit meer dan 200 maal wordt versterkt, Die ruis kan bijvoorbeeld worden gebruikt om toevalsgetallen te genereren door de spanning naar een ADC te voeren, om te simuleren dat een digitale poort volkomen in de war is geraakt of voor allerlei andere doelen die slimme programmeurs kunnen bedenken. De uitgangsspanning van de LM2931A-5.0 ligt tussen 5,19 V en 4,81 V. Bij de LM is dit 4,75 V tot 5,25 V. Het achtervoegsel Z geeft aan dat de chip een TO-92 behuizing heeft. 102

104 hebben we een ruisspanning van zo n 100 mv, wat genoeg is voor toevallige aansturing van enkele van de laagste bits van een 10-bits ADC, waarbij het LSB overeenkomt met 0,5 mv. Deze bits kunnen apart worden gebruikt of samengevoegd worden om grotere toevalsgetallen op te bouwen. In het schema zien we een voeding met een uitgangsspanning tussen 4,5 V en 5,5 V, die maximaal 80 tot 100 ma kan leveren. Diode D2 verhoogt de uitgangsspanning van de LM2931Z-5.0 met 0,6 ß 0,7 V. Diode D3 heft deze spanningstoename min of meer op. D1 beschermt de spanningsregelaar tegen verkeerd-om aansluiten van de voeding. Het ruissignaal van de spanningsregelaar wordt afgetakt via C7 en R2 en door T1 en T2 meer dan 200 maal versterkt. De uitgangsimpedantie van de versterker is vrij laag; het uitgangssignaal kan rechtstreeks naar de ingang van een A/D-converter worden geleid. De versterking wordt voornamelijk bepaald door weerstand R3, deze kan naar behoefte worden aangepast. D3, C5 en C6 verminderen de invloed van de belasting (meestal een microcontrollersysteem) op het ruissignaal aan de ingang van de versterker. Met de jumpers J1 en J2 kan de buffercapaciteit tussen D3 en de uitgang van de regelaar worden aangepast, om het beste compromis te vinden tussen stabiel gedrag van de regelaar enerzijds en een zo groot mogelijk uitgangssignaal anderzijds. Deze jumpers worden pas geplaatst bij het testen van de schakeling. Hoewel de schakeling ook werkt met andere spanningsregelaars, zoals de 78L05, genereren die veel lagere ruisniveaus, zodat de versterkingsfactor dan een stuk groter moet zijn. (100826) Ton Giesberts De hier afgebeelde indicator is speciaal ontwikkeld voor het afregelen van de op bladzijde 81 beschreven dynamiekbegrenzer en om te controleren of de maximaal in te stellen referentie (P1) moet worden aangepast. Om de toestand van de 4-bits up/down-counter uit de begrenzer te kunnen volgen, is hier een 4- naar-16 decoder toegepast, een Het IC kan gevoed worden uit de ±8 V van de begrenzer. Op de begrenzer-print zit een 6- polige connector (K5) waarop de 4 telleruitgangen en de voedingsspanning beschikbaar zijn. Hierop kan dan connector K1 van deze indicator worden aangesloten. Voor elke unieke 4-bit-combinatie aan de ingangen wordt een van de 16 uitgangen van de 4514 hoog, de rest blijft laag. In serie met elke LED is een aparte stroombegrenzings- 103

105 weerstand geplaatst. Een gemeenschappelijke kathodeweerstand was niet mogelijk omdat de meeste LED s slechts een maximale sperspanning van 5 V kunnen verdragen; de voedingsspanning bedraagt hier maar liefst 16 V! 16 naast elkaar geplaatste LED s geven een vloeiende indicatie van het regelverloop. Als extraatje kan men de eerste en de laatste LED een andere kleur geven (bijv. rood voor D1 maximale versterking en groen voor D16 minimale versterking; de overige LED s geel). Tijdens het kijken naar diverse bronnen (tv, DVD, mediaplayer enzovoort) kan men het gedrag met de rij van 16 LED s goed volgen en kan P1 in de begrenzer worden afgeregeld. Deze potmeter moet zo worden ingesteld, dat D16 net oplicht bij het grootste signaalniveau. Is dit niet mogelijk en blijft D16 voor een groot deel bij het verdraaien van P1 oplichten, dan zal men deze moeten vervangen door een grotere waarde. Natuurlijk kan P1 ook zo ingesteld worden dat de sterkste signaalbron iets boven het regelbereik van de begrenzer blijft. De schakeling is gemakkelijk op een stukje experimenteerprint op te bouwen. Het stroomverbruik is ongeveer 4 ma. (100354) Per Stegelmann Duimwielschakelaars zijn duur en moeilijk verkrijgbaar. Hier is een goedkopere, digitale equivalent met geheugenfunctie voor de ingestelde waarde. De schakeling kan geprogrammeerd worden voor verschillende output-formaten, zoals geinverteerde of niet-geïnverteerde BCD-code, voor het actieve niveau van de READ-pen en voor gebruik van hexadecimale of decimale BCD-waarde. De belangrijkste elementen in de schakeling zijn een ATtiny2313 met ingebouwde RCoscillator, een 7-segment LED-display (afmetingen en kleur naar keuze) en twee kleine drukknoppen. Alle functionaliteit van de schakeling is gerealiseerd met behulp van de firmware in de microcontroller (gratis te downloaden van [1]). De functies van de vier jumpers zijn als volgt: JP1 = aan: READ-input PD4 is actief hoog JP1 = uit: READ-input PD4 is actief laag JP2 = aan: geïnverteerde BCD-code JP2 = uit: standaard BCD- code JP3 = aan: hexadecimale waarde (0...F) JP3 = uit: decimale waarde (0...9) JP4 = aan: decimale punt AAN JP4 = uit: decimale punt UIT Met de drukknoppen kan de ingestelde waarde verhoogd en verlaagd worden. Als de ingestelde waarde in 10 s niet veranderd is, wordt de huidige waarde weggeschreven naar de interne EEPROM van de microcontroller, zodat deze bij het inschakelen van de voedingsspanning kan worden hersteld. De BCD-uitgangspennen geven alleen een uitgangssignaal als de READ-lijn (PD4) actief is (de UP/DOWN-toetsen zijn dan buiten werking). De rest van de tijd werken de druktoetsen normaal en zijn de uitgangslijnen 104

106 hoogohmig. Daardoor kunnen de datalijnen van meerdere van deze units parallel geschakeld worden tot een 4-bits bus. Ze kunnen dan één voor één uitgelezen worden met behulp van een 1-uit-16 adresdecoder. Zo kunnen tot 16 duimwielschakelaars uitgelezen worden via één 8-bits I/O-poort. Als de in de EEPROM opgeslagen waarde groter is dan het toegestane maximum, wordt de teller op nul gezet. Dit voorkomt problemen bij omschakelen tussen hexadecimale en decimale mode. (090538) Weblink [1] Gerard Seuren De auteur wilde een zeer goedkope eenvoudige alarminstallatie hebben voor diverse toepassingen, onder andere voor zijn elektrisch ondersteunde fiets. Als basis (alarmgever) is een goedkope zogenaamde raam-alarmgever gebruikt, waaraan een tijdschakelaar van circa 1 minuut is toegevoegd. De uitgangpuls van de 555 vervangt in de alarmgever het reed-contact. De 555 wordt getriggerd door een sensor die bij het voorwiel van de fiets is gemonteerd, in combinatie met een magneetje tussen de spaken. Deze sensor met magneet is afkomstig van een goedkope fietscomputer. Op het voorwiel van de fiets zit geen slot, zodat bij verdraaiing hiervan het reed-contact door de magneet kortstondig gesloten wordt. Hierdoor wordt de 555 getriggerd en deze activeert op zijn beurt de alarmgever. De schakeling rond de 555 is zeer zuinig en kan worden gevoed uit de batterijen in de alarmgever. Voor het monteren van de tijdschakelaar is nog net genoeg ruimte aanwezig in de behuizing van de alarmgever. 105

107 Het resultaat is een zeer goedkoop, compact apparaatje, waar alleen een kabeltje uit komt dat naar de reed-sensor aan het voorwiel loopt. EN EEN HERRIE DAT DIT DING MAAKT! Na 1 minuut stopt het lawaai en gaat het alarm weer standby. Het fietsalarm kan op een onopvallende plaats gemonteerd worden, bijv. onder het zadel, in een (grote) koplamp, in de accuruimte enzovoort. Hopelijk schrikt het alarm een mogelijke dief af of worden omstanders hierdoor gewaarschuwd dat er iets niet in de haak is. (100251) Ton Giesberts Een draagbaar navigatiesysteem heeft bij gebruik in de auto vaak een slechte ontvangst. Dat kan gemakkelijk worden verbeterd met behulp van een actieve antenne en de hier beschreven minischakeling die tevens als laadapparaat dienst kan doen. De ontvangststerkte bij een draagbaar navigatiesysteem zoals een TomTom, een Garmin etrex of een PDA/ mobieltje met ingebouwde GPS-ontvanger is in de auto vaak erg slecht door de metalen coating die bij moderne auto s vaak op de voorruit is aangebracht. Een oplossing is dan een actieve buitenantenne. Dit soort antennes is in allerlei soor- Het schema van de schakeling: een spanningsstabilisator en een antennekring die het GPS-signaal van de actieve antenne opnieuw afstraalt. 106

108 ten en maten te krijgen. Veel draagbare GPSontvangers hebben echter geen aansluiting voor een externe antenne (meer); ook bij PDA s komt dat bijna nooit voor. Om een navigatiesysteem zonder externe antenne-aansluiting toch te voorzien van een sterker signaal kan men gebruik maken van een zogenaamde re-radiating antenne. Achter of voor het navigatiesysteem (afhankelijk van de plaats van de ontvangstantenne in het navigatiesysteem) wordt dan een lusantenne opgesteld die het door een (buiten de auto gemonteerde) actieve antenne opgepikte en versterkte GPS-signaal opnieuw afstraalt. Op die manier krijgt het navigatiesysteem dan toch voldoende signaal om zijn werk goed te verrichten. Voor deze opzet hebben we alleen maar een commerciële actieve GPS-antenne nodig en een afgestemde kring die het signaal op de connector van de actieve-antenne-kabel weer afstraalt. Bovendien is een gestabiliseerde voeding nodig voor het voeden van de actieve GPS-antenne. En als we die toch bij de hand hebben, kan die eventueel meteen dienen voor het opladen/voeden van navigatiesysteem of PDA in de auto. De schakeling is zo klein dat alles gemakkelijk kan worden ondergebracht op een stukje experimenteerbord van enkele vierkante centimeters. Het schema bestaat feitelijk uit een standaardapplicatie van de spanningsregelaar LM317 (C3 voor minder ruis en hogere rimpel/storingsonderdrukking) en een doorluscircuit van het signaal van de actieve antenne naar de antenne die bij het navigatiesysteem komt te zitten. Als stralend element is een loopantenne genomen. Deze is gemaakt van een stevig stuk gelakt koperdraad dat aan de experimenteerprint is gesoldeerd waarop de rest van de schakeling is opgebouwd. De draad is 19 cm lang, gelijk aan de hele golflengte. Normaal wordt geadviseerd de lus tussen 1/8 en 1/4 van de golflengte te houden om zelfresonantie te vermijden. Maar met de grotere afmeting kan hij gemakkelijker in een vorm gebogen worden die beter bij de GPSontvanger past (de lus moet daar komen waar de interne antenne zich bevindt). De voedingsspanning voor de actieve antenne wordt eerst nog eens apart HF-ontkoppeld met R4 en C5/C6. R4 is een normale throughhole-weerstand die vooral inductief wordt gebruikt. De waarde voor R4 is laag gehouden om de spanningsval erover zo klein mogelijk te houden. Via L1 wordt het signaal van de actieve antenne ontkoppeld van de voedingsspanning. L1 is een luchtspoel van een paar windingen (een stuk of zes) die men om een kleine boor (diameter 5 mm) kan wikkelen. Houd tussen de windingen minstens de dikte van de gebruikte draad (bijvoorbeeld 0,5 mm CuL) afstand om de interne capaciteit laag te houden. Met een normale 100-pF-condensator wordt het signaal van de actieve antenne aan de loop-antenne gekoppeld. Het is allemaal niet zo kritisch. Op de foto is het opgebouwde prototype te zien. De schakeling bleek voortreffelijk te werken. We hebben binnen de dikke muren van ons kasteel getest met onder andere een Pocket PC Mio P350. Deze had binnen het gebouw geen ontvangst, maar door hem direct naast de loop-antenne te leggen werden vrij snel 6 satellieten gevonden. De actieve antenne werd daarbij voor een raam geplaatst. De 5-V-spanning op K2 kan als voeding voor de Pocket PC (of GPS-ontvanger of ander apparaat met een GPS-applicatie) worden gebruikt. Vaak is dit een mini-usb-connector die tevens voor het laden van de accu bedoeld is. F1 is voor de veiligheid, zodat bij experimenteren niet meteen een zekering in de auto wordt opgeblazen. De stroomopname van ons prototype (geen belasting op K2) bedroeg net geen 28 ma. Er blijkt geen norm te zijn voor de connector aan de kabel van de actieve antenne. Vaak is de antenne leverbaar met verschillende soorten stekers. We hebben voor het testen een ouder type van Trimble ( ) gebruikt met 5 meter kabel en een MCX-connector. Er bestaan ook actieve antennes met SMA, SMB enz. Kijk dus voor het kopen van de actieve antenne of u ergens een bijpassend chassisdeel kunt krijgen. (100808) 107

109 Harald Schad Gaat u uit een helder verlicht huis de duisternis in, dan ziet u in eerste instantie niet veel. Een buitenlamp met automatische uitschakeling is hier een oplossing. En ook het vinden van het sleutelgat is dan bij thuiskomst ook geen uitdaging meer. Op plaatsen waar een uitschakelvertraging in de huisinstallatie moet komen, is niet zelden de nuldraad afwezig, waardoor velen al voor de bouw van een schakeling afhaken. Voor de hier voorgestelde schakeling is dat geen probleem. Grote onderdelen zoals trafo s worden niet gebruikt, zodat inbouw in een lasdoos ook mogelijk is. Een ander voordeel is het uiterst geringe ruststroomverbruik van de schakeling. We beginnen met de in de huisinstallatie voorhanden zijnde schakelaar S1. De lamp gaat dan via de bruggelijkrichter meteen branden. Over de dioden D5...D10 staat 4,2 V die gebruikt wordt voor de voeding van de eigenlijke vertragingsschakeling rond de binaire teller CD4060. Na het openen van de schakelaar neemt Tri1 de hoofdstroom voor zijn rekening. In de aanstuurkring van de triac is een optocoupler opgenomen die detecteert wanneer de triac actief is. De antiparallelle LED 1 maakt het geheel weer symmetrisch. De NPN-fototransistor in de optocoupler maakt via T1 een 108

110 reset-impuls waarmee de teller via pen 12 wordt aangestuurd. Daardoor wordt ook bij een extra puls steeds de volle tijd doorlopen. De CD4060 telt met de netfrequentie, pen 3 wordt na 214 pulsen hoog, wat overeenkomt met ongeveer 2,5 minuut (als dat niet genoeg is, kan er een 4060 achtergeschakeld worden). Nu gaat T2 open en sluit de interne LED van de optotriac IC2 kort; Tri1 krijgt geen triggerstroom meer en de lamp gaat weer uit. Tot de volgende activering blijft de schakeling stroomloos. De schakeling is alleen geschikt voor een ohmse belasting. Met de aangegeven dimensionering (maatgevend hiervoor zijn alleen de dioden D5...D10 in de bruggelijkrichter) is de grens voor de te schakelen lamp(en) maximaal 200 W. Zoals bekend hebben gloeilampen er een voorkeur aan om op het moment van inschakelen de geest te geven. Tri1 komt hierbij nauwelijks in gevaar, omdat de schakelaar deze overbrugt. Het meest waarschijnlijke gevolg van overbelasting is dat een van de dioden D5...D10 kapot gaat. In de definitieve uitvoering ontbreekt een zekering omdat het verwisselen daarvan ook niet zo eenvoudig is. Maar dat hoeft echter niet! (090633) Schakelingen met netspanning mogen alleen door een gediplomeerde elektricien met inachtneming van de overeenkomstige normen (bijvoorbeeld VDE 0100) gebouwd en geïnstalleerd worden! Fred Brand Deze kristaltester is zeer simpel van opzet. Door het plaatsen van een kristal of door het inschakelen van de spanning zal een startpuls ontstaan doordat het kristal de spanning op de basis van T1 even omlaag trekt. Dit heeft direct effect op de instelling van de transistor (via terugkoppelcondensator C1): de transistor gaat oscilleren. R2 zorgt ervoor dat de stroom door de transistor niet te groot wordt. Ter ontkoppeling is er een condensator van 100 pf (C2) over R2 geplaatst en voor scheiding van de gelijkspanning op de emitter naar de uitgang is C3 opgenomen. Op de uitgang staat dus een wisselspanning indien het kristal functioneert. Men kan nu zelf een signalering maken om dit duidelijk te maken (bijvoorbeeld een HF-meetkopje met een metertje erachter, of een transistor met een LEDje). Nog een tip: Wanneer er twee LED s antiparallel in serie met het kristal naar massa worden geplaatst, dan zullen ze beide oplichten wanneer het kristal oscilleert. (100332) 109

111 Rainer Schuster In Elektor 1/2009 hebben wij beschreven hoe gemakkelijk de bijzonder goedkope 868-MHzradiomodules van het type RFM12 aangesloten kunnen worden op een ATmegacontroller. Voorbeeldprogramma s in Bascom lieten de simpele dataoverdracht al zien. Deze schakeling koppelt een RFM12-radiomodule aan de R8C/13-controllerprint uit de februari-uitgave van Deze kant-en-klare print (verkrijgbaar in de Elektor-shop onder nummer ) werd bij het project Transistor curve-tracer beschreven en heeft een USB-aansluiting. Met deze draadloze USB-terminal kunnen gegevens (bijvoorbeeld van een PC-terminalprogramma) draadloos naar een andere microcontroller (die eveneens met zo n radiomodule uitgerust is) gestuurd worden en omgekeerd. Dankzij de compleet opgebouwde en geteste print (ook de radiomodule is bij Elektor beschikbaar onder nummer ) is de schakeling niet al te moeilijk op te bouwen. Er hoeven alleen maar een paar pennen van K1 op de R8C/13-controllerprint met in totaal 6 pennen van de radiomodule verbonden te worden. Onder andere worden de 5-V-pennen en de massapen met elkaar verbonden, zodat de radiomodule vanuit de controllerprint wordt gevoed. De SPI-interface van de radiomodule wordt via de poortpennen P1.0 tot P1.3 van de controller aangestuurd (zie het schema ). De controller-module wordt van zijn kant weer van spanning voorzien als ze met een USB-kabel op een PC wordt aangesloten. De auteur heeft voor deze toepassing R8Cfirmware in C geschreven, die als source- en hex-file gedownload kan worden van de Elektor-website [1]. De C-source kan met de High Performance Embedded Workshop van Renesas aangepast en gecompileerd worden. Er is uitvoerige informatie op de R8C-pagina s van de website van Elektor te vinden [2]. De Motorola hex-file wordt met de Flash Development Toolkit via de USB-interface geladen. Daarvoor moet jumper JP1 op het controllerboard geplaatst zijn en de reset-knop kort worden ingedrukt. Na het programmeren vooral niet vergeten om de jumper er weer af te halen en de resetknop nogmaals in te drukken! De firmware bestaat in wezen uit de aangepaste en naar C geconverteerde Bascom-code van Burkhard Kainka (zie het januariartikel). Als extra zijn er nog functies geïmplementeerd voor de interface UART1 die aangesloten is op de USB-chip op de print. 110

112 Het programma wacht enerzijds op de tekens die via de USB-connector binnenkomen en slaat ze op in een tussengeheugen totdat er <CR><LF> wordt ontvangen. Daarna worden de ontvangen gegevens met een speciaal protocol naar de zender van de radiomodule gestuurd. Omgekeerd wacht de firmware ook op tekens van de ontvanger van de radiomodule. Zodra het teken <STX> (Start of Text = 0x02) wordt ontvangen, worden alle karakters eveneens opgeslagen en wel tot het stopteken <ETX> (End of Text = 0x03). Na de tekst-datastring moet een checksum van 1 byte volgen (dus in totaal: <STX><String><CS><ETX>). Als de checksum goed is, dan worden <STX>, <ETX> en de checksum uit de ontvangen string verwijderd, <CR><LF> worden eraan toegevoegd en via de USB-poort naar de PC gestuurd. Natuurlijk kunnen ook strings of commando s van andere toepassingen draadloos verstuurd worden. Eventueel moet het protocol aangepast worden. Bij de overdracht moet er op gelet worden dat wegens het kleine RAMgeheugen van de R8C/13 (1 KB) het tussengeheugen maar 200 bytes groot is, wat echter in de meeste gevallen voldoende zou moeten zijn. In de software is momenteel een overdrachtsnelheid van 9600 baud met 8 databits, 1 stopbit, geen pariteit en geen handshake ingesteld. Deze parameters moeten ook in het terminal-programma (bijvoorbeeld Hyperterminal) ingesteld worden. (090372) Weblinks [1] [2] Downloads & producten 868-MHz-radiomodule , compleet opgebouwd en getest R8C-controller-board , compleet opgebouwd en getest Software sourcecode en hex-file Kurt Bohnen USB-hubs die uit de PC worden gevoed willen nog wel eens problemen geven wanneer daar apparatuur met hoog stroomverbruik op wordt aangesloten. Dat komt voornamelijk door te lange en te dunne USB-kabels, waar dan te veel spanning over valt. Wie desondanks zijn oude vertrouwde USBhub niet wil missen, kan die met behulp van dit schakelingetje aan een netadapter knopen. Het enige dat u hoeft te doen is de 5-Vvoedingsdraad door te knippen en er een diode (D1) in doorlaatrichting tussen te solderen, dus met de anode richting PC. Aan de kathode van deze diode komt vervolgens de +5 V van een externe netadapter. D1 verhindert dat er stroom van de adapter naar de PC kan lopen. (100474) 111

113 Michel Kuenemann In echte vliegtuigen zijn vitale systemen dubbel of zelfs in drievoud uitgevoerd om de kans op een kritieke situatie kleiner te houden dan één op de miljard vlieguren. Waarom zouden we dit principe ook niet gebruiken voor radiobestuurde modelvliegtuigen? Traditiegetrouw komt de voeding voor de ontvanger en de servo s van een modelzweefvliegtuig of een modelvliegtuig met een verbrandingsmotor uit een batterij van 4 of 5 NiMH-cellen met een eenvoudige schuifschakelaar aan de zijkant van de romp. Deze opzet dateert al vanaf het begin van de radiobestuurde modellen, maar geeft niet veel zekerheid. Want een klein probleem met de accu s, de schakelaar of de bedrading leidt tot het verloren gaan van het model (een eufemisme voor een crash). Deze analyse wordt in de praktijk bevestigd, want een groot aantal crashes van modelvliegtuigen wordt toegeschreven aan een storing in de elektrische voeding. Ervaring en inschatting bewijzen dat een voeding gebaseerd op twee onafhankelijke bronnen met een minimum aan gemeenschappelijke onderdelen de kans op problemen drastisch vermindert. Deze systemen bestaan al lang commercieel maar de topmodellen zijn erg duur en de wat simpelere producten hebben niet alles wat we graag zouden willen. De print die we hier beschrijven, is een systeem voor een dubbele voeding, dat zowel eenvoudig als doeltreffend is. Onze oplossing is geschikt voor alle vliegende gemotoriseerde modellen met een spanwijdte tot 2 m, maar geen stuntmodellen (om redenen van beschikbare stroom) en ook voor de grotere zweefmodellen. De auteur heeft de schakeling gebruikt voor een Spitfire-model met een spanwijdte van 1,83 m met 8 servo s en een elektrisch landingsgestel. De schakeling wordt verder ontwikkeld voor alle modellen. De primaire voeding bestaat uit twee LiPobatterijen met 2 elementen, met een capaciteit van 500 tot 1500 mah elk. De verbinding is een connector of een Deans Micro Plug, net wat u wilt. Een dubbele Schottky-diode vormt een of-schakeling voor de twee voedingsbronnen. De uitgang is gekoppeld aan een schakeling met een lineaire stabilisator, een LT1764A van Linear Technology die stromen tot 3 A kan verwerken. De uitgangsspanning is afgesteld op 5,9 V en is bedoeld voor de servo s en de ontvanger. Het inschakelen van de stabilisator gebeurt met de pen SHDN die zodanig is geschakeld dat de stabilisator in werking treedt als de schakelaar open staat. Functies van de servo s PWM1 Gas PWM2 Linker rolroer PWM3 Hoogte PWM4 Richting PWM5 Rechter rolroer PWM6 Linker landingsklep PWM7 Rechter landingsklep PWM8 Landingsgestel 112

114 Deze positieve beveiliging geeft een niet te onderschatten portie extra zekerheid. In het model kan een gewone schuifschakelaar worden gemonteerd of, net zoals de auteur gedaan heeft, een plugje met een kortsluiting. Door deze plug uit te trekken, wordt de elektronica van spanning voorzien. Een tweede stabilisator (optioneel) van hetzelfde type is bedoeld voor de servo s van het elektrische landingsgestel. De uitgangsspanning van deze stabilisator kan wat lager gekozen worden, zodat de servo s van het landingsgestel te weinig spanning krijgen, wat een wat meer realistische beweging geeft. Het instellen van de uitgangsspanning van deze uitgang kan naar keuze gebeuren met twee vaste weerstanden (R5 en R6) of met een instelpotmeter P1 (dus óf R5 & R6, óf P1 & R7 monteren). Raadpleeg de datasheet van de stabilisator voor de berekening van R5 en R6. Op connector K20 kunnen de volgende zaken worden aangesloten: aan/uit schakelaar (of een mono-klinksteker van 3,5 mm); LED-lichtsignaal (optioneel); connectors om de spanning van de accu s extern te kunnen meten (optioneel, maar sterk aanbevolen). Wat betreft de kleine extraatjes merken we op dat de verbinding met de vijf servo s voor de vleugels via een enkele 15-polige sub-d connector loopt (zie tabel 1). In het veld is deze oplossing heel comfortabel en veilig. De schakeling kan tot acht uitgangen aansturen die zijn aangesloten op evenzoveel servo s. Berekeningen van een expert op het gebied van luchtveiligheid hebben aangetoond dat de kans op een calamiteit door het uitvallen van de voeding van het model 250 keer kleiner is geworden door deze oplossing ten opzichte van de klassieke oplossing met een enkele NiMH-accu. Meet van tijd tot tijd de spanning (bij het laden) van de twee batterijen en verzeker u er van door ze om de beurt 113

115 los te koppelen dat er niet eentje stiekem onderuit is gegaan. Dat is de enige manier om er zeker van te zijn dat het model niet naar beneden stort door een storing in de spanningsvoorziening. Ondanks de potentiële zekerheid die door deze print wordt geboden, moet echter niet vergeten worden dat nog steeds veel zorg en onderhoud van de modellen en de batterijen moet worden opgebracht door de modelbouwer. Het gaat om de bescherming van de modellen en de personen daaromheen. Zelfs het beste systeem van dubbele voeding zal niet kunnen verhinderen dat een model neerstort als de accu s leeg of defect zijn of als de bekabeling niet deugt. (081064) Weblink [1] Downloads & producten Print EPS of download het printontwerp via [1] 80% Onderdelenlijst Weerstanden (alle 1/8 W 1%, SMD 0805) R1 = 220 k R2 = 1k8 R3,R7 = 470 R4 = 270 R5,R6 zie tekst P1 = 2k5 mm trimpot, vierkant, mono, SMD (Farnell ) Condensatoren C1,C4 = 100 n/50 V, keramisch, X7R, SMD 0805 C2,C5 = 47 /16 V, tantaal, D-behuizing (Farnell ) C3 = 100 F/25 V, elco radiaal, steek 2,54 mm Halfgeleiders D1 = 12CWQ03, Schottkydiode, 2x6 A, 30 V, D-PAK (Farnell ) IC1,IC2 = LT1764EQ, low drop stabilisator, D2-PAK (Farnell ) Diversen K2,K4,K6,K8,K10,K12,K14,K16 K18,K21,K22 = header, 3 contacten, steek 2,54 mm K1,K3,K5,K7,K9,K11,K13,K15 = connector, 3 contacten, steek 2,54 mm K17 = printconnector sub-d, female met 15 contacten voor verticale printmontage (Farnell ) K19, K20 = Deans Micro Plug K23 = connector verticaal met 8 pennen en vergrendeling, steek 2,54 mm Print EPS ( Ton Giesberts In navolging van het artikel Draadloze hifihoofdtelefoon uit Elektor december 2008 lag de volgende vraag natuurlijk voor de hand: waarom zetten we geen draadloze S/PDIFverbinding op? Dat zou natuurlijk een bijzonder bruikbare optie zijn geweest (bij de gebruikte modules wordt een analoog signaal bij de zender gedigitaliseerd en bij de ontvanger weer omgezet in een analoog signaal). Het idee is dus om draadloos en digitaal, zonder verlies, twee apparaten met elkaar te ver- 114

116 binden. Bij bovengenoemde schakeling hadden we voor een middenweg kunnen kiezen in de vorm van het aanbrengen van een S/PDIFingang bij de zender. In dat geval bepaalt de D/Aconversie in de ontvanger hoofdzakelijk de kwaliteit van het analoge signaal en dat willen we niet. Nu is er onder andere op internet een andere oplossing te vinden die ons aardig leek om eens in de praktijk te testen. Het gaat om het gebruik van draadloze audio/video-modules voor de overdracht. Echter, er wordt geen gebruik gemaakt van het audiogedeelte van de modules! Het S/PDIF-signaal wordt rechtstreeks op de video-ingang van de zender aangesloten, zonder modificatie of extra schakeling dus! Op de video-uitgang van de ontvanger staat dan het S/PDIF-signaal weer ter beschikking, althans, dat is het idee. De bandbreedte van de door ons gebruikte modules is net genoeg om het digitale signaal van een cd door te geven. We hebben dit getest met een Gigavideo 30 van Marmitek. Dit is een al wat oudere versie en vergelijkbare apparaten kosten hooguit een paar tientjes. Om het S/PDIF-signaal van een CD-speler goed door te geven, is een bandbreedte van 6 MHz of meer gewenst. De minimale pulsbreedte bij een S/PDIF-signaal van 44,1 khz is namelijk 177 ns. De videobandbreedte van 5,5 MHz (deze is wel sterk afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte modules) blijkt toereikend om een bruikbare verbinding te maken. De signaalvorm aan de uitgang van de ontvanger bestaat nu niet meer uit nette blokgolven, maar lijkt eerder op sinusgolven. Dit wordt natuurlijk door de beperkte bandbreedte veroorzaakt. Het gaat goed, zolang de nuldoorgangen, de oorspronkelijke flanken, niet verschoven worden ten opzichte van elkaar. In een S/PDIF-ontvanger wordt de klok namelijk met behulp van een PLL uit het ingangssignaal gehaald. Door de minder steile flanken zal de ontvanger wel meer last hebben van ruis en zal er dus extra jitter optreden. Als de flanken ten opzichte van elkaar zouden variëren, kan de PLL het waarschijnlijk niet meer volgen. De verbindingskwaliteit is dus zeker niet te vergelijken met die van een coaxkabel, maar voor wie geen kabel wil leggen, bijvoorbeeld voor een verbinding tussen twee verdiepingen, is dit natuurlijk een goedkoop alternatief! Waar ook rekening mee gehouden moet worden, is dat muren de maximale afstand tussen zender en ontvanger behoorlijk kunnen verkorten. In ons lab zijn twee ruimten die gedeeltelijk gescheiden zijn door een 1 meter dikke bakstenen muur. Met deze muur tussen zender en ontvanger bedroeg het bereik nog maar nauwelijks twee meter... We hebben ook nog even getest met een S/PDIF-signaal met een samplefrequentie van 96 khz (DVD met 24-bit audio). De minimale pulsbreedte is bij dit signaal nog maar 81 ns. Dit blijkt te kort om goed te worden overgebracht door de modules. In de figuur is een meting aan de ingang van de zender (bovenste curve) en uitgang van de ontvanger afgebeeld. Hier is goed te zien dat de kortere 115

117 pulsen behoorlijk onderdrukt worden (de onderste curve is ongeveer 440 ns verschoven ten opzichte van de bovenste). We hebben nog met een frequentieafhankelijke versterker geprobeerd het effect van de beperkte bandbreedte te compenseren, maar de amplitude van de meest onderdrukte pulsen was niet voldoende op te halen zon- der de fase van de pulsen te beïnvloeden. De S/PDIF-ontvanger bleek met het verbeterde signaal absoluut niets te kunnen aanvangen. (081034) Weblink [1] Michael Hölzl Om schakelingen met SMD-IC s op gaatjesprint of experimenteerboard te kunnen gebruiken, zijn relatief dure adapterprintjes nodig. Zulke adapterprintjes zijn echter ook zelf te maken. Een mogelijkheid wordt hier getoond aan de hand van een IC in een SO-8- narrow-behuizing. Zaag eerst een stukje gaatjesprint af. In de lengte moet het aantal roosterpunten overeenkomen met het aantal pennen aan een zijde van het IC (hier dus 4). De breedte moet zo gekozen worden, dat er aan beide kanten nog twee roosterbanen vrij liggen als het IC midden op het stukje print wordt gelegd. Verwijder nu zorgvuldig de middelste roosterpunten met een scherp mes, zodat het IC op de print kan liggen zonder contact te maken met de kopereilandjes. Fixeer het IC midden op de print met een drupje lijm. In de volgende stap wordt de print voorzien van aansluitpennen, het printje moet immers later als een DIP- of DIL-IC gebruikt kunnen worden. Voor het solderen van de pennen kunnen deze het beste in een experimenteerboard gestoken worden. Daar kan het printje gemakkelijk overheen gezet worden. Zo past alles perfect in het rooster. Nu moeten er alleen nog draden gelegd worden van de IC-pootjes naar de aansluitpennen. Het beste gaat dat met speciale soldeerbare koperlakdraad. Bij normale koperlakdraad moet de lak aan de einden worden afgekrabd om te kunnen solderen. Voor het solderen van de draadjes aan de ICpennen is maar een heel klein druppeltje soldeertin nodig. 116

118 Afhankelijk van het IC is het aan te bevelen om de nodige ontkoppelcondensatoren gelijk ook maar op het adapterprintje te solderen. Het beschreven principe functioneert heel goed met een SO-behuizing. Bij SO-8- behuizingen is er zelfs helemaal geen koperdraad nodig en kan de verbinding tussen de IC-pennen en de aansluitpennen rechtstreeks met wat tin gemaakt worden. Controleer wel nog even zorgvuldig alle soldeerverbindingen, voordat het IC in een schakeling wordt gebruikt. (090614) Luc Lemmens Het tijdschrift Elex was van 1983 tot 1993 het kleine zusje van Elektuur (zoals de huidige Elektor toen nog heette). In Elex werd elektronica op een makkelijke en leuke manier uitgelegd. Veel huidige Elektor-lezers zijn ooit begonnen met Elex. En ook nu is er nog altijd vraag naar artikelen uit dit blad, de DVD met alle Elex-artikelen is nog steeds actueel. Het is inmiddels zo n 18 jaar geleden dat het tijdschrift van de markt verdween. Héél Elex verdwenen? Nee, want een klein product blijft moedig weerstand bieden en maakt het leven van de elektronicus nog altijd wat makkelijker. De Elex-printjes zijn geintroduceerd met de eerste verschijning van dit blad in Nederland. Elex moest veel kleine schakelingen bevatten met een lage drempel. In dat concept pasten kanten-klare print-layouts niet, want die waren duur en de lezers zouden dan voor elk project een nieuwe printplaat moeten kopen. Toen ontstond het idee om een universele print te maken. Het basisidee is geinspireerd op het bekende VERO-stripbord, dat was een eurokaart met allemaal doorlopende strippen in de lengterichting. Dat moest naar onze mening slimmer kunnen, de printen moesten kleiner om de prijs te drukken en onder andere de voedingsbanen moesten voorgebakken zijn. Op de afbeelding is te zien dat je vanuit voeding en massa met twee kleine draadbruggen een IC van voeding kunt voorzien. Er lopen twee banen in de lengte onder het IC, in principe bedoeld om signaal in en signaal uit te zijn, maar deze zijn ook uitermate geschikt 75% 117

119 als voedingsbanen. De strippen massa, voeding, ongebruikte voeding en de signaalstrippen kun je weer vrij doorverbinden met de kopse kant die in principe voor I/O bedoeld is, al dan niet met een steker. Voor discrete ontwerpen met transistors zijn deze experimenteerborden natuurlijk ook geschikt. Deze handige printjes zijn nog steeds verkrijgbaar in de Elektor-shop onder de benaming Elex-1, -2 en -4 (resp. enkelvoudig, dubbel en viervoudig). Om te demonstreren hoe gemakkelijk een kleine schakeling hierop kan worden opgebouwd, zijn enkele projecten in deze uitgave voorzien van een layout op Elex-print. (110446) Burkhard Kainka Vroeger had elke zendamateur in zijn lab wel een dipmeter onder handbereik. Tegenwoordig heeft iedereen een oscilloscoop, waardoor de dipmeter niet meer zo nodig en dus meestal ook niet meer aanwezig is. Eigenlijk is dat jammer, want sommige dingen zijn met een dipmeter veel gemakkelijker te doen. Wie (opnieuw) ge nteresseerd is, kan deze schakeling zonder meer heel eenvoudig en snel zelf bouwen. De vraag is namelijk: wat hebben we nu werkelijk nodig? Een display of een meter om de dips aan te geven? Hoeft niet, want dat kan met de scoop. Een groot scala aan frequenties? Hoeft ook niet, we kunnen een frequentieteller nemen. Verwisselbare spoelen? Hebben we ook niet nodig, we kunnen het bereik ook omschakelen met een jumper. Sensorspoel L1 heeft tien windingen die we wikkelen op een AA-batterij. Daarmee bestrijken we een bereik van 6 MHz tot 30 MHz. Als de jumper niet geplaatst is, staat een vaste zelfinductie van 10 H met L1 in serie, wat een meetbereik van 2,5 tot 10 MHz oplevert. Bij het meten houdt u een oscillatiekring dicht bij de sensorspoelen. Als nu met draaicondensator C1 langzaam wordt afgestemd, kunnen we de resonantiefrequentie waarnemen als het punt waarop de amplitude van de oscillator enigszins afneemt. De frequentie kunnen we dan meteen aflezen op de oscilloscoop. Als de frequentie heel nauwkeurig bepaald moet worden, dan kunt u nog een frequentieteller op de tweede uitgang aansluiten. (110198) 118

120 Francis Perrenoud Dit codeslot heeft slechts twee drukknoppen in plaats van het gebruikelijke toetsenbordje. De werking is navenant eenvoudig. Druktoets S1 dient voor het na elkaar ingeven van de cijfers van de geheime code, het in te voeren cijfer bepaalt hoe vaak we op de toets moeten drukken. Een ouderwetse telefoon met kiesschijf werkt in principe op dezelfde wijze. Druk 4 maal voor een 4, 9 maal voor een 9, enzovoort. Een druk op S2 vertelt de schakeling dat het invoeren van het cijfer klaar is. Om bijvoorbeeld de code 4105 in te voeren, drukken we 4 op S1 en 1 op S2, vervolgens 1 op S1 en 1 op S2, 0 op S1 en 1 op S2 en tenslotte 5 op S1 en 1 op S2. Als de code juist is, brandt de groene LED D1 gedurende2sen wordt het relais 2 s lang bekrachtigd. Bij invoer van een foute code brandt 2 s de rode LED D2 zonder dat het relais bekrachtigd wordt. Een code wijzigen we door het plaatsen van jumper J1, waarna we de actuele code ingeven. Als de groene LED twee maal knippert, kan de nieuwe code ingevoerd worden. D1 knippert nu drie maal en nu moet u de nieuwe code bevestigen. Als deze check goed doorlopen wordt, knippert D1 vier maal. Knippert de rode LED D2 vier maal, dan is de actie mislukt en moeten we opnieuw beginnen. Verlaat deze modus door de jumper te verwijderen, de voeding uit en vervolgens weer in te schakelen. De Digicode is klaar voor gebruik met de nieuwe code. Het programma voor deze schakeling vindt u op de Elektor-website [1]. Het verdient aanbeveling om de EEPROM van de microprocessor vóór het programmeren te wissen, dan bent u er zeker van dat de standaard code 119

121 1234 is en niet iets willekeurigs dat nog in de EEPROM staat. Wie graag wil experimenteren met dit codeslot, kan eens proberen de schakeling uit te voeren met slechts één toets. Lang indrukken van S1 kan dan gelden als het indrukken van S2 om het einde van een cijfer aan te geven. (090127) Weblinks [1] Downloads & Producten Programma source- en hex-code Klaus Bertholdt Ook kleine weerstanden spelen soms een grote rol. Bij een stroom van 10 A bijvoorbeeld ontstaat in een overgangsweerstand van 50 m al een spanningverlies van 0,5 V. Het hierbij behorende vermogensverlies van 5 W wordt geheel in warmte omgezet. In een printkroonsteen zal dit een ontoelaatbare hitte ontwikkelen met de daarmee verbonden schade. Omdat zeer lage weerstandswaarden met een normale multimeter nauwelijks te meten zijn en een speciale milliohmmeter nogal prijzig is, werd deze eenvoudige schakeling bedacht. Hiermee wordt het toch mogelijk met een eenvoudige multimeter nauwkeurig milliohms te meten. De schakeling bestaat in wezen uit een 6-V-spanningsregelaar die wordt gevoed vanuit een netstekervoeding. Deze netstekervoeding levert V en zal een stroom moet kunnen leveren van 300 ma. Aan de uitgang van de spanningsregelaar zorgt een omschakelbare weerstand van 600 (60 ) voor een stroom van 10 ma (100 ma). Om dit te bereiken worden twee weerstanden van 1,2 k (120 ) parallel geschakeld. Deze stroom vloeit via twee meetkabels naar de te meten weerstand. De spanningsval wordt gemeten met een multimeter die in het schema wordt aangeduid met M1. Bij een stroom van 100 ma komt een spanning van 1 mv overeen met een weerstand van 10 m. Als schakelaar S1 in de onderste stand staat, vloeit door het te meten object 10 ma. Een spanning van 1 mv komt dan overeen met een weerstand van 100 m. De digitale multimeter heeft meestal een resolutie van 0,1 mv, wat overeenkomt met 1m. Diode D1 zorgt er voor dat de multimeter niet extreem zal worden overstuurd, maar deze zal de meting niet beïnvloeden. Als de multimeter met de uitgang van de schakeling is verbonden, zoals in het schema, zal de weerstand van de meetsnoeren worden meegemeten. Door de meetpennen aan het uiteinde eerst kort te sluiten kan de weerstand van de meetsnoeren worden bepaald. 120

122 Als daarna het te meten object wordt aangesloten, kan de eerder gemeten weerstand hierop in mindering worden gebracht. De uiteindelijke nauwkeurigheid van deze meting hangt af van de nauwkeurigheid van de weerstanden (R1...R4), de 6-V-spanningsregelaar en de voltmeter. Bij het opbouwen van de schakeling moet er op worden gelet dat C1 dicht bij spanningsregelaar IC1 wordt geplaatst. Als de gebruikte netstekervoeding een grote rimpelspanning afgeeft, kan een grotere waarde voor C1 (bijvoorbeeld 500 F) zinvol zijn. (080851) Luc Lemmens Microcontrollers zijn er in soorten en maten. Zelfs voor de meest eenvoudige taken is het erg verleidelijk een dergelijk IC in te zetten. En voor eenvoudige taken zijn er heel kleine en goedkope microcontrollertjes in de handel, zoals de PIC10F2xx-reeks van Microchip. Door de kleine afmetingen en het feit dat de poortpennen 25 ma kunnen sourcen en sinken, zijn deze controllertjes zeer geschikt om LED s voor miniatuur-lichteffecten direct aan te sturen. Bovendien kunnen ze nog met een voedingsspanning van 2 V hun taak verrichten, zodat voeding uit (knoopcel-)batterijen mogelijk is. Maar door de kleine afmetingen hebben ze een paar nadelen, met name bij de ontwikkeling van prototypen. In de eerste plaats zijn de IC-pootjes zo klein dat het solderen niet echt eenvoudig is, en ze zijn niet zonder meer toe te passen op gaatjesprint of breadboard. Bovendien zijn ze eigenlijk alleen in system programmable, zodat er altijd een extra header nodig is voor de programmering (een ZIF-socket voor een programmer is als die al te krijgen is peperduur). Het printje dat we hier presenteren is bedoeld om de PIC10F2xx-reeks van Microchip in SOT23-6 behuizing handzamer te maken, zonder dat het geheel zo groot wordt dat we net zo goed een DIL-uitvoering van hetzelfde IC hadden kunnen toepassen. 100% Hoewel het het gemakkelijkst gaat met soldeerpasta en heteluchtbout, is dit zespotige IC tje ook nog wel met een gewone soldeerbout op het afgebeelde printje te monteren. Eventueel overschot van soldeertin wordt verwijderd met desoldeerlitze. Via SILconnector K1 zijn alle aansluitingen beschikbaar op een meer vertrouwde 100 mil steek, die perfect past op gaatjesbord en breadboard voor het ontwikkelen van een prototype. Bovendien past deze connector één-opéén op de PICkit2 en -3 programmer. Naast de IC-pennetjes zitten wat grotere pads die dienst kunnen doen als aansluitingen 121

123 voor draden, weerstanden, LED s enzovoort. Als het prototype en de software helemaal klaar zijn, kan het gedeelte van het printje buiten deze pads afgezaagd/-gevijld worden, zodat het makkelijker in een miniatuurbehuizing ondergebracht kan worden. (110442) Marco Bettiol De PC-Engine [1] is een door NEC/Hudson Soft gefabriceerde 8-bits spelcomputer die in 1987 in Japan het levenslicht zag. Wat het aantal verkochte eenheden betreft, laat hij Nintendo met de beroemde Famicon (op ons halfrond NES genoemd) ver achter zich. Ondanks dit succes is het apparaat echter nooit officieel in Europa op de markt gebracht. Alleen het bedrijf Sodipeng wist het in een kleine kring te verkopen. Op dit moment worden liefhebbers die graag met dit fantastische apparaat willen spelen, geconfronteerd met een probleem wat betreft het videosignaal: de NTSC-uitgang van de PC-Engine is namelijk niet compatibel met onze PAL/SECAM televisies. De enige manier om de spelcomputer te kunnen gebruiken en een kleurenbeeld te krijgen, bestaat uit het maken van aansluitingen op de videoprocessor (de HUC6260) die de primaire kleuren rood, blauw, groen en het sync-signaal levert. Gelukkig zijn deze signalen ook beschikbaar op de uitbreidingspoort aan de achterkant van het apparaat. Op deze poort vinden we ook het linker en rechter geluidskanaal en bovendien een voedingsspanning van 5 V. Hoewel de RGB-signalen een standaard top-top waarde van 0,7 V hebben, kan een televisie niet rechtstreeks worden aangesloten omdat de HUC6260 niet in staat is een belasting van 75 aan te sturen. Dus moeten we zelf maar aan de slag met soldeerbout, oscilloscoop en rekenmachine! De schakeling is eenvoudig van opzet en bevat slechts één IC, de LT6551 van Linear Technology. Deze chip bevat vier aparte video- 122

124 versterkers met een vaste versterking van 6 db. Het IC is in de handel verkrijgbaar in een MSOP-behuizing, zodat de complete schakeling klein uitvalt. De RGB- en sync-signalen worden rechtstreeks van de uitbreidingspoort betrokken. De ingangsweerstand van onze schakeling bedraagt 10 k, zodat de HUC6260 niet te zwaar belast wordt. R9 is voor de syncingang, R10, R11 en R12 voor de RGB-ingangen. Vervolgens moeten we het signaal ontdoen van de gelijkspanningscomponent van 3,6 V en de RGB-signalen op een bruikbaar niveau brengen. Als het signaal namelijk zonder modificaties versterkt wordt, resulteert dit onvermijdelijk in het oversturen van de versterker. Het is dus van essentieel belang dat de niveaus juist zijn om een vertekend beeld te voorkomen. De signalen lopen via de condensatoren C12... C15, zodat alleen de wisselspanningcomponenten in de volgende trap terecht komen. Nu is het zaak de signalen te begrenzen op een optimaal niveau. Uit de datasheet van de LT6551 leren we dat de maximale ingangsspanning 2,5 V mag bedragen bij een voedingsspanning van 5 V. Weerstandspaar R5/R13 en de drie andere gelijke weerstandsparen vormen elk een spanningsdeler. Met de gekozen waarden van 8k2 Aansluitingen SCART-connector [2] Massa 4, 5, 9, 13, 17, 18, 21, (14) R 15 V 11 B 7 Video/Sync 20 Audio links 6 Audio rechts 2 RGB-stuursignaal 16 Uitbreidingspoort PC-Engine (overeenkomstig DIN 41612) [3] A1 Audio links (SL) C1 Audio rechts (SR) C2, 20 Massa A2, V A23 Rood (R) B23 Groen (G) C23 Blauw (B) C22 SYNC en 39 k wordt het werkpunt van elke ingang ingesteld op circa 0,86 V. Een rekensommetje voor de zekerheid: 0,7 V plus 0,86 V levert een maximaal ingangssignaal van 1,56 V. Het is belangrijk om de juiste waarde te kiezen voor de condensatoren C12 t/m C15 met betrekking tot de waarde van de bijbehorende weerstanden. Samen vormen zij een hoogdoorlaatfilter dat het bruikbare signaal ontdoet van lage frequenties. In de praktijk is gebleken dat de kantelfrequentie van het filter tien maal lager moet zijn dan de minimale door te laten frequentie, 30 Hz in ons geval, de verversingsfrequentie van het NTSC-raster (voor PAL/SECAM is dit 25 Hz). We gaan dus uit van 3 Hz als kantelfrequentie. De formule voor de kantelfrequentie van een filter van de eerste orde f c = 1/(2 RC) levert C = 3,9 F op (met R = R5//R13 = 6775 en f c = 3 Hz). We kiezen een iets hogere waarde, 10 F bijvoorbeeld. De LT6551 versterkt het videosignaal tweemaal (6 db), zodat we op de uitgangspennen niet alleen signalen van 1,4 V aantreffen, maar ook een gelijkspanningscomponent. Een condensator (C1, C3, C4, C5) blokkeert deze overbodige gelijkspanningscomponent en een weerstand brengt de uitgangsimpedantie vervolgens op de standaardwaarde van 75 (R1 t/m R4). Deze uitgangsimpedantie staat in serie met de impedantie van de ingangstrap van de televisie, waardoor het signaal door twee gedeeld wordt en het videosignaal weer teruggebracht wordt naar de standaardwaarde van 0,7 V. Daarom was er dus een versterking van 6 db noodzakelijk. Om de schakeling zo compact mogelijk te houden, is een 8-polige mini-din-connector gebruikt (dus geen SCART-connector) voor de overdracht van de RGB- en sync-signalen. 123

125 De geluidskanalen worden ook van eventuele gelijkspanningscomponenten ontdaan en aangesloten op pen 1 en 3. Om de televisie gebruik te laten maken van de RGB-signalen, moet op pen 16 van de SCART-connector een stuursignaal worden gezet. Dit vindt plaats via pen 4 van K1. Als pen 16 van de SCARTconnector 0 V is, (door zijn ingangsweerstand van 75 bijvoorbeeld), gebruikt de televisie de composiet-videoingang. Met een spanning van V op pen 16 werkt de televisie in de RGB-modus (5 V 75/(75+270) =1V). Wat ons nu nog te doen staat is het samenstellen van een adapterkabel van 8-pens mini- DIN naar SCART, volgens de tabel op de vorige bladzijde. (090041) Weblinks [1] [2] [3] Jac Hettema Deze schakeling is gemaakt om ervoor te zorgen dat een versterkerschakeling met een TDA1516Q niet een te hoge spanning krijgt wanneer de belasting gering is. Deze versterker is toegepast in een PC om enig audiovermogen te hebben. De PC-voeding gaf echter zoveel storing dat een extra voedinkje werd gebouwd. De voeding maakt gebruik van en eigen nettrafo die secundar 12 V wisselspanning levert. Na gelijkrichting en afvlakking levert dat een gelijkspanning van circa 16 V. De regeling bestaat uit een P-kanaals MOSFET SJ117 waarvan de gate wordt aangestuurd door een spanningsdeler die is aangesloten op T2. De basis van T2 wordt op een constante spanning gehouden door LED D2, zodat de spanning over emitterweerstand R2 ook constant is en hierdoor een constante stroom loopt. Wanneer de uitgangsspanning hoger wordt dan circa 13,5 V, zal zenerdiode D1 gaan geleiden en een deel van de stroom door R2 le- 124

126 veren, waardoor de MOSFET minder ver wordt opengestuurd. Op deze manier onstaat een evenwicht waarbij de uitgangsspanning iets boven 13,5 V (1,5 V over R2 plus 12 V zenerspanning) zal liggen. De regelaar kan ongeveer 2 A aan stroom leveren, in dat geval is het verstandig om de MOSFET van een koelplaat te voorzien. In serie met de 12-V-zenerdiode kan men eventueel een potmeter opnemen, waarmee de uitgangsspanning nog wat kan worden bijgeregeld. Het relais aan de netspanningszijde zorgt er voor dat de voeding pas wordt geactiveerd als de PC wordt ingeschakeld. Dit relais wordt aangestuurd vanuit een 4-polige voedingsconnector in de PC. (100253) Merlin Blencowe De meeste gitaarpedalen danken hun hoge ingangsimpedantie aan een grote weerstand bij de ingang van de eerste opamp. Dit genereert wel veel ruis, omdat door deze weerstand ook de offsetstroom van de ingang loopt. De Glass Blower vermijdt dit door gebruik te maken van een kleinere weerstand (R2) die is gebootstrapped via C2. De effectieve waarde lijkt daardoor tientallen megaohms. De ingangsimpedantie van de schakeling wordt zo voornamelijk bepaald door R1, waar geen offsetstroom doorheen loopt. Omdat de meeste gitaarpedalen op 9 V werken gebruiken, is het uitgangsspanningsbereik beperkt tot 6 V tt met normale opamps en dat is nauwelijks genoeg om clippen te veroorzaken in de eerste trap van een buizen- 125

127 versterker. De Glass Blower haalt het dubbele zonder dat een grotere voedingsspanning nodig is en kan dus het Jesus & Mary Chain - effect produceren: zeer hoge oversturingsniveaus. Dit wordt bereikt door T1 en T2 aan te sturen met het uitgangssignaal, waarbij de voedingslijnen (pen 4 en 7 van IC2) gedwongen worden het audiosignaal te volgen. Het effect is dat de voedingsspanning als het ware vergroot wordt. Met een rail-to-rail opamp voor IC2 kan een uitgangssignaal van 16 V tt (!) gehaald worden met een gewone 9-V-batterij als voeding. De spanning over de opamp blijft constant, dus we hoeven ons geen zorgen te maken over beschadiging van de opamp. Om instabiliteit te vermijden bij grote versterking en grote ingangsspanningen, moeten twee aparte opamps gebruikt worden; dus geen dubbel-opamp. R7 bepaalt de maximale versterking volgens 6 1 R R7 Hier zo n 22 dus (27 db) bij gebruik van de gegeven waarden voor de componenten. Met een Humbucker-element zal een waarde van 1k voor R7 beter geschikt zijn om clippen te vermijden. S1 is een gewone voetschakelaar (bijvoorbeeld Maplin N84AR). De voeding is zoals gebruikelijk voor gitaarpedalen. Er kan gebruik gemaakt worden van een 9-V-batterij of een netadapter. Het pedaal is alleen ingeschakeld als er een monogitaarsteker is ingestoken in de stereo inputjack. Het prototype van de auteur is ingebouwd in een mm aluminium kastje (bijvoorbeeld Maplin LH71N of Rapid , of Maplin GU62S en Rapid voor gevorderden!). De 2,1-mm-adapterconnector moet een geisoleerd type zijn, omdat de middelste pen geaard is (bijvoorbeeld Rapid , Farnell , Maplin FT96E). De 6,35-mm in- en uitgangsjacks moeten liefst ook geïsoleerde typen zijn, maar ongeïsoleerde exemplaren kunnen ook gebruikt worden (bijvoorbeeld Maplin HF92A of HF93B). Bij gitaarpedalen is het onprettig om alle connectors en knoppen op één print te monteren. Daarom zijn ze achter de frontplaat gemonteerd en via draden met de print verbonden. Het printontwerp van de auteur en het bedradingsschema kunnen gedownload worden van [1]. In vergelijking met het hier getoonde schema zijn er kleine verschillen in de nummering van de componenten. (100165) Weblink [1] Matthias Haselberger Er zijn in de bouwmarkt veel draadloze modules verkrijgbaar die een 230-V-belasting met een relais in- en uitschakelen. Maar voor een aantal draadloze toepassingen is aan de ontvangerzijde alleen een kortstondig maakcontact nodig, zoals bij een eenvoudige drukknop. Hier wordt een oplossing voorgesteld waarbij zo n drukknop wordt gesimuleerd. In het getoonde schema is S1 het schakelcontact van het relais van de draadloze module. Dit contact schakelt hier een op het lichtnet aangesloten 24-V-adapter in, die bestaat uit een bruggelijkrichter (D1...D4) met serieweerstand (R1) en condensator (C1) plus een afvlakelco (C2). De beide zenerdioden in de gelijkrichter (D1 en D2) zorgen voor de begrenzing van de gelijkspanning op circa 24 V. 126

128 Zodra de draadloze module contact S1 sluit, krijgt relais RE1 spanning en zal dit aantrekken. Tegelijkertijd wordt elco C3 via D5 opgeladen. Door het omschakelen van het relaiscontact zal C4 door C3 worden geladen. Hierdoor loopt tijdelijk een stroom door de spoel van RE2 dat daardoor aantrekt en aangetrokken blijft zolang de stroom groot genoeg is. Wanneer C4 is opgeladen, daalt de stroom door het relais en uiteindelijk valt het relais weer af. Direct als het relais in de draadloze module weer afschakelt, zal S1 open gaan. Daardoor zal na korte tijd ook R4 afvallen. Hierdoor wordt elco C4 aan massa gelegd. De elco ontlaadt zich via de spoel van RE2, waardoor dit opnieuw even aantrekt. Het tijddiagram laat het verloop zien van de signalen bij het in- en uitschakelen van de draadloze module. Hoelang de gesimuleerde drukknop geactiveerd blijft, hangt samen met de waarden van C3 en C4. Uitgaande van de vergelijking Q = C U=I t kan vanuit een gewenste houdtijd (t1 in het tijdvolgordediagram) de benodigde condensatorwaarde worden berekend. De in het schema gebruikte waarde van 1000 µf levert gedurende 1 seconde een relaisstroom (houdstroom) van 10 ma: IH t C 1 001, A 1s 1000 F U 10 V Relais RE2 mag geen reed-relais zijn, omdat de stroom door de spoel in twee richtingen loopt. Een flyback-diode is hier ook niet bruikbaar, maar dankzij de lange ontlaadtijd van C4 is dat hier ook niet nodig. Als een grote isolatie gewenst is tussen RE2 en de bijbehorende schakelcontacten, zal een zogenaamd klasse-2-relais moeten worden gebruikt. Een dergelijk relais, zoals het type G6D-1A-ASI C25DC van Omron, heeft een gegarandeerde isolatiespanning van 6000 V. Bij RE1 is klasse 2 niet echt nodig. Weerstanden R1 en R2 moeten geschikt zijn voor 230 V en dus tussen de soldeercontacten een spanning van 350 V kunnen verdragen. Als geschikte weerstanden niet aanwezig zijn, mag ook een serieschakeling van twee 127

129 gewone weerstanden worden gebruikt: voor R /1 W en voor R k/0,25 W. De schakeling past in een kunststof huisje met geïntegreerde netsteker en ze kan zo direct in de draadloze module worden gestoken. Het contact van RE2 kan dan via een aansluitklem naar buiten worden gevoerd. Om de benodigde 6000 V isolatie te behouden moet de fysieke afstand tussen primaire en secundaire zijde van het relais en alle daarmee verbonden printsporen meer dan 6 mm bedragen. (080912) Jean-Louis Roche Op een vliegtuig vinden we twee soorten verlichting: rode of witte knipperlichten, anti-collision -lichten geheten, en vaste verlichting, positieverlichting, rood aan het uiteinde van de linkervleugel, groen aan het uiteinde van de rechtervleugel en wit aan de staart, zodat een waarnemer de vliegrichting kan bepalen. Behalve de twee vaste lichten kan ieder vleugeluiteinde witte flitslichten hebben (strobe lights). Onze simulator doet de echte positieverlichting een klein beetje geweld aan, wij laten de lichten namelijk knipperen door met een kleine truc een flitslicht na te bootsen. Als tijdbasis zien we de oude vertrouwde NE555 in SMD-uitvoering. Deze is gekoppeld aan een decimale deler/teller met tien uitgangen, de 4017, ook in SMD-uitvoering. Normaal gebruiken we de uitgangen onafhankelijk van elkaar. In deze schakeling voegen we twee uitgangen samen tot één uitgang: Q0 en Q2 (linksvoor, rode LED), Q1 en Q3 (linksachter, rode LED), Q5 en Q7 (rechtsvoor, groene LED), Q6 en Q8 (rechtsachter, groene LED). Om kortsluiting tussen de uitgangen te voorkomen, is in serie met elke uitgang een diode opgenomen. Zo verandert elke LED in een soort superknipperlicht dat dezelfde impressie geeft als een flitslicht. Uitgang Q4 voorziet de staart van het vliegtuig (witte LED) of van de helikopter (rode LED) van een eenvoudige knipperverlichting zonder flitseffect. Uitgang Q9 wordt als reset gebruikt. Er brandt slechts één LED tegelijk. Hiermee blijft het verbruik binnen de perken zodat het vliegbereik niet aangetast wordt. De weerstand van 150 begrenst de stroom door de LED s. De schakeling kan gevoed worden met de spanning van een niet gebruikte uitgang van de decoder uit het schaalmodel (4,5 V). Eventueel kan er nog een kleine schakelaar geplaatst worden, maar een vliegtuig of helikopter is eigenlijk verplicht om altijd verlichting te voeren... (090965) Weblink [1] 128

130 Michael A. Shustov Radio s voor communicatie over lange afstanden maken vaak gebruik van bandsperfilters voor het onderdrukken, of liever nog het helemaal verwijderen van allerhande ongewenste bijgeluiden. Je wilt immers het echte signaal kunnen onderscheiden van alle ruis, brom, gefluit, getjilp en gekraak in de ether. In deze bijdrage behandelen we eenvoudige LC- en RC-notch-filters voor midden- en hoogfrequenttoepassingen. precies zo af te stemmen dat alle storingen worden weggefilterd en alleen het signaal overblijft om te beluisteren, te decoderen of verder te bewerken. Maar om dat goed onder Bandsperfilters, dikwijls aangeduid met de Engelse term notch-filters, moeten extreem selectief zijn. De reden ligt voor de hand: je wilt niet dat door filtering het eigenlijke signaal wordt aangetast. Toch is dat vaak niet helemaal te vermijden. Om het maar even in technische termen uit te drukken, je moet veel aandacht besteden zowel aan de afstemming en de bandbreedte als aan de steilheid van de filterhellingen. Notch-filters worden toegepast in de HF-sectie (antenne), in MF-trappen (meestal 10,7 MHz, 9 MHz, 500 khz of 455 khz), en ook in het audiogedeelte (AF, tegenwoordig vooral het domein van DSP s). Een ervaren ontvangstamateur weet zijn notches voor HF, MF en AF Figuur 1 Een steil LC-banddoorlaatfilter voor een frequentie van 500 khz. R4 bepaalt de steilheid, C4 de afstemming en met S1 gesloten wordt het signaal ongefilterd doorgegeven. Figuur 2 Deze schakeling met een RC-netwerk in de meekoppellus vormt een scherp bandsperfilter. 129

131 Figuur 3 Frequentiekarakteristiek van het LCfilter. Curve 1 is met S1 open, curve 2 met S1 gesloten. de knie te krijgen is er behoorlijk wat handigheid en oefening nodig. Stoorbronnen in een radiosignaal veranderen voortdurend van amplitude en frequentie. Banddoorlaatfilters of kortweg bandfilters doen juist het omgekeerde van notch-filters. Voor langeafstandsontvangst worden ze veel toegepast. Het gaat dan meestal om zwakke signalen, zoals morse-zenders of enkelzijbandsignalen. Met behulp van zo n steil bandfilter kun je als het ware inzoomen op de frequenties die je interesseren, terwijl je de frequenties daarbuiten onderdrukt. Spoelen, weerstanden, condensatoren en FET s De hier beschreven LC- en RC-filters zijn bedoeld voor toepassing in de MF-secties van een radio-ontvanger. Het principe is steeds hetzelfde, maar het schema in figuur 1 is een steil doorlaatfilter afgestemd op het gewenste signaal, terwijl in figuur 2 een filter is gegeven dat die centerfrequentie onderdrukt. Beide hebben een aan/uit-schakelaar en een regelaar voor de piek of de diepte. De componenten zijn gedimensioneerd voor 502,7 khz, dat is 500 khz plus 2,7 khz zijband. De filters bestaan uit een source-volger T1 aan de ingang en een versterker rond T2 met Figuur 4 Frequentiekarakteristiek van het RCfilter. Curve 1 is met S1 open, curve 2 met S1 gesloten. enige positieve terugkoppeling. De centrale frequentie van de filters wordt bepaald door het LC-filter in figuur 1 of het RC-filter in figuur 2. De hoeveelheid meekoppeling en daarmee de effectiviteit van de filters wordt bepaald door de waarde van weerstand R4 in het LCfilter van figuur 1, of door de instelling van P1 in het RC-filter van figuur 2. Trimmer C4 zorgt voor de fijnafstemming van de centrale frequentie van het LC-filter. In plaats van C4 kan ook een varicap met een bereik van 25 pf worden toegepast. Met schakelaar S1 kan het filter in of buiten werking worden gesteld. Prestaties Zoals weergegeven in figuur 3 levert het LCfilter een piek van 37 db. Met de schakelaar gesloten wordt het signaal gewoon doorgegeven zonder filtering en met minimale demping. De RC-variant zorgt voor een selectieve onderdrukking van stoorsignalen binnen de MFdoorlaatband, zie figuur 4. Met een centrale frequentie van 504,0 khz is, afhankelijk van de afregeling, een ruisonderdrukking van 83 tot 90 db haalbaar, waarbij dan wel de rest van het signaal 40 db verzwakking oploopt. Met schakelaar S1 gesloten wordt er niet ge- 130

132 filterd, maar is de verzwakking nog steeds zo n 22 db. Omdat we hier te maken hebben met een MF-signaal van ongeveer 500 khz, kan dit met behulp van een extra versterkertrap gemakkelijk weer op het oorspronkelijke niveau worden gebracht. (090686) Dominique Bodart In deze ontwerptip bespreken we een binnen/buiten-temperatuurmeter met twee DS18S20-sensoren en een LCD van 2 16 karakters. Beide temperaturen worden ongeveer iedere 2 seconden afwisselend aangegeven. De eerste regel toont de huidige temperatuur (aangeduid met T in : of T out : ) en op de tweede regel zijn de maximum en minimum temperaturen af te lezen, voorafgegaan door de letter M voor de maximumtemperatuur en de letter m voor de minimumtemperatuur. Om deze waarden op nul te zetten, moeten we de resetknop ingedrukt houden tijdens het inschakelen. Indien een van de sensoren niet is aangesloten, wordt op het display geen numerieke waarde aangegeven maar DEV? en bij kortsluiting van een van de DQlijnen waarschuwt het display met!!!. De aansluiting van de DS18S20-sensoren is een toonbeeld van eenvoud, elk heeft zijn eigen verbinding (RB0 en RB1) met de microprocessor. Voordeel hiervan is dat de 64- bits adressering voor de sensoren achterwege kan blijven, zodat het programma zo een- 131

133 voudig mogelijk blijft (de PIC16C54 heeft een programmageheugen van slechts 512 byte). Ieder display dat compatibel is met de HD44780 van Toshiba, is te gebruiken. Het op [3] beschikbare programma is in assembler geschreven en de huidige versie gebruikt 478 van de 512 bytes. Het programma leest slechts de 8 LSB s van de DS18S20 uit. Het meetgebied is hierdoor beperkt tot het gebied tussen 55 en +63,5 C, ruimschoots voldoende voor huiselijk gebruik. In het geval van een temperatuur boven de 63,5 C verschijnt deze als negatieve waarde op het display. (090090) Bronvermelding en weblinks [1] DS1820 driver (aangepast voor de PIC16C54 [1] en een kristal van 6,535 MHz): Buitenverlich- [1] ting-automaat, Elektor juli/augustus [2] Bin2BCD routines en Double Precision [2] Addition/Substraction: Microchip Application [2] Note AN526 PIC16C5X /PIC16CXXX Math [2] Utility Routines. [3] Herbert Musser De hier gepresenteerde LED-tester kan twee LED s met bijna identieke stroom testen en vergelijken. De stroom door de LED s kan men met P1 in een groot gebied van minder dan 1 ma tot 50 ma instellen. De zenerdioden D1 en D2 zorgen ervoor dat de spanning over de beide DUT s (Device Under Test) niet boven de 4,7 V kan komen. Zo wordt de maximale reverse-spanning van 4,7 V niet overschreden bij verkeerd-om aansluiten, zodat beschadiging door verkeerd gebruik praktisch uitgesloten is. De opamps vormen samen met de transistoren spanningsgestuurde stroombronnen (eigenlijk zijn het stroom-sinks). De emitterweerstand dient tegelijker- 132

134 tijd als stroomsensor voor de meetuitgang die een spanning van 100 mv per ma LEDstroom levert. Gewoon een multimeter of DMM aansluiten en men kan de teststroom door de LED s gemakkelijk en precies instellen. De stromen door beide te testen LED s komen heel nauwkeurig overeen, zodat men LED s met behulp van de schakeling optimaal kan vergelijken en selecteren. (080315) Lionel Grassin Op het gebied van de robotica, maar ook bij veel andere toepassingen met een motor (in printers bijvoorbeeld) is het vaak noodzakelijk de snelheid en de versnelling van de motor te bepalen, evenals de draairichting. Een eenvoudige methode is het monteren van een kwadratuur-encoder op de as van de motor. Zo n kwadratuurencoder (zie foto) is een constructie die twee bloksignalen produceert die onderling 90 in fase verschillen als de as wordt verdraaid. De draairichting van de encoder bepaalt welke van de twee signalen voorijlt (ten opzichte van de andere) en daarmee is het mogelijk de draairichting te bepalen. Een algoritme om de draairichting te bepalen hoeft niet ingewikkeld te zijn, maar moet wel snel genoeg zijn om de snelheden en de snelheidsvariaties bij grote toerentallen te volgen. Het is mogelijk het probleem op te lossen met behulp van programmeerbare logica (FPGA, GAL, PAL of dergelijke), maar de auteur wilde een kleine goedkope microcontroller gebruiken. Zijn keus is gevallen op de PIC12C509A van Microchip, een microcontroller met acht pennen waarvan zes voor I/O. Twee ingangen en een uitgang zijn voldoende voor een draairichtingsmeter, de kleine PIC zou dus tegelijkertijd twee kwadratische encoders aankunnen. Het door de auteur ontwikkelde algoritme werkt asynchroon waardoor het bereik heel groot is, maar dat hangt wel af van de prestaties van de microcontroller. De snelheid van de lus van het algoritme is 20 s voor een PIC12C50X met gebruik van de interne oscillator op 4 MHz, waarmee het in theorie nog mogelijk is een impulsvormig signaal van 50 khz te volgen. Dat komt neer op een toerental van 3000 omwentelingen per minuut 133

135 (rpm) voor een motor die is voorzien van een kwadratuur-encoder met 1024 pulsen per omwenteling. En dat voor twee motors/encoders tegelijkertijd! Alle details van het algoritme (en nog veel meer) vindt u op de (Franstalige) website van de équipe Fribotte waar de auteur deel van uit maakt [1]. De firmware (source-code en hex-file) kunnen gratis gedownload worden van de webpagina behorend bij dit artikel [2]. (081164) Weblinks [1] [1] detectsens.html [2] Downloads & producten source-code en hex-file Jacob Gestman Geradts Een van de lastigste aspecten van het maken van een besturings- of bewakingssysteem op de PC (een inbraakalarm via PC bijvoorbeeld) is de koppeling van sensoren met de computer. Behalve dat hiervoor over het algemeen specialistische uitbreidingskaarten nodig zijn, is ook de programmering via interrupts vaak een onoverkomelijk obstakel. Maar wanneer het gaat om een eenvoudig systeem, bestaande uit bijvoorbeeld een viertal lichtsluisjes of desnoods struikeldraden die een digitaal aan/uitsignaal leveren als er ongenode gasten binnendringen, dan is er een goedkope maar effectieve interfacing mogelijk. Voor deze interface gebruiken we een (oud) computertoetsenbord. Hierin zitten evenveel schakelaars als er toetsen aanwezig zijn. Deze schakelaars worden via een matrix vele malen per seconde gescand op het eventuele indrukken van een toets. Het aantal ko- 134

136 lommen is meestal 8 (C0 t/m C7 in het schema); het aantal rijen varieert per type toetsenbord en kan 14 tot 18 bedragen (R0 t/m R17 bij de als voorbeeld genoemde HT82K28A keyboard encoder). Naar iedere schakelaar loopt één kolom en één rijverbinding. De bedoeling van de schakeling is dat sensor A de letter A intoetst als hij iets oppikt. Daartoe moet op het toetsenbord worden uitgeplozen welke kolom- en rijverbinding met toets A verbonden zijn. Tussen deze twee verbindingen wordt één van de vier analoge schakelaars van het bekende 4066-CMOS-IC geplaatst; parallel dus aan de mechanische A- toets op het toetsenbord. Als de Control-Aingang van de 4066 door sensor A wordt geactiveerd, wordt de letter A via het toetsenbord naar de computer verzonden die hierop zal moeten reageren (bijvoorbeeld met in de alarmfase te komen). Het systeem is niet gelimiteerd tot (inbraak-) detectie via een PC. Ook afstandsbedieningen van televisietoestellen of andere elektronische apparaten kunnen via de 4066 op dezelfde wijze worden bediend; bijvoorbeeld om diverse Tv-kanalen met een cyclische regelmaat te bekijken. Hiervoor kan bijvoorbeeld de volgend kanaaltoets met één van de 4066-schakelaars en een 1-Hz-blokgenerator worden geactiveerd. In het schema zijn alleen de schakelaars A en B van de 4066 met het toetsenbord verbonden. Natuurlijk kunnen alle vier de schakelaars worden gebruikt en wanneer er meer dan vier schakelaars nodig zijn, kunnen er meerdere 4066-IC s worden ingezet. De aangegeven bedrading tussen het keyboard-ic en de 4066 is een voorbeeld en moet voor ieder keyboard-ic en iedere gewenste ingetypte letter door de gebruiker worden bepaald. Wel moet iedere schakelaar altijd worden geplaatst tussen een rij- en een kolomverbinding. Het uitgangssignaal van de sensoren moet geschikt zijn voor de 4066 en de voedingsspanning van 5Vvan het toetsenbord. De voedingsspanning voor de 4066 kan van het toetsenbord worden betrokken. (090379) Weblink [1] Stephen Bernhoeft Een stroombron (current source) voor een belasting die aan één kant met massa is verbonden, is moeilijker te maken dan een current sink. Ook dit ontwerp lost het probleem niet voor 100% op (de belasting hangt hier aan een virtuele massa), maar kan toch heel handig zijn. Er zijn twee regellussen aanwezig. Opamp A1 creëert een virtuele massa voor de koude kant van de belasting, terwijl A2 een stroom levert van I = U1/R1. Die stroom vloeit ook door belasting R L. (100934) 135

137 Michiel Ter Burg Als vervolg op de in de halfgeleidergids van 2008 gepubliceerde eenvoudige audiovermogensmeter heeft de auteur een gevoeligere uitvoering ontworpen. In de praktijk, bij normaal huiskamergebruik, gebruikt men zelden meer dan 1 W audiovermogen. Alleen wanneer men op een feestje wil laten horen hoe hard de installatie kan, dan zijn pieken boven de 10 W geen uitzondering. In deze schakeling licht de duo-led al groen op vanaf zo n 0,1 W in 8 (0,2Win4 ). Dit is natuurlijk wel afhankelijk van de gebruikte LED. Het is absoluut noodzakelijk hier een low-current-versie te gebruiken. De condensator wordt eerst opgeladen via D1 om vervolgens via de groene LED te ontladen. Deze spanningsverdubbeling zorgt voor een hogere gevoeligheid. Boven de 1 W knijpt de transistor de groene LED af en geleidt de rode LED al genoeg om een oranje mengkleur te krijgen. Bij meer dan 5 W overheerst de rode kleur. Men kan natuurlijk ook twee aparte normale low-current LED s gebruiken. Hierbij ontstaat dan natuurlijk wel geen oranje mengkleur. En bij het eventueel testen moet een generator met een DC-gekoppelde uitgang gebruikt worden. Een eventuele condensator in de uitgang zal anders een misleidend resultaat opleveren. (090203) Weblink [1] Joost Waegebaert Veel apparaten worden vandaag de dag in- en uitgeschakeld met een simpele druk op een soft aan/uit-knopje. In de uit -stand staat het toestel enkel in een slaapstand en blijft het een kleine hoeveelheid energie verbruiken not done tegenwoordig. Deze schakeling behoudt de eigenschap van het in- of uitschakelen met één simpele drukknop èn brengt het stroomverbruik in uitgeschakelde toestand terug naar nul. Bij het indrukken van drukknop S1 krijgt de schakeling voedingsspanning via de capacitieve spanningsdeler met C1. De gelijkgerichte spanning over C2 laat via R3 relais RE1.B aantrekken. LED D2 licht op. Eén van de relaiscontacten staat parallel over S1, zodat het relais aangetrokken blijft wanneer S1 wordt losgelaten. De rest van de schakeling heeft geen invloed bij het inschakelen. C3 zorgt er- 136

138 voor dat T2 spert en condensator C4 is nog niet opgeladen. Beide condities zorgen ervoor dat T1 geen basisstroom krijgt en spert. Het relais kan vrij aantrekken en de netspanning op K1 wordt doorgeschakeld naar K2. Na het inschakelen laadt C4 langzaam op. Na ongeveer 0,25 sec is de spanning hoog genoeg en om T3 via zenerdiode D4 open te sturen. Op de emitter van T3 staat nu spanning. Wordt S1 ingedrukt, dan zal T1 basisstroom krijgen via T3 en het tweede contact S1. T1 geleidt en sluit de spanning over RE1.B kort, waardoor het relais afvalt. Tegelijkertijd zorgt T2 voor een vergrendeling: T1 zorgt via R6 voor basisstroom voor T2. Deze geleidt en voorziet T1 van basisstroom via R7. T1 blijft dus geleiden, zelfs na het loslaten van S1. Via R3 wordt C2 ontladen. Zo verdwijnt de voedingsspanning voor latch T1 T2 uiteindelijk, waardoor deze spert. Via D5 wordt ook de timingcondensator C4 ontladen, waardoor de schakeling klaar is voor een volgende start. De volledige schakeling is nu losgekoppeld van het net, de stroomopname is letterlijk nul! De waarde van condensator C1 hang vooral af van het gebruikte relais. Als voorbeeld is hier een Omron MY4-24VDC gebruikt [1]. Het relais is een 24-V-type dat genoegen neemt met een spoelstroom van 40 ma en dat een contactbelasting van 5 A toelaat. Bij 24 V over het relais vloeit ongeveer 10 ma door LED D2. De totale stroom bij het inschakelen bedraagt dus ongeveer 50 ma. De waarde van condensator C1 wordt dan ruwweg als volgt bepaald: UC1 230 V 24 V XC1 412 k I 50 ma C1 C fx nf C1, 137

139 We kiezen de eerst volgende grotere waarde: 820 nf. De condensator moet absoluut geschikt zijn voor minstens 250 V AC en is liefst een X2-type, bijvoorbeeld een exemplaar uit de MKP X2-reeks van Vishay [2]. In feite begrenst de condensator de totale stroom die door de schakeling kan lopen. Bij het in geleiding komen van T1 beperkt C1 de stroom door T1 tot ongeveer 50 ma. De grootte van deze stroom geeft ook een idee van het extra schijnbaar vermogen dat de schakeling opneemt: PS U I 230 V 50 ma 115, VA Het werkelijk opgenomen vermogen ligt lager dan deze waarde, aangezien de cos van de schakeling zeker kleiner is dan 1. Weerstand R2 ontlaadt condensator C1 na het uitschakelen. Dit moet ook een type zijn dat 250 V AC kan verdragen (bijvoorbeeld de MBE/SMA 0414 reeks [3]). Ook schakelaar S1 dient geschikt te zijn voor 230 V. R2 kan eventueel vervangen worden door een serieschakeling van twee normale weerstanden van 470 k. Weerstand R1 beperkt de inschakelstroom door S1 bij een ongeladen condensator C1. (100299) Weblinks [1] [1] my_dsheet_gwj111-e1-03.pdf [2] mkp3362.pdf [3] Werner Ludwig Met deze schakelingkrijgt u met een minimum aan onderdelen en kosten realistische lichtsignalen voor modelvliegtuigen. Op uitgang A (Strobe) verschijnt periodiek een korte viervoudige puls voor het strobelight. Daaropvolgend komt uit uitgang B (Beacon) een dubbele puls die met een rode LED laat zien dat de motor aan staat. Bij echte vliegtuigen is dat meestal een rood zwaailicht dat ook bekend staat als Anticollision Beacon Light (ACL). De schakeling kan ook gebruikt worden voor modellen van voer- of vaartuigen van bijvoorbeeld politie of brandweer (knipperende schijnwerpers, blauw licht). De signalen worden opgewekt door een 14- voudige binaire deler 4060 met wat logica aan de uitgangen. De timing kan binnen rui- 138

140 me grenzen worden aangepast door de externe componenten van de oscillator in het IC (weerstand en condensator aan pen 9 en 10) aan te passen. Gebruik bij voorkeur LED s met een hoog rendement aan de uitgangen A en B. Deze moeten wel nog van een serieweerstand worden voorzien om vanuit de aanwezige voedingsspanning U B de gewenste LED-stroom te verkrijgen. De schakeling is geschikt voor een voedingsspanning tussen 5 en 12 V. De maximale stroom door de beide BS170 s mag 500 ma bedragen. (090036) Bojan Jovanovic en Milun Jevtic De goedkope RFM MHz ISM (licentievrije) radiomodule is goed te combineren met microcontrollers als de ATmega en de R8C13. In Elektor zijn daar al verschillende artikelen over gepubliceerd [1],[2],[3]. Hier is gekozen voor de transceivermodule RFM D die werkt op 434 MHz [4]. Deze zit in een gewone DIP-behuizing die voor hobbyisten veel gemakkelijker te gebruiken is. De antenne moet nu 17 cm worden vanwege de lagere frequentie. PIC16F73. De voedingsspanning en het spanningsniveau voor logisch 1 zijn beide +5 V. De SPI-communicatie-interface is gerealiseerd in software in de PIC. De overdrachtssnelheid is 4,8 kbps en de frequentieafwijking is ±90 khz. Tijdens de dataoverdracht houdt de microcontroller de SDO-pen in de gaten om te controleren of het TX-register klaar is om de volgende byte te ontvangen (SDO hoog). Deze byte wordt serieel overgedragen, MSB eerst. Als er data ontvangen is, genereert de ontvanger een interrupt-request door de nirq-pen omlaag te maken als de De auteurs gebruikten een PIC16F73A om de RFM12A transceivermodule te besturen. De firmware voor de microcontroller is geschreven in C met behulp van een EasyPIC4-ontwikkelkaart en mikro C PRO voor PIC, beide van Mikroelektronika. Tegelijk werd software ontwikkeld in VHDL voor de CycloneII FPGA-familie. Daarbij werden de Altera DE2 kaart en QuartusII-software gebruikt. We tonen hier het communicatieprotocol voor de zender en de ontvanger. De algoritmen zijn in C geprogrammeerd voor de 139

141 data in het FIFO-register staat. Deze databits worden serieel overgedragen naar de microcontroller, wederom met MSB eerst. Voor de koppeling van de CycloneII FPGA met de RFM12-radiomodule werden iets aangepaste algoritmen en communicatieprotocollen toegepast. In dit geval zijn voedingsspanning en logisch 1 -niveau beide gedefinieerd als +3,3 V. Alle broncode-files en programma s die de auteurs hebben ontwikkeld voor beide takken van het project (C/PIC en VHDL/FPGA), zijn gratis beschikbaar op de Elektor-website [5]. De RFM S is verkrijgbaar bij de Elektor Shop onder nummer (090721) Weblinks [1] De vonk is overgeslagen!, [1] Elektor januari 2009, [2] Radioverbinding voor microcontrollers, [2] Elektor januari 2009, [3] Draadloze USB-terminal, [3] Elektor juli & augustus 2009, [3] [4] [5] Götz Ringmann Bij sommigen van ons zullen de wasmachine en de wasdroger niet in de woning staan, maar in de kelder of zelfs in een bijgebouw aan de ander kant van de tuin. Het onnodig heen en weer lopen kan onaangenaam zijn, zeker als het koud is. In een dergelijk geval is prettig om te weten wanneer de machine de opgedragen klus echt heeft voltooid. Wie toevallig nog een draadloze deurbel heeft liggen, kan met toevoeging van een gering aantal componenten een schakeling opbouwen die gebruik maakt van het oplichten van het EINDE-lampje van de machine. Het optische signaal van wasmachine of wasdroger wordt door fototransistor T1 opgepikt. Omdat het lampje mogelijk pulserend wordt gestuurd, zorgt C1 hier voor een strak 140

142 ingangssignaal voor IC1. Hier wordt de oude en vertrouwde 555 gebruikt, maar om de batterij te sparen is hier gekozen voor de CMOS-uitvoering. De uitgang van IC1 (pen 3) houdt de reset-ingang (pen 4) van de tweede ICM7555 (IC2) laag zolang T1 weinig licht ziet. Zodra de wasmachine of -droger klaar is, zal het EINDE-lampje gaan branden, waardoor transistor T1 gaat geleiden. De lichtgevoeligheid van T1 kan worden aangepast met de waarde van R1. Zodra de spanning over C1 beneden 1/3 van de voedingsspanning komt, schakelt de uitgang van IC1 hoog. Hiermee wordt IC2 geactiveerd, waardoor de uitgang hoog zal worden. Via LED D1 zal vervolgens C2 worden geladen tot een waarde van 2/3 van de voedingsspanning, waarna de uitgang (pen 3) van IC2 weer laag wordt. Condensator C2 zal vervolgens gaan laden via R3, iets dat bij deze componentwaarden ongeveer een minuut zal duren. Dit proces wordt herhaald zolang T1 belicht blijft. Voor transistor T2 kan een willekeurig NPNtype worden gebruikt. De transistor wordt parallel geschakeld aan de drukknop op de draadloze deurbel. Hierbij moet natuurlijk goed op de polariteit worden gelet (de plus aan de collector)! Deze schakeling kan worden gevoed uit de batterij van de zender. Volgens de datasheet neemt de ICM7555 slechts 60 A op. Het hier gebruikte zendertje bleek nog goed te werken met een 9-V-blokbatterij, die een veel langere levensduur heeft dan het originele 12-V-batterijtje. Het is natuurlijk aan te raden om eerst goed te testen of de te gebruiken draadloze deurbel voldoende reikwijdte heeft om de benodigde afstand te overbruggen. (081156) Zeno Otten Lego Mindstorms NXT is sinds de introductie in 2006 nog steeds een erg populaire microcontroller. Dit blijkt onder meer uit de vele publicaties, boeken en verwijzingen op internet. Een van de belangrijkste verbeteringen ten opzichte van de eerder verschenen Legocontroller RCX is de ondersteuning van het I2C-protocol. Soft- en hardware voor dit tweedraads communicatiesysteem worden nu 1 141

143 volledig ondersteund. Hierdoor wordt het mogelijk om de nieuwste (niet standaard Lego) sensoren in een Lego-toepassing te gebruiken, zoals een kompassenssor, een acceleratiesensor of de hier toegepaste lichtsensor TSL2561. Deze sensor van de firma TAOSinc [2] is samen met de NXT ingezet als elektriciteitsmonitor in huis. De TSL2561 is een lichtgevoelige sensor die een hoeveelheid licht naar een digitale waarde kan converteren. Twee fotodioden worden toegepast: één voor meting van het zichtbare en infrarode licht (Channel0) en één voor meting van alleen infrarood licht (Channel1). Deze sensoren kunnen afzonderlijk digitaal worden uitgelezen in een 16-bits resolutie via een seriële verbinding volgens het I2Cprotocol. Door het gunstige meetbereik van de sensor ontstaat er een vergelijkbaar zichtvermogen als dat van een mens. Het is een ideale digitale vervanger van de vaak toegepaste analoge lichtmetingen die worden gerealiseerd met LDR s, LED s en opamps samen 2 met nog andere elektronische componenten. De sensor kost minder dan drie euro en is makkelijk verkrijgbaar (onder andere bij Conrad). De datasheet van de fabrikant geeft veel informatie voor het toepassen van de sensor in een eigen ontwerp. Listing TextOut(0,LCD_LINE1,"TSL2561 measurement ",false); drempelwaarde=3; // verschil licht/donker aantijd=500; // aantijd LED in ms InitTSL2561(); // start I2C en conversie DeleteFile("dataNXT.txt"); CreateFile("dataNXT.txt", 60000, handle); t0=currenttick(); t1=0; wattold = 0; while (true) { ReadTSL2561(); if (Channel0 > drempelwaarde) { t1=currenttick(); //ms dt= t1-t0; t0=t1; watt=(36000/(5*dt)); //watt } if (watt > wattold) tekst = "rising"; else tekst = "falling"; wattold=watt; tmp = NumToStr(dt); WriteString(handle, tmp, byteswritten); WriteString(handle, ":",byteswritten); tmp = NumToStr(watt) ; WriteLnString(handle, tmp, byteswritten); Wait(aantijd); // afhankelijk van aantijd LED // Druk oranje toets op NXT om // programma te stoppen if (ButtonPressed(3,0)) { CloseFile(handle); break; } ShowResult(); } // end while Veel moderne kwh-meters in huis hebben een (digitaal) telwerk dat het energieverbruik weergeeft. Deze meters zijn tevens uitgerust met een knipperende LED. De tijd die verstrijkt tussen het oplichten van de LED is een maat voor het stroomverbruik. Het continu meten van deze tijd is dus voldoende om het elektriciteitsgebruik in hoeveelheid en in kosten te kunnen bepalen. De sensor TSL2561 wordt hier in feite misbruikt door hem alleen maar de situatie licht/donker te laten registreren. De sensor produceert een getalwaarde wanneer de LED brandt en produceert een andere waarde wanneer de LED is gedoofd. Deze drempel- 142

144 3 waarde kun je gemakkelijk experimenteel bepalen en vervolgens gebruiken in de software. Door de sensor simpel op de knipperende LED te richten of op de kwh-meter te plakken en aan te sluiten op de NXT kan de NXT als datalogger worden ingezet. De metingen kunnen op het display van de NXT worden getoond en/of worden opgeslagen in een bestand. Dit bestand kan later worden gedownload en worden bewerkt voor verdere analyse. Ook kan de gemeten data via een Bluetooth-verbinding direct worden uitgezonden naar een PC. Figuur 1 toont de complete schakeling. De TSL2561 heeft een zestal aansluitpennen. Voor communicatie met de I2C-bus worden pen 4 (SCL) en pen 6 (SDA) gebruikt, samen met twee pull-up-weerstanden (R1 en R2). In principe kan ook een andere microcontroller dan de NXT worden toegepast, mits deze geschikt is voor het I2C-protocol en de spanning op de bus circa 5 V bedraagt. De waarden voor de pull-up-weerstanden liggen meestal tussen 10 k en 100 k (de gekozen waarde van 82 k voldoet hier goed). De interrupt-pen (pen 5) kan worden gebruikt om het gedrag van de sensor met een extern stuursignaal te beïnvloeden, maar die is hier niet aangesloten. Pen 2 is de chip-select. Hiermee kan men het adres van de sensor vastleggen (pen2 aan massa: adres 0x48hex, pen 2 aan V DD : adres 0x72hex, pen 2 niet aangesloten: adres 0x38hex). De toegestane voedingsspanning van de TSL2561 (2,7 < V DD < 3,6) is net iets lager dan de standaard 5 V die vaak wordt gebruikt voor I2C-componenten. Daarom zijn zenerdiode D1 en weerstand R3 toegevoegd, waarmee de door het NXTblok geleverde spanning wordt verlaagd tot 3,3 V. Om de sensor met de NXT te kunnen verbinden wordt gebruik gemaakt van een flexibele flatcable waaraan een speciale telefoonjack (geschikt voor de NXT) is gemonteerd. Deze kabels zijn in verschillende lengtes te koop [3] of kan men zelf maken [4]. De sensor is nauwelijks 10 mm 2 groot. Om hier enkele koperdraden aan te kunnen solderen heeft men een grote loep nodig en een soldeerbout met een zeer kleine punt. Uiteindelijk is de sensor door de auteur in een plastic behuizing gelijmd. Op een kleine uitsparing na is het omhulsel met zwart tape lichtdicht gemaakt. Op deze wijze ontstaat er een robuuste en hanteerbare digitale lichtsensor. Voor het online meten is de sensor met een stukje plakband op de kwh-meter geplakt. Er zijn meerdere programmeertalen beschikbaar om de NXT van programma s te voorzien. De standaard Lego-software is een volledig grafische interface, waarbij het aaneenschakelen van functionele blokken voldoende is om een programma te creëren. Voor deze monitortoepassing zouden extra plug-ins moeten worden gedownload ter ondersteuning van het programmeren van de I2C-bus. De echte programmeur vindt het echter prettiger om met een tekstgeoriënteerde programmeeromgeving aan de slag te gaan. Voor het ontwikkelen van de software voor de online elektriciteitsmonitor heeft de auteur gebruik gemaakt van de gratis BrixCC-compiler en -ontwikkelomgeving [5] die speciaal voor de Lego-microcontrollers is ontwikkeld. Deze compiler wordt nog steeds verder uitgebreid en goed ondersteund door fora op het internet. Men kan bestanden uploaden en downloaden via USB of Bluetooth. Ook kan de NXT volledig worden beheerd met deze software. 143

145 Het energiemonitorprogramma (Enimon) bevat alle routines die nodig zijn om via de I2Cbus van de NXT met de TSL2561 te kunnen communiceren. De broncode is gratis te downloaden van de Elektor-website [1]. De belangrijkste lus die wordt doorlopen in het Enimon-programma is in figuur 2 afgebeeld. In het configuratiedeel van de software wordt de drempelwaarde ingevuld (de digitale waarde die de sensor levert wanneer de LED aan is). Deze heeft in dit voorbeeld de waarde 3 en is experimenteel bepaald. Ook moet een waarde voor de aantijd (in milliseconden) van de LED worden opgegeven. Tijdens deze periode willen we namelijk geen metingen uit de sensor opslaan. In dit voorbeeld is een waarde van circa 500 ms voldoende. De waarde zal afhankelijk zijn van het type elektriciteitsmeter. Na het aanleggen van de voedingsspanning Vdd heeft de sensor een startcommando nodig om te functioneren. Het starten van de sensor wordt door de procedure InitTSL2561 uitgevoerd. Een waarde 0x03hex wordt naar het control-register van de sensor gestuurd. De beide A/D-converters starten dan de conversie met een standaard integratietijd van 400 ms. Na deze tijd staan de resultaten beschikbaar in het Channel0- en Channel1- register van de sensor. Vervolgens wordt een bestand datanxt.txt geopend. Het oude bestand wordt daarbij overschreven. De maximale grootte van het bestand is ingesteld op 60 KB. De grootte is vrij beperkt, maar dit is voldoende om enkele uren data te verzamelen. De variabele t0 krijgt de starttijd voordat de while-loop begint. De procedure ReadTSL2561 leest Channel0. Bij deze toepassing is Channel1 (het infrarode deel van het licht) niet relevant. Wanneer de LED aan is, wordt ten opzichte van de vorige meting bepaald hoe groot de verstreken tijd is en wordt het momentele gebruik, uitgedrukt in W, berekend. De omrekeningsfactor die daarvoor nodig is, zal per elektriciteitsmeter verschillen. In dit voorbeeld is de omrekeningsfactor 500 pulsen per kwh. De waarde wordt vergeleken met de vorige berekening om vast te stellen of het gebruik stijgend of dalend is. Als laatste worden de data opgeslagen, gescheiden door een :. Dit meetproces herhaalt zich totdat het programma wordt afgesloten door op de NXT een toets te drukken. De procedure ShowResult toont de resultaten op het scherm van de NXT. Figuur 3 toont een registratie van het elektriciteitsverbruik (in watt) als functie van de tijd. De metingen zijn door het programma Enimon uitgevoerd en opgeslagen in het bestand datanxt.txt. De meetgegevens zijn in een Excel-sheet geïmporteerd en vervolgens is er een grafiek van getekend. Duidelijk zichtbaar is een korte periode waarin een wasdroger en een wasmachine samen zorgen voor een stroomopname van 6700 watt. (080262) Weblinks [1] [2] [3] [4] [5] Downloads & Producten Software NXC source-code Neem nu een gratis abonnement op E-weekly, de wekelijkse nieuwsbrief van Elektor! Aanmelden? Ga naar 144

146 Grégory Ester In deze schakeling neemt de ATM18 [1] de communicatie voor zijn rekening en vormt hij de master, drie DS18S20-sensoren zijn de slaves. De DS18S20 s beantwoorden de bevelen van de master door de gemeten temperatuur terug te zenden. Met de schakeling is het mogelijk temperaturen te meten van 55 C tot +125 C met een resolutie van 9 bits en een nauwkeurigheid van ±0,5 C van 10 C tot +85 C. De nauwkeurigheid kan echter vergroot worden door een berekening die we verderop behandelen en die toegepast is in het bijbehorende programma dat in BASCOM-AVR [2] geschreven is. De opnemers betrekken hun voeding van enkele ma uit de bus (parasite power-modus) door gebruik te maken van de talloze momenten waarop deze zich op een hoog niveau bevindt. Ofschoon de meeste van deze 1- Wire-componenten minder dan 100 A verbruiken, moeten we toch het totale aantal onderdelen op de bus in de gaten houden. Het is echter mogelijk om sommige Dallas-componenten lokaal te voeden met een gelijkspanning van 3 à 5,5 V. Iedere 1-Wire-component heeft een unieke 64-bits sleutel waarmee deze te herkennen is. De LSB van deze code bevat de identifier van de familie. De code 10h komt overeen met de DS18S20-sensorfamilie. Hierdoor is het mogelijk onderscheid te maken tussen de verschillende typen 1-Wire-sensoren die zich op één en dezelfde bus kunnen bevinden. Het scratchpad is een intern geheugen van de DS18S20 dat de gegevens bevat die van belang zijn om de gemeten temperatuur te berekenen. De eerste keer berekent het programma het aantal sensoren dat aan de bus hangt en zet een tabel in het geheugen met daarin de unieke identifiers van de aangesloten opnemers. Vervolgens worden de commando s CCh + 44h uitgevoerd, die aan alle opnemers de opdracht geven om de temperatuurconversie uit te voeren; de scratchpads worden automatisch bijgewerkt met de nieuwe waarden, in totaal negen bytes per scratchpad. Nu wordt er naar iedere individuele sensor gekeken door deze via zijn identifier gevolgd door het commando BEh af te vragen. Zo kunnen we dus telkens in een tabel de inhoud van de negen bytes van het scratchpad van de bewuste sensor plaatsen. Bij een negatieve temperatuur wordt het resultaat in het geheugen van de opnemer opgeslagen als 2-complement. Het negende bit staat voor de tientallen. Een temperatuur met een resolutie groter dan 9 bit kan berekend worden door gebruik te maken van de gegevens count remain en count per C, byte 6 en 7 van het scratchpad. Het getal count per C is in de fabriek vastgelegd op 16 (10h). De waarde temp read wordt verkregen door het bit van 0,5 C (bit 0 van het LSB) weg te laten. De temperatuur kan vervolgens nauwkeurig worden bepaald volgens de formule 145

147 T temp read 025, count per C count remain T count per C Deze waarde wordt berekend voor elk van de drie sensoren en naar Hyperterminal verstuurd wordt. (110398) Weblinks [1] [2] Wolfgang Gscheidle Deze schakeling helpt het ruststroomverbruik van PC s en notebooks te reduceren. Hierbij wordt de vertrouwde 555 in combinatie met een relais in een minimumschakeling toegepast. Het eigenverbruik van de schakeling in werking (dus met ingeschakelde PC) is ongeveer 0,5 W. Als de PC is uitgeschakeld (relais afgevallen) is het ruststroomverbruik 0 (nul!) watt. Voorwaarde is een PC of notebook waarvan de USB- of toetsenbord-ps/2-connector alleen spanning levert als de PC ingeschakeld is. De Powersaver kan als voorschakelapparaat voor willekeurige PC s en/of stekerdozen worden gebruikt. De inbouw kan in een gewone netadapterbehuizing (met ingebouwde randaarde) gebeuren. De PC wordt dan op het geschakelde uitgangsstopcontact van de Powersaver aangesloten. Daarnaast moet er tussen de Powersaver en de PS/2-connector (toetsenbord/muis) of een vrije USB-poort van de PC een verbinding gemaakt worden. Hierbij wordt alleen de 5-V-voeding van deze connectoren gebruikt. Door indrukken van de op de Powersaver aangebrachte knop (S1) wordt hij ingeschakeld en wordt de als monoflop geschakelde 555 via R4/C7 getriggerd. Deze stuurt het relais aan, waarna de PC gedurende een met P1 instelbare tijd (ongeveer 5 tot 10 seconden) bij wijze van proef aan het net wordt geschakeld. Komt tijdens deze tijd geen terugmelding van de PC in de vorm van een 5 V-spanning op de USB- of de PS/2-connector (de PC werd niet ingeschakeld), dan valt het relais in de Powersaver na de ingestelde tijd weer af. Daardoor loopt er geen ruststroom meer; de PC kan dan natuurlijk ook niet meer worden gestart. Voor iedere inschakeling van de PC moet dus altijd eerst de Powersaver met de knop worden geactiveerd. Echter, wanneer een spanning van 5 V (van de PC) de optocoupler bereikt binnen de looptijd van de monoflop IC2 van de Powersaver (dit gebeurt als de PC werd ingeschakeld), dan zal de transistor in de optocoupler in geleiding komen en condensator C6 worden ontladen. De optocoupler blijft geleiden en het relais blijft bekrachtigd totdat de PC uitgezet wordt en de USB- of PS/2-interfacespanning daardoor wegvalt. Dan loopt de monoflop-tijd af, het relais valt af en de Powersaver scheidt zich zelf van het net. Men hoeft na het afsluiten van Windows niets meer uit 146

148 te zetten, daar zorgt de Powersaver voor zodra hij van de USB-poort respectievelijk de PS/2-connector geen 5 V meer krijgt. De PC kan dus bij het afsluiten ook nog enige updates installeren, voordat Windows daadwerkelijk sluit en men hoeft niet meer te wachten tot hij daarmee klaar is. De Powersaver wacht immers op zijn kans om uit te schakelen... De voeding van de schakeling gebeurt met een kleine netvoeding met een minitrafo die men ook door een 12 V-adapter kan vervangen wanneer men voor RE1 een 12-V-relais gebruikt. In de schakeling van de auteur is dit echter een 24-V-relais, dat daarom ook direct op de bufferelco C2 is aangesloten, terwijl de 555 de met R1/D1 tot 12 V gereduceerde en gestabiliseerde spanning krijgt. In plaats van P1 kan natuurlijk ook een vaste weerstand worden gebruikt. Zou het instelbereik van P1 niet voldoende zijn, bijvoorbeeld omdat de PC te traag opstart, dan kan men de monofloptijd met een hogere waarde van C6 vergroten. Het relais moet twee schakel- of maakcontacten hebben die te belasten zijn met minimaal 8 A. Het contact parallel aan S1 dient als houdcontact voor de Powersaver zelf, terwijl het tweede contact zorgt voor het inschakelen van de PC of de stekerdoos waarmee de PC op zijn periferie is aangesloten. Alle stroom van de aangesloten verbruikers loopt dus via het tweede contact. Knop S1 moet 230 V kunnen schakelen en moet dus een fatsoenlijke knop zijn. Door LED D5 loopt de spoelstroom van het relais, daarom moet hij bestand zijn tegen 20 ma. Als men een weerstand parallel met de LED schakelt, kan men ook een low-current- LED toepassen. Het door de auteur toegepaste Fujitsu-relais FTR-FLCL024R heeft een spoelstroom van 16,7 ma nodig. 147

149 De optocoupler (IC2) zorgt voor een potentiaalscheiding tussen Powersaver en PC en wordt door D4 tegen ompoling beschermd. Bij de opbouw van de Powersaver en bij de inbouw in een isolerende behuizing moet men goed letten op de juiste isolatie van alle netspanningvoerende delen en draden. Speciaal de met de PC verbonden draden moeten zorgvuldig geïsoleerd worden en de daarmee verbonden delen (R6, C5, D4 en IC2) moeten minstens 6 mm isolatieafstand tot netspanning-voerende delen hebben. (080581) Jac Hettema Deze hoogspanningsgenerator is ontworpen met het doel om doorslagveiligheden bij het spoor te testen. Deze veiligheden worden gebruikt om er voor te zorgen dat op uitwendige metalen delen niet een te grote spanning kan komen te staan. Als dat gebeurt, gaat er een grote stroom lopen (kiloampères), waardoor de veiligheid doorslaat, een kortsluiting vormt en de metalen delen zo aan aarde legt. Dit gebeurt o.a. bij blikseminslag op de bovenleiding (en -portalen) bij het spoor. Deze generator wekt een hoge spanning op van V, maar de uitgangsstroom is begrensd tot enkele milliampères. Daarmee kan de doorslagveiligheid worden getest zonder dat deze in een kortsluiting overgaat. Er is gebruik gemaakt van gewone onderdelen: een pulsbreedteregelaar van het type 148

150 TL494, enkele FET s of bipolaire schakeltorren, een simpel voedingstrafootje van circa 1,4 VA en een spanningsvermenigvuldiger. Met P1 wordt de maximale stroom ingesteld, met P2 de uitgangsspanning. Het gebruik van een spanningsvermenigvuldiger heeft het voordeel dat de werkspanning van de afvlakcondensatoren lager kan zijn, zodat deze makkelijker verkrijgbaar zijn. De TL494 is gekozen omdat dit IC nog bij circa 7 V blijft werken, dus ook wanneer de batterijen bijna leeg zijn functioneert hij nog. Voor de batterijen worden 6 babycellen gebruikt, zo blijft het gewicht ook nog een beetje binnen de perken. Nettrafo Tr1 van 230 V/2 4 V wordt andersom gebruikt. Dat betekent dat op de 4-Vwikkeling wel de dubbele spanning gezet wordt, maar dat is toelaatbaar omdat de frequentie een flink stuk hoger (enkele khz) is dan de 50 Hz waarvoor de trafo is ontworpen. In de uiteindelijke uitvoering is ook nog voorzien in een indicatie voor de uitgangsspanning waarmee de doorslagspanning kan worden afgelezen. Uit historisch oogpunt hier nog wat achtergrondinformatie. In het verleden werd hiervoor een ander systeem bedacht. Op iedere hoogspanningspaal zit een veiligheid en het is niet zichtbaar welke veiligheid is overgegaan in een kortsluiting door een grote ontladingsstroom. Omdat het hier om zeer grote stromen gaat, is door de heer Van Ark hiervoor een oplossing bedacht. Hij gebruikte een glazen buisje gevuld met vloeistof met daarin een rode pigmentstof en een ijzeren bal. Bij het optreden van een ontlaadstroom wipte de ijzeren bal door het sterke magnetische veld omhoog en daardoor werd de pigmentstof door de vloeistof gemengd. Dat was gedurende zeker 24 uur zichtbaar. Na een onweersbui kon men dan ook goed zien waar een ontladingsstroom had gelopen, men hoefde enkel maar even langs al die buisjes te lopen en goed te kijken. Toch werkte dit niet geheel conform de verwachting. Doordat het vaak heel lang duurde voordat zo n ontlading plaats vond, dikte de pigmentstof te veel in, waardoor bij een eindelijk voorkomende ontlading de pigmentstof niet meer door de vloeistof mengde en er (helaas) niets zichtbaar was. Dit systeem is dan ook terzijde geschoven en onder de naam ballen van Van Ark in de (spoor-)geschiedenis opgenomen. (110438) Berto Aussems De Zoom H2 is een populaire draagbare audiorecorder. Deze recorder kan vier sporen tegelijk opnemen, alleen geldt dit jammer genoeg alleen voor het signaal van de vier ingebouwde microfoontjes. Met de hier beschreven modificatie kunnen er ook vier signalen op lijnniveau worden opgenomen. Daarvoor worden vier cinchingangen in de recorder ingebouwd die met een weerstandsdeler 40 db verzwakt worden. De condensator blokkeert de voedingsspanning voor de electretmicrofoontjes, die anders op de lijningangen zou staan, wat uiteraard niet de bedoeling is. 149

151 Met twee schakelaars kan gekozen worden tussen de lijningang en de microfoon als opnamebron. Hoe de H2 aangepast kan worden, wordt getoond in een filmpje op YouTube (zie link). (100290) Weblink Stefan Hoffmann Om frisse lucht in een kamer te laten stromen is het meestal nodig om een raam een tijdlang open te zetten. Maar vanwege het gevaar op inbraak is het vaak niet raadzaam om dit gedurende lange tijd te doen en zeker niet tijdens afwezigheid van de bewoners. Deze schakeling herkent het opengaan van deuren en ramen en geeft deze toestand duidelijk weer door middel van een LED. Desgewenst kan een DC-zoemer met (ingebouwde) intervalschakeling er periodiek aan herinneren dat ergens nog iets open staat. De actieve componenten in deze schakeling zijn twee 555-timers. Schakelaar S1 is een reed-contact dat op het kozijn is gemonteerd en dat wordt gesloten door een op het raam aangebrachte magneet. Het reed-contact zal bij een gesloten raam R1 met de voedingsspanning (4,5 V) verbinden. monoflop geschakeld en dit IC wordt door deze gebeurtenis getriggerd en start de door R3 en C2 bepaalde monotijd (ongeveer 9 minuten). De optionele rode LED geeft deze toestand aan doordat de uitgang (pen 3) hoog is. Bovendien schakelt de als Schmitt-trigger gebruikte tweede 555 bij een nulniveau op zijn trigger-ingang zijn uitgang ook hoog. Hierdoor zijn beide 555-uitgangen hoog en zal de som van de spanningen over de zoemer nul zijn, waardoor deze geen geluid geeft. Via R2 Als het raam wordt geopend, zal ook S1 open gaan en de spanning over R1 daalt naar nul. Daardoor wordt de trigger-ingang van IC2 via C1 kortstondig naar massa getrokken. IC2 is als 150

152 staat na het laden van C1 opnieuw de voedingsspanning op de trigger-ingang. Hierdoor wordt de monoflop niet opnieuw getriggerd. Als het raam wordt gesloten binnen het tijdsbestek dat wordt bepaald door R3/C2, zal de uitgang van de Schmitt-trigger weer laag worden. Zolang de uitgang van IC2 nog hoog is, spert diode D1, waardoor er geen stroom door de zoemer kan lopen. Na het verlopen van de genoemde tijdconstante zijn beide 555-uitgangen laag, zodat het somsignaal van beide uitgangen opnieuw geen signaal levert voor BZ1. Maar als het raam na het verlopen van de tijdconstante nog geopend is, zal dit direct hoorbaar worden. De Schmitt-trigger-uitgang blijft hoog, terwijl de uitgang van de monoflop laag wordt. Daardoor zal een ononderbroken zoemtoon hoorbaar worden. De tijdconstante van de monoflop kan als volgt worden berekend: t 11, C2 R3 In de in het schema gegeven dimensionering (1 M /470 F) wordt het alarm hoorbaar als het raam niet binnen 9 minuten wordt gesloten. Desgewenst kan ook de deur van een koelkast worden bewaakt met een reed-contact of zelfs met een lichtgevoelige weerstand (LDR) die de binnenverlichting van de koelkast controleert. Als voor R1 een instelpotmeter wordt gebruikt, kan de gevoeligheid zodanig worden ingesteld dat de schakeling betrouwbaar werkt bij een uitgeschakeld licht in de koelkast. Diegene die zich altijd al afvroeg of het lampje in de koelkast nu werkelijk uitgaat bij een gesloten deur, heeft nu eindelijk rust... (090109) Naar een idee van Luc Heylen Elektronici maken voor experimenten met kleine schakelingen vaak gebruik van een breadboard. Dat bestaat uit een dikke kunststof plaat met gaatjes waaronder metalen contactstrips zijn aangebracht die bepaalde rijen gaatjes doorverbinden. Aan de zijkanten bevinden zich enkele lange strips over de hele lengte, die men voor de voedingsspanning kan gebruiken. Door de configuratie van de gaatjes en de strips kan men op zo n breadboard allerlei elektronicacomponenten (ook IC s) steken, die dan met behulp van korte draadjes op de gewenste wijze met elkaar kunnen worden doorverbinden. Nou ja, waarschijnlijk hoeven we dat het gros van onze lezers niet te vertellen, die zullen er vast wel eens mee gewerkt hebben. 50% 151

153 Het voordeel van een breadboard is dat je naar hartenlust kunt experimenteren zonder dat bij elke wijziging naar de soldeerbout hoeft te worden gegrepen. En het werkt een stuk overzichtelijker dan wanneer je een schakeling op een stukje experimenteerprint opbouwt, waarbij vooral de bedrading aan de koperzijde snel een grote wirwar vormt waar je niet zo makkelijk iets aan verandert. Nadelen heeft zo n breadboard ook. Voor hoogfrequentieschakelingen is deze constructie niet te gebruiken, daar moet je goed aan denken. En er treedt na langere tijd gebruik slijtage aan de veercontacten op, wat slechte verbindingen tot gevolg kan hebben. Ondanks die nadelen blijft een breadboard echter een bijzonder handig en betaalbaar hulpmiddel voor elektronica-ontwerpers. Wie veel werkt met een breadboard, zit vaak met het probleem dat na de succesvolle opbouw en test van een schakeling de boel weer moet worden afgebroken en vervolgens opnieuw moet worden opgebouwd op experimenteerprint omdat de schakeling meteen ergens moet worden toegepast. Dan kun je ze voor continugebruik natuurlijk niet op een breadboard laten zitten. De bedenker van het hier beschreven idee, zelf een fervent gebruiker van breadboards, liep regelmatig tegen dit probleem aan en bedacht daarvoor de volgende oplossing: Neem een print met dezelfde layout, gatafstanden en doorverbindingen als een standaard breadboard. Bevestig die print op het breadboard en steek de componenten en verbindingsdraden nu boven op die print, op dezelfde manier als je het normaal bij het breadboard zou doen (foto 1). Houd daartoe de aansluitdraden van componenten en draden wel iets langer i.v.m. de extra dikte van de print. IC s worden in voetjes met extra lange pennen (wire-wrap-pennen) geplaatst. Bij de zo opgebouwde schakeling zorgen de contactstrips in het breadboard voor de doorverbindingen, zodat er dus niet gesoldeerd hoeft te worden. Is de schakeling klaar en 152

154 werkt ze naar behoren, dan hoeft ze voor verder gebruik niet nog eens opnieuw te worden opgebouwd. Druk een spons of een zak gevuld met piepschuimkorrels boven op de schakeling (foto 2) en klem deze vast (foto 3). Daarna kunt u de print met alle onderdelen van het breadboard af trekken, deze omkeren en alle uitstekende draden aan de koperzijde van de print afknippen en vastsolderen (foto 4). De verbindingen zijn dan exact hetzelfde als op het breadboard! Om gemakkelijk te kunnen werken met de combinatie print/breadboard is het aan te bevelen om het breadboard op een plankje te monteren waarin vier lange M3-bouten zijn geplaatst die precies passen in de hoekgaten van de print. Op die manier kunt u de print nauwkeurig en stevig vastzetten op het breadboard. Voor het breadboard hebben we het type SD12N van Velleman gebruikt, dat goed verkrijgbaar is bij de meeste elektronicazaken. Let op dat andere breadboard-exemplaren afwijkende afmetingen of doorverbindingen kunnen hebben en dan niet bruikbaar zijn met de hier afgebeelde print. (080937) Weblinks [1] [2] [2] view/?id=40573 Downloads & Producten PCB Layout download / verkrijgbaar via Gert Baars Kristalfilters worden veel gebruikt als MF-filter in ontvangers, waarbij de bandbreedte van dit filter de selectiviteit van de ontvanger bepaalt. Het bijzondere aan het hier beschreven filter is dat de bandbreedte ervan variabel is gemaakt. De constructie is een zogenaamd ladderfilter met drie kristallen met dezelfde frequentie. Omdat de kristallen eigenlijk identiek moeten zijn, wordt aanbevolen er drie uit dezelfde productieserie te kiezen, wat meestal het geval is als u ze allemaal tegelijk bestelt/koopt. U r (V) Bandbreedte (khz) 3 db 20 db 40 db 0 2 6,2 17,9 0,5 2,7 7,0 20,6 1 3,2 7,7 22,0 2 4,0 8,5 24,4 4 4, ,9 8 5,5 10,7 33,2 16 6,4 12,1 38,5 30 7,3 13,6 40,4 Gemeten bij Z in =Z out =

155 Metingen leverden de volgende gegevens. Varactor-dioden worden meestal gespecificeerd vanaf U r = 0,5 V. De meetwaarde bij 0 V is er toch bij vermeld. Bij een bereik van U r = V is de bandbreedte regelbaar van 2 tot 6 khz, hetgeen geschikt is voor een bereik van CW/SSB tot standaard AM. De rimpel van het filter wordt bepaald door de in- en uitgangsimpedanties Z in en Z out. Bij kleinere Z in en Z out wordt de rimpel groter, maar de flanken worden dan steiler. Een compromis is Z in =Z out = 330 voor een rimpel van<3db. Naar verwachting zullen de eigenschappen bij andere MF s, zoals 10,7 en 9 MHz, nauwelijks veranderen. (100158) Jürgen Ollig Elektronische voorschakelapparaten (EVA, Engels: ECG) voor TL-buizen hebben ten opzichte van hun conventionele tegenhangers enige voordelen: een hoog rendement, flikkerloze start, geen 50-Hz-knipperen en een langere levensduur van de fluorescentiebuizen. Een ander voordeel is de mogelijkheid de buis te dimmen. Daar is echter een EVA voor nodig met een analoge V-regelingang. Zulke voorschakelapparaten worden door alle bekende fabrikanten zoals Osram, Philips, Hüco enzovoort aangeboden. EVA s met een digitale interface, die ook wel als DALI (Digital Addressable Lighting Interface) worden aangeduid, zijn voor de hier beschreven toepassing niet geschikt. Een goede beschrijving van de analoge V-interface staat in de Osram-pdf op [1]. Deze interface geeft een zwevende spanning van 10 V en bij belasting een praktisch constante stroom van 0,6 ma (constante-stroombron met een open spanning van 10 V). Hoe lager de waarde van een aangesloten weerstand, des te lager is ook de spanning op de twee aansluitingen van de interface. Je zou ook van een stuuringang kunnen spreken die met een variabele weerstand wordt gestuurd. Bij een onbelaste interface is de spanning 10 V, wat overeen komt met de maximale helderheid (100% lampvermogen). Wordt de interface kortgesloten, dan regelt het EVA het vermogen naar de buis terug naar 3%. Het bereik van 3% tot 100% verloopt logaritmisch. Het hier getoonde, zeer eenvoudige schema voor het aansturen van deze interface biedt enige mogelijkheden die vooral voor aquariumliefhebbers interessant zijn. De ingang van de schakeling is verbonden met de regelaansluiting van het EVA waar de stuurspanning op staat. Met potentiometer P1 wordt de helderheid van de buis ingesteld. S1 schakelt elco C1 parallel aan P1. Omdat de stroom gering (0,6 ma) en de elco groot is ( F), wordt deze maar heel langzaam opgeladen, zodat de spanning en daarmee de helderheid heel geleidelijk toeneemt. Hoe 154

156 groter C1 is, des te langer duurt deze overgang die een zonsopkomst simuleert. Met een waarde van F bedraagt de tijd ongeveer 12 minuten. De schakeling werkt tot zover nog zonder eigen voeding. C1 ontlaadt bij uitgeschakeld EVA en gesloten S1 via P1, zodat bij opnieuw inschakelen de zon weer kan opkomen. Optioneel kan de schakeling bestaande uit relais RE1 en de weerstand R1 worden toegevoegd. Als het contact van RE1 gesloten is, dan wordt C1 via R1 langzaam ontladen. De spanning neemt dan af en daarmee ook de lichtsterkte van de buis. Hoe groter R1 wordt gekozen, des te langer duurt de gesimuleerde zonsondergang. R1 beïnvloedt bij aangetrokken RE1 ook de maximale helderheid die met P1 kan worden ingesteld hoe groter R1, hoe meer licht. RE1 kan met een netstekervoeding door een tweede schakelklok bestuurd worden. Als deze schakelklok ongeveer 30 minuten voor het eigenlijke uitschakelen van de aquariumverlichting het relais bekrachtigt, dan is het resultaat een gesimuleerde zonsondergang. Na het uitschakelen van de verlichting met de eerste schakelklok kan RE1 via de tweede schakelklok eveneens uitgeschakeld worden, zodat het relaiscontact weer open gaat. (090025) Jacob Gestman Geradts De hier gepresenteerde netstroomindicator is galvanisch volledig gescheiden van het net. De indicatie wordt gedaan met een LED die oplicht wanneer er stroom loopt, maar met een millivolt-wisselspanningsmeter kan de stroomsterkte nauwkeuriger gemeten worden. De opnemer is een trafo uit de voedingssteker van een afgedankte mobiele telefoon. De secondaire waarde ervan is niet van belang, want we gebruiken slechts de primaire 230- V-spoel. Het (verleng-) snoer waarin de stroom gedetecteerd moet worden, wordt over een zo kort mogelijke lengte ontdaan van de buitenste beschermmantel. De dan zichtbare aders worden gesplitst. De blauwe ader wordt bovenop de trafo aangebracht en de bruine ader eronder of andersom. De bruine en blauwe isolatie hoeven niet te worden verwijderd, zodat er geen aanrakingsgevaar is. Is er nog een geelgroene ader in het snoer aanwezig, dan mag deze naar keuze boven of onder de trafo worden gelegd. De blauwe en bruine draad moeten parallel lopen 155

157 aan de draden in de spoelen van de trafo. De secondaire spoel(en) moet(en) open blijven om het meetsignaal niet te verzwakken. Bij de testschakeling werd in de primaire windingen een 50-Hz-wisselspanning van ongeveer 2 mv opgewekt zodra er bijvoorbeeld een soldeerbout of een andere stroomverbruiker van 30 W op het verlengsnoer werd aangesloten. Bij grotere stroomverbruikers gaat deze meetwaarde evenredig omhoog en aangezien het onwaarschijnlijk is dat het weekijzer van de trafo in de verzadiging geraakt, zal het verband tussen de meetspanning en het stroomverbruik redelijk lineair zijn. Met een verschilversterker bestaande uit T1 en T2 wordt het meetsignaal een eerste keer versterkt. Op de collectoren van T1 en T2 kan naar wens een wisselspanningsmeter worden aangesloten om een indicatie te krijgen van de grootte van de stroom. De rest van de schakeling dient om LED D1 te laten oplichten zodra er stroom door het (verleng-)snoer loopt. Daartoe wordt het meetsignaal met T3 nogmaals versterkt en met T4 wordt de LED dan met een 50-Hz-blokgolf aangestuurd. Als voeding is een 9-V-batterij geschikt. Parallel aan de primaire winding van de trafo kan een condensator worden aangebracht die de schakeling ongevoelig maakt voor andere frequenties dan 50 Hz. In het ideale geval resoneert de trillingskring precies op 50 Hz. Daarmee wordt de schakeling het meest gevoelig. Deze condensator kan zo gekozen worden, dat het meetsignaal op de collectoren van T1 en T2 maximaal is bij een gegeven stroomverbruik. Maar noodzakelijk is deze condensator niet en de schakeling werkt ook goed met slechts de trafo als opnemer. Indien voor de LED een low-current-type wordt genomen, kan voor R13 1k2 genomen worden ( 5 ma piek voor D1). (100028) Alexander, Friedrich en Klaus ten Hagen LED s schieten is een behendigheidsspelletje: in een rij van acht LED s licht er telkens één willekeurige op. Is het de meest linkse of rechtse, dan moet je snel de L- of de R-knop indrukken. Ben je op tijd, dan hoor je een geluidje. Dan gaan de LEDjes achter elkaar op rij aan en vervolgens krijg je een nieuwe ronde, waarbij de LEDjes iets sneller rondspringen. Druk je op t verkeerde moment op L of R, dan hoor je een lage toon, de foute LED knippert snel en bij de volgende ronde springen de LEDjes rond in slomer tempo. Als er 60 seconden niets wordt ingedrukt, dan schakelt het spel zichzelf uit. U kunt het spel in actie zien op YouTube [1]. In die video legt een van de auteurs ook de spelregels uit. 156

158 De elektronica van LED s schieten bestaat uit een ATtiny2313-microcontroller, een zoemer, twee druktoetsen (L en R), acht LED s en een 3-V-lithiumcel. K1 is de debugwire-connector waarmee u de programmacode, volgens Atmel, volledig kunt debuggen bij een reeds voltooide schakeling (mits in combinatie met AVR Studio). De zoemer wordt aangestuurd door een brugconfiguratie om het geluid op een bruikbaar niveau te krijgen. Een zoemer met een hoge zelfinductie zou spontane herstarts kunnen veroorzaken, wat wordt tegengegaan met de vier dioden D9...D12. In plaats van een zoemer kan ook een speakertje van 32 of meer worden genomen. De 16-bits timer in de ATtiny genereert de time-out waarmee de schakeling in slaap valt, met een ruststroom van slechts 200 na. Het project is gemaakt in C in AVRstudio4, LabCenter Proteus VSM en de print is ontworpen met Ares. De software is gratis te downloaden via [2]. Via diezelfde link is ook de print-layout beschikbaar. Er is hier gekozen voor een enkelzijdig ontwerp vanwege de kosten. Om te voorkomen dat vocht (van zweethandjes!) ongewenst contact maakt met de printbanen, is tevens een beschermkapje voor de onderkant van de print ontworpen. Dit kunt u laten maken bij met behulp van het gratis Google SketchUp-bestand, inbegrepen in het bestand zip dat via [2] beschikbaar is. De auteurs zijn van plan om het spel uit te breiden met een RingTone Interpreter (RTTTL). Hiermee kunnen bijvoorbeeld jingles wordt gespeeld als er gescoord is, of een deuntje ter aanmoediging bij de hogere spelniveaus. De software wordt daarmee wel groter dan de 2 KB flash in de ATtiny2313, dus dan zou men moeten upgraden naar een ATtiny4314. Die past wel op dezelfde print. (110336) Weblinks [1] [2] 157

159 Marcos Agra-Trillo Door een toenemend aantal goedkope uit voorraad leverbare elektronicamodules en -kaarten zijn ontwerpers geneigd deze te gebruiken in plaats van alles zelf te ontwerpen. In veel gevallen is dit logisch, zoals bij het ontwerpen van een PID-motorregeling of een GPS-ontvanger, wat aanzienlijk veel vakmanschap, tijd en inspanning vraagt. Een verbazingwekkend aantal modules heeft nog altijd een op RS232 gebaseerde interface, aangezien R232 gemakkelijk op een microcontroller met twee I/Opennen en een line-driver zoals een MAX232 geïmplementeerd kan worden. Is de master een PC, dan is de seriële poort tamelijk eenvoudig bereikbaar in zowel Windows als Linux. Gewoonlijk implementeren modules een tekstterminal-interface die single-line commando s met argumenten decodeert, en geven antwoord als volgt: Tx: cmd arg0 arg1... argx/n Rx: cmd arg0 arg1... argx/n replyline0/n replyline1/n... replyliney/n Een probleem ontstaat als er een aantal RS232-modules in een project zitten, omdat ze allemaal een seriële interface met de master nodig hebben. Een hardware-oplossing in de vorm van een RS232-multiplexer zou mogelijk zijn, maar zou het niet leuker zijn deze functionaliteit gratis te krijgen? Door af te wijken van het originele doel van RS232 als een punt-naar-punt-verbinding, kunnen we een RS232-netwerk opzetten waarin alle modules zowel zender- als ontvangerlijnen naar één master-interface samen delen. Alle modules werken op dezelfde snelheid, start- en stopbits zonder stromingregeling. In rust wachten alle modules op commando s van de master en hebben ze hun zenders uitgezet. Iedere module is geconfigureerd met een identificatie die uit een nummer bestaat dat de master verzendt als een enkele regel (bijvoorbeeld 2/n selecteert module 2). Als een module een identificatie ontvangt, die hij zelf ook heeft, is hij geselecteerd en kan hij commando s decoderen en zijn zender sturen tijdens het antwoord. Omgekeerd, als de identificatie niet overeenkomt, hoeft hij de commando s niet te decoderen en blijft zijn zender geblokkeerd. 158

160 Naast wat firmwareondersteuning moet de RS232-driver-elektronica de zender in tristate-modus kunnen houden terwijl de ontvanger operationeel is. De klassieke MAX232- driver is jammer genoeg ongeschikt, maar de ICL3321 en MAX242 zijn mogelijke kandidaten voor ons doel. Deze hebben een lowpower-modus die de ladingpomp en zenders uitzet, maar de ontvangers in werking houdt om de RS232-activiteit te volgen. Het aantal modules in een RS232-netwerk wordt beperkt door de 5-k pull-down op de ingang van het line-driver-ic. Meerdere modules verhogen de belasting van dit signaal, waardoor de maximale werksnelheid en kabellengte vermindert. Een applicatie draaien met vijf modules met de hier getoonde schakeling op 9600 bps geplaatst binnen 1 m van elkaar werkte prima. De modules moeten de netwerkmodus actief kunnen maken en de unieke identificatie kunnen instellen. Dit kan gedaan worden met schakelaars, jumpers of, in het geval dat I/Opennen schaars zijn, door de configuratie in de EEPROM/Flash op te slaan. Als dit laatste wordt gedaan, is het aannemelijk dat de module slechts geconfigureerd wordt met standaard RS232. Er kunnen dan speciale configuratiecommando s worden geleverd die altijd gedecodeerd worden, onafhankelijk van de identificatie. Commercieel verkrijgbare modules kunnen waarschijnlijk niet aangepast worden om netwerk -RS232 te ondersteunen, tenzij de leverancier een bruikbare RS232-line-driver heeft gebruikt en bereid is de firmwarecode te leveren. Het is echter mogelijk om dit op zelfgemaakte modules te implementeren en misschien kunnen module-ontwerpers er iets van opsteken en de functionaliteit van hun toekomstige ontwerpen verbeteren. (090326) Jürgen Okroy De eenvoudigste manier om een instelbare constante-stroombron te maken is door gebruik te maken van een spanningsregelaar in een geschikte configuratie, zoals die bijvoorbeeld te vinden is in de datasheet van de LM317. Jammer genoeg kan de stroom daarmee niet vanaf nul worden ingesteld. Met de hier voorgestelde schakeling is dat wel mogelijk. Twee spanningsregelaars met verschillende uitgangsspanningen zorgen er voor dat de opamp in zijn normale werkgebied kan functioneren. De eerste spanningsregelaar levert 15 V als voedingsspanning voor de opamp, en deze dient tegelijkertijd als referentiespanning voor de spanningsdeler (R3/P1/R4). Met P1 wordt de gewenste stroomwaarde ingesteld door middel van een spanning op de niet inverterende ingang van de opamp (IC3 pen 3). De opamp regelt nu via T1 de stroom 159

161 aan de uitgang (van de collector van T1 naar massa) zodanig dat op de emitter van T1 en daarmee ook op de andere ingang van de opamp dezelfde spanning komt te staan als op de loper van P1. Natuurlijk moet er dan wel een belasting op de uitgang aangesloten zijn, zodat er een stroom naar massa kan lopen. Het instelbereik van de spanning op P1 wordt vastgelegd door de dimensionering van spanningsdeler R3/P1/R4. Bij de laagste spanning op de loper van P1 is de uitgangsstroom het grootst. De grootte van deze stroom is afhankelijk van de waarde van weerstand R2. De schakeling is zo gedimensioneerd dat de constante stroom tussen 0 en 100 ma kan worden ingesteld bij R2 = 100 of tussen 0 en 30 ma bij R2 = 330. Zuiver rekenkundig zou voor de instelling van dit stroombereik een spanningsbereik van 2 V (maximale stroom bij 10 V over R2) tot 12 V (minimale stroom bij 0 V over R2) aan de loper van P1 nodig zijn. Om het gewenste instelbereik ook nog te kunnen halen bij een tolerantie van ±10 % van de potmeter is het spanningsbereik iets groter gedimensioneerd door voor R3 en R4 een waarde van 1k5 te kiezen. Omdat dit een stroombron en geen spanningsbron is, is de uitgangsspanning natuurlijk afhankelijk van de stroom. Bij toenemende stroom wordt de spanningsval over R2 (I R2) groter en dus wordt de maximaal mogelijke uitgangsspanning dan kleiner. (100935) Joseph Kreutz Deze schakeling is geïnspireerd op een versterker uit de jaren 60. Die kon 8 W aan 8 leveren en was gebaseerd op AD161 en AD162 germanium-vermogenstransistoren. Daarmee werd het voor het eerst mogelijk om een complementaire symmetrische vermogenstrap te maken met halfgeleiders, waarmee het een voor die tijd modern alternatief werd voor de befaamde klasse-ab push-pull-trap met twee EL84 pentodes. Het bescheiden vermogen van deze Mini Sixties Plus is nog steeds ruim voldoende voor de aansturing van een paar goede speakers. Uiteraard hebt u voor stereoweergave twee van dergelijke trappen nodig. Het ingangssignaal komt binnen op de basis van T1. De gelijkspanningsinstelling van deze transistor gebeurt met de spanningsdeler bestaande uit R1, R2 en R3. Deze spanning wordt extra ontkoppeld met C2. De emitter Specificaties Gevoeligheid: 820 mv (9,1 W) Versterking: 10,4 x Maximaal vermogen: 9,1 W (THD = 1%) Bandbreedte: 21 Hz...1 MHz (1 W) 21 Hz khz (8 W) THD+B: 0,14 % (1 khz,/1 W, B = 80kHz) S/N-verhouding: 78 db (B = 22 khz lin.) 86 dba van T1 krijgt het terugkoppelsignaal van de uitgang via R6. De stroom uit de collector van T1 wordt bepaald door het verschil tussen het ingangssignaal en het uitgangssignaal. T1 werkt dus als verschilversterker. De verhouding tussen R5 en R6 bepaalt de spanningsversterking in de audioband. Deze is hier 11 maal, namelijk 1 + R6/R5. Met 22 voor R5 en 470 F voor C3 kan die waarde desgewenst worden verhoogd tot 22 maal. De waarden voor R5 en C3 bepalen de ondergrens van het frequentiebereik, hier 15 Hz. 160

162 De trap rond T2 zorgt voor de spanningsversterking via R12. Deze hangt aan de speakeruitgang en niet aan de voeding, en op zo n manier dat de spanning over de weerstand nauwelijks varieert: het effect van een bootstrap. De stroom door die weerstand blijft dus constant en is voldoende voor de aansturing van de vermogenstransistoren, zelfs als de uitgangsspanning in de buurt van zijn maximum komt. Een nadeel is dat die stroom ook door de belasting vloeit, waardoor een kleine gelijkspanning over de uitgangsklemmen ontstaat: zo n 26 mv bij 33 ma. Weerstand R13 voorkomt dat de collector van T2 open blijft wanneer de versterker onbelast is, zodat het knooppunt van R8//R9 en R10//R11 precies in het midden tussen de voedingsspanning en nul blijft. Emitterweerstand R7 zorgt voor voldoende lineariteit van de spanningsversterking en condensator C4 bepaalt de stabiliteit van de versterker. Het echte vermogen wordt geleverd door de klassieke push-pull-trap rond T3 en T4. Dioden D1 en D2 zorgen voor de ruststroom van de eindtrap. Met potmeter P2 moet die op 161

163 20 ma afgeregeld worden, een meerslagenexemplaar hiervoor is sterk aan te raden. De ruststroom is heel makkelijk te meten met een voltmeter tussen de emitters van T3 en T4: de afgelezen spanning in mv komt overeen met de stroom in ma. Indien nodig kan de ruststroom nog eens bijgeregeld worden als de versterker goed is opgewarmd. De vermogenstransistoren moeten op een koelvin met een thermische weerstand van maximaal 4 C/W worden gemonteerd. Maak hierbij gebruik van (elektrisch) isolerende plaatjes en thermisch geleidende pasta. Let er bovendien op dat er goed thermisch contact is tussen D1/D2 en T3/T4. De voeding van de Mini Sixties Plus is niet symmetrisch en daarom is de luidspreker aangesloten op de uitgang via C7. De versterker is evenmin elektronisch beveiligd tegen een kortsluiting van de uitgang, vandaar de aanwezigheid van een zekering van 1 A traag, die de schade in zo n geval binnen de perken moet houden. De voeding van 28 V is opgebouwd rond een LM317-spanningsregelaar, waarvan de stroombegrenzing nog voor aanvullende kortsluitbeveiliging zorgt. Ook deze LM317 moet op een koelvin worden gemonteerd, waarvan de thermische weerstand niet meer dan 2 C/W mag zijn. Ook hier is eventueel isolatie nodig. Trafo TR1 moet 24 volt bij 1 tot 1,5 ampère kunnen leveren. Voor zekering F2 kunt u het beste de waarde nemen die de fabrikant van de trafo daarvoor aanbeveelt. De vermelde waarden van de spanningen en stromen in het schema zijn gemeten bij het prototype dat in het Elektor-lab is opgebouwd. Bij dit prototype bedroeg de vervorming 0,14% bij 1 khz/1 W helemaal niet slecht voor zo n eenvoudige versterker met vier transistoren. (090861) Louter van der Kolk Als we onderdelen op een printje of op een gaatjesbord monteren, willen dat graag niet alleen snel, maar ook een beetje netjes doen. Vervelend is vaak het buigen van nette draadbruggen op de juiste steek. Een handig hulpje daarbij is het volgende. 50% Met een stukje 0,1-inch-gaatjesbord kun je heel gemakkelijk een handige buigmal voor draadbruggen maken. Zaag met een figuurzaag een stukje gaatjesbord uit in een getrapte vorm zoals weergeven in de tekening. Je kunt het zo groot maken als je wilt. Let erop dat de horizontale zaagsneden een beetje aan de buitenkant gemaakt worden, zodat er duidelijke kuiltjes in de horizontale stukken overblijven. Een draadbrug vouwen is nu heel gemakkelijk: kies de gewenste steekafstand op de mal (stippellijn), pak een stukje montagedraad en vouw dit scherp om in de kuiltjes die bij de gekozen steekafstand horen. Een mooie draadbrug met precies de juiste steek die strak op de print of gaatjesbord gesoldeerd 162

164 kan worden, is het resultaat. Met strakke draadbruggen ziet de print er ook mooier uit en het monteert zo nog sneller ook. Voor weerstandjes is het hulpje ook bruikbaar. (090369) Weblinks [1] Henk van Zwam Iedereen die zelf apparaten bouwt, staat op een gegeven moment voor het probleem: hoe maak ik een layout voor een fatsoenlijke frontplaat? Louter tekst is met behulp van een tekstverwerker nog wel op de goede plek te krijgen, maar schaalverdelingen voor potentiometers, draaischakelaars en varco s, dat is andere koek. Er bestaat al enkele jaren een geweldig programma om dit soort problemen op te lossen: Galva (versie 1.85). Het is freeware, van oorsprong Frans en heeft een Franse of Engelse interface naar keuze. Er is een uitgebreide helpfunctie aanwezig. Het gemaakte ontwerp kan op elke printer worden afgedrukt, op papier of kunststof folie, afhankelijk van de gebruikte printer. Het programma is eigenlijk een soort programmeeromgeving: de gebruiker schrijft een aantal commando s met parameters die na een druk op F4 een tekening opleveren. Het programma heeft twee vensters: één grafisch venster voor de tekening en één venster waarin de commando s worden geschreven. Het heeft dus geen grafische interface zoals we die bij normale tekenprogramma s kennen. Maar het gebruik went snel, omdat je weet waartoe je een bepaalde opdracht geeft. Logo s (merken) en dergelijke kunnen worden geïmporteerd en alle in Windows aanwezige lettertypen en vreemde tekens kunnen worden gebruikt. Kleurgebruik is vanzelfsprekend. De resultaten zijn verbluffend: schaaldeelstrepen zijn op een fractie van een graad mogelijk, plaatsing van onderdelen tot op een tiende millimeter. Door de bijgevoegde voorbeelden te bestuderen en te gebruiken als basis voor eigen ontwerpen is de leercurve kort. Verandering van de parameters in de voorbeelden toont snel wat er mogelijk is. Het programma is geschikt voor talloze projecten als schaalverdelingen en frontplaten, maar ook te gebruiken om millimeterpapier, logaritmisch papier, nomogrammen, logaritmische tabellen en dergelijke te maken. Galva kan worden gedownload van onderstaande (Franstalige) website. U vindt het programma in de categorie Electronique. (100287) Weblink 163

165 Ton Giesberts Deze schakeling is speciaal ontworpen om gebruikt te worden bij de FM-transmitter elders in deze uitgave (bladzijde 47), maar kan ook als optie bij andere zenders van pas komen. De schakeling maakt gebruik van een dual-opamp. De eerste opamp IC1A fungeert als opteller en als buffer voor het navolgende correctienetwerk. De ingangsgevoeligheid kan men aanpassen met behulp van R3 (lagere waarde geeft lagere gevoeligheid). De 50- s-correctie voor de preemfase is met C5 en R6 gerealiseerd. IC1B buffert het signaal voordat dit via K1 weer wordt teruggevoerd naar de zender. Aangezien het bij de FMzender om een mono-versie gaat, is tevens een 19-kHzfilter ingebouwd om te voorkomen dat een stereo FM-ontvanger abusievelijk overschakelt naar de stereo-modus door de aanwezigheid van 19-kHzcomponenten in het ontvangen signaal. Met behulp van een eenvoudige afgestemde kring (L1/C4) worden frequenties rond 19 khz gesperd. R4 zorgt er voor dat de Q niet te groot is. Door toleranties kan de frequentie wat afwijken van Specificaties Correctienetwerk voor FM-transmitter Bevat tevens 19-kHz-filter Stroomopname 3 ma 164

166 19 khz (in ons prototype lag de resonantiefrequentie op circa 20 khz). Voor de spoel is in verband met de benodigde waarde een through-hole uitvoering gebruikt (zie onderdelenlijst). Zonder de parallelkring ligt het kantelpunt van het correctienetwerk op ongeveer 16,7 khz. Dat is meer dan genoeg voor FMaudio. Door de toevoeging van de parallelkring stijgt de amplitude rond 10 khz enigszins, waarna bij 13,5 khz het 3-dB-punt wordt bereikt. Bij het prototype lag dit kantelpunt door de toleranties van de componenten 1 khz hoger. Het printje dat voor deze schakeling is ontworpen, is zo klein mogelijk gehouden door voornamelijk gebruik te maken van SMD s. Daarbij speelden ook de afmetingen van het FM-zenderprintje een rol. Om het aansluiten van deze schakeling op het zenderprintje zo eenvoudig mogelijk te maken, is hiervoor bij de zender een connector aanwezig. Via deze connector lopen dan de voedingsspanning en de audiosignalen. Het printje is zo ontworpen dat het op de achterzijde van de FM-zender geplaatst kan worden of ernaast. Bij gebruik van de preëmfase-print moeten R1 en R2 op de zenderprint verwijderd worden. Plaatst men de schakeling op de achterzijde van de zenderprint, dan blijkt de afstraling van de zender duidelijk hinder daarvan te ondervinden en kan men beter een losse draad als antenne aan de zender bevestigen (naast C4 is toevallig een via geplaatst). Om het effect te meten van de preëmfaseschakeling hebben we de frequentiekarakteristiek aan de uitgang van een klein radiootje gemeten. Het resultaat daarvan is in de grafiek te zien (1 = zonder preëmfase, 2 = met preëmfase). Duidelijk is te zien dat de hoge frequentieaandelen door het deëmfasefilter in de radio onderdrukt worden. Met de preëmfase-schakeling aan de zender gekoppeld is een vrijwel rechte curve boven 1 khz te zien. De hobbel bij 100 Hz is een soort bass-boost van het radiootje om het geluid lekkerder te laten klinken. Door de twee ex- 100% Onderdelenlijst Weerstanden (alle SMD 0805) R1,R2 = 22 k R3=10k R4 = 100 R5,R7 = 15 k R6 = 3k3 R8,R9 = 100 k Condensatoren C1,C7 = 4 7/10 V C2,C8 = 100 n C3,C6 = 47 p C4 = 2n2 C5 = 2n7 Spoelen L1 = 33 mh, bijv. 22R336C Murata Power Solutions (Farnell bestelnr ) Halfgeleiders IC1 = TLC082CD SO8 (Farnell bestelnr ) Weblinks [1] Downloads & Producten PCB Layout download / verkrijgbaar via tra koppelcondensatoren in de preëmfaseschakeling is het laag-kantelpunt wel iets omhoog geschoven, maar dat zal in de praktijk niet opvallen. Het stroomverbruik van de zender wordt door dit circuitje verhoogd van 2 naar iets meer dan 5 ma. (090305) 165

167 Géry Szczepanski Als de TV op een draaibare voet is gemonteerd terwijl de satellietontvanger vast is opgesteld, kan de afstandsbediening moeite hebben om de satellietontvanger te bereiken. Voor een beetje doe-het-zelver is dit eenvoudig te verhelpen door een tweede infrarooddetector parallel te schakelen aan die van de ontvanger. Dit principe kan ook worden toegepast bij bijvoorbeeld een DVB-T-ontvanger of een tweede TV. Bij de satellietontvanger XSAT CD TV360 gaat het als volgt. Open de behuizing van de satellietontvanger, klik het frontpaneel met print open en draai het opzij. Zoek de aansluitingen voor massa, +5 V en signaal (gebruik hiervoor een voltmeter, de signaalaansluiting heeft een spanning van +4,5 V). Monteer de hieronder afgebeelde schakeling parallel aan de bestaande detector. Maak de behuizing van de satellietontvanger weer dicht. Bevestig de tweede infrarooddetector met een beetje lijm op de TV. Nu kan de satellietontvanger zelfs in een kast of lade, of achter een meubelstuk worden geplaatst (denk aan de ventilatie). (100080) Let op: insteken of uittrekken van de (jack-)plug kan de 5 V kortsluiten. Vladimir Mitrovic De thermometer die we hier presenteren is niet alleen micro omdat hij is opgebouwd rond een ATtiny13 microcontroller, maar ook minimaal omdat hij heel compact gebouwd kan worden als gebruik gemaakt wordt van SMD s. De temperatuur wordt gemeten door een high-precision 1-Wire digitale thermometer van Maxim (het type DS18S20). Het programma in de ATtiny13A start een temperatuurmeting, wacht totdat de conversie is afgerond, leest het resultaat en geeft dat weer. De temperatuur kan afgelezen worden door de rode en groene lichtpulsen van een tweekleuren-led te tellen. Als de temperatuur bijvoorbeeld 23 C is, levert dat 2 rode en 3 groene pulsen op. De flitsen zijn gemakkelijk 166

168 af te lezen doordat ze ongeveer 135 ms duren en worden afgewisseld met pauzes van 400 ms. Hetzelfde paar LED s wordt ook gebruikt om andere gebeurtenissen weer te geven: 1 Als de temperatuur (in graden Celsius) negatief is, wordt het teken weergegeven met een reeks R-G-R-G zonder tussenpozen (de afwisseling van rood en groen is duidelijk zichtbaar); 2 0 C wordt weergegeven als een 1 s lange reeks van kort rood en groen knipperen (rood en groen smelten dan samen); 3 Een communicatiefout wordt weergegeven met rood gedurende 1 s. Zoals aangegeven in het schema kunnen twee verschillende typen tweekleuren-led s gebruikt worden: met drie aansluitingen (met gemeenschappelijke kathode) of met twee aansluitingen (met een rode en een groene LED antiparallel geschakeld). Het programma voor de ATtiny is in beide gevallen hetzelfde. Listing Do Config Clockdiv = 8 1wreset 1wwrite &HCC 1wwrite &H44 Config Clockdiv = 64 Counter0 = 109 Gosub Wait Config Clockdiv = 8 Gosub Read_t Config Clockdiv = 64 Gosub Disp_t Portb.1 = 1 Omdat het grootste deel van het vermogen gebruikt wordt door de LED s, moet een geschikte waarde voor R2 van geval tot geval bepaald worden. Een weerstand van 100 levert een stroom van 8 ma door de LED op. Tijdens het weergeven van de temperatuur werken de LED s met een duty-cycle van 25%, Counter0 = 255 Gosub Wait If Pinb.1 = 0 Then Exit Do Portb.1 = 0 Loop Portb.0 = 0 Portb.1 = 0 Powerdown End 'Set clock=1.2mhz 'Start 1-Wire communication 'Skip ROM 'Convert T 'Set clock=150khz 'Wait 1s 'Set clock=1.2mhz 'Read T 'Set clock=150khz 'Display T 'Prepare to read JP2 '(Powerdown) 'Wait 7ms 'JP2 closed? 'Exit&Powerdown! door de pauze van 1 s tussen de displayreeksen komt de gemiddelde LED-stroom in totaal neer op ruwweg 1,5 ma. Dat kan flink verminderd worden als we twee aparte lowcurrent-led s gebruiken als display. Maar zelfs met 20-mA LED s kan de schakeling vrij lang werken op een kleine 3 V lithiumcel. 167

169 Hoewel deze thermometer in theorie temperaturen tussen 55 C en +125 C kan meten, lijkt het in de praktijk verstandig om ons te beperken tot het bereik van 15 C tot +50 C. De DS1820 kan op enige afstand van de rest van de schakeling gemonteerd worden; er is getest met een 3 m lange verbindingskabel en dat werkte prima. Als de sensor goed geïsoleerd wordt, kan ook de temperatuur van water of andere niet-agressieve vloeistoffen gemeten worden. Als JP1 gesloten is, werkt de uitlezing in modulo 5 modus: elke flits van de rode LED telt dan voor 5, terwijl een groene flits nog steeds voor 1 telt. Dus 4 rood en 3 groen betekent dan een temperatuur van 23 C. Als JP2 gesloten is, gaat de microcontroller in power-down modus zodra de temperatuur één keer is gemeten en weergegeven. Op die manier is het vermogensverbruik minimaal. Om een nieuwe meting te doen, moet de thermometer worden uitgeschakeld en na 1 à 2 seconden opnieuw worden ingeschakeld. Het programma dat voor dit project is ontwikkeld, heet EE_microcontroller_T.bas en is geschreven in Bascom-AVR. In het kader is een klein gedeelte van de broncode weergegeven. Het complete programma is gratis te downloaden [1]. Wie niet beschikt over een ATtiny13A-programmer of BascomAVR kan ook een voorgeprogrammeerd IC bestellen bij Elektor. (090634) Weblink [1] Rainer Reusch De meest precieze frequentie bij schakelingen met microcontrollers bereik je met een kristal. Soms is het echter nodig om een kristalklok nóg nauwkeuriger te maken, bijvoorbeeld bij frequentie- of tijdmetingen, of als je een geijkte tijd nodig hebt. Aan de hand van een ATtiny25 van Atmel laten we zien hoe de afwijking van de kristalfrequentie beter bekeken kan worden. De oplossingen die we aanvoeren zijn natuurlijk ook toepasbaar op vrijwel alle andere microcontrollers. De oscillator van een microcontroller bestaat uit een inverter die extern alleen nog aan een kristal met aan weerszijden een condensator verbonden wordt (Pierce-oscillator). Om de afwijking van de nominale frequentie zo klein mogelijk te maken, moet de capaciteit van die condensatoren precies passen bij het gekozen kristal (zie de datasheet van de controller). Maar ook de frequentie van een kristal heeft een tolerantie. Om die via afregeling te kunnen wegwerken, moeten de beide capaciteiten beduidend groter genomen worden, waardoor de frequentie in eerste instantie daalt. In de linkertak (zie schema) zetten we een gewone en een trimcondensator parallel aan elkaar in serie naar het kristal toe. De beide parallelle condensatoren (C1 en C4) moeten dusdanig groot gekozen worden, dat de oscillator bij de maximale seriecapaciteit (C2 en C3) onder zijn nominale frequentie komt. De frequentie is dan naar boven toe bij te stellen met behulp van de trimmer (C2). Voor een goede afregeling is natuurlijk een frequentieteller nodig. De meetprobe op de inverter- ingang van de oscillator (XTAL1) zetten is geen optie, omdat de capaciteit van de probe de frequentie zou beïnvloeden. Datzelfde effect, zij het minder geprononceerd, krijg je met de probe op de oscillatoruitgang (XTAL2). De beste oplossing voor dit probleem is om de controller te laden met een programmaatje (of de bestaande firmware 168

170 heel goed zelf kan? De juiste instelparameters kun je dan bijvoorbeeld in een EEPROM opslaan. Om schakeltechnische redenen variëren we daartoe de parallelle capaciteit aan de ingang van de oscillator, wat altijd nog minder bewerkelijk is dan het variëren van de seriecapaciteit. Condensator C1 vervangen we door een capaciteitsdiode. Nu hebben we alleen nog een stuurspanning voor die diode nodig om de capaciteit en daarmee de frequentie in te stellen. daarmee uit te breiden) dat een rechthoeksignaal op een uitgangspoort zet. Onderstaande C-code duurt slechts vijf klokslagen in de main-lus, het zet een signaal met een tiende van de klokfrequentie op poort PB0. #include <avr/io.h> int main(void) { DDRB =(1<PB0); for(;;) PORTB^=(1<PB0); return 0; } Maar waarom zou je de frequentie met de hand afregelen als de microcontroller dat ook We programmeren de controller zodanig, dat die een rechthoek met instelbare pulsbreedte op de PWMuitgang zet. De AVR kan dat zonder een regel programmacode te doorlopen. Een RC-schakelingetje (R2 en C6) vlakt het PWM-signaal af naar een gelijkspanning die via R1 op de diode gezet wordt. In onze schakeling hebben we een Schottkygelijkrichterdiode van het type 1N5819 genomen. En dat functioneert keurig! De voedingsspanning moet dan wel om en nabij de 5 V liggen om een groter instelbereik te krijgen. De schakeling met de trimcondensator werkt ook al goed vanaf 3,3 V. In de tweede schakeling trekt de vaste seriecapaciteit C3 de kristalfrequentie omhoog. De instelbare capaciteit D1 trekt de frequentie juist omlaag, samen met de tweede parallelle capaciteit C4. C7 heeft als enige taak de stuurspanning van de oscillatoringang te ontkoppelen. Die stuurspanning kan en mag daardoor ook hoger zijn dan de voedingsspanning. In onze experimenteerschakeling wordt door de gebruiker aan de controller meegedeeld 169

171 welke stuurspanning hij moet instellen. De ijking geschiedt dus ook hier in wezen met de hand. Voor dit doel hebben we simpelweg een trimpotmeter aangesloten op een ingang van een ingebouwde A/D-converter. De gedigitaliseerde potmeterinstelling gaat rechtstreeks naar het register, dat de PWMpulsbreedte bepaalt. De klokfrequentie wordt gemeten aan poort PB0. Het lukt nu echter niet meer om die uit te sturen als een tiende van de frequentie. Met een paar NOP-commando s stellen we de verhouding in op één-twintigste. In het gegeven voorbeeld moet er 600 khz op de uitgang staan. De dimensionering van de condensatoren rond de oscillator hangt in eerste instantie af van het gekozen kristal. De waarden in de tekeningen dienen als richtlijn te worden opgevat. Ook bij de keuze voor de capaciteitsdiode is enig experimenteer- en priegelwerk nauwelijks te vermijden. De broncode en de hex-bestanden van het controllerprogrammaatje zijn gratis van de Elektor-site [1] te downloaden, of van de projectsite van de auteur [2]. (091052) Weblinks [1] [2] Leo Szumylowycz Wie graag met computers knutselt, kent het probleem: er ligt een tweede harddisk of een extra koelventilator klaar, de kast wordt opengeschroefd... En dan blijkt er geen vrije voedingsconnector meer beschikbaar om de nieuwe hardware op aan te sluiten! In zulke gevallen kan een verdeelkabel, ook wel Y- kabel genoemd, uitkomst bieden. Als zo n kabel niet toevallig in de knutselkist ligt en de computerzaak om de hoek al gesloten is, zullen we er zelf één moeten maken. Moeilijk is dat niet, het hoeft er tenslotte niet mooi uit te zien. Met een extra voedingskabel en een paar kroonsteentjes is het probleem al op te lossen. Het werkt wel, maar het ziet er niet mooi uit en het komt ook erg amateuristisch over. Een elegantere oplossing is de voedingskabel van het nieuwe apparaat vast te solderen aan de voedingsconnector van een reeds aanwe- 170

172 zig apparaat. Maar dat is niet zo gemakkelijk, want de metalen pennen van de voedingsconnector zitten keurig opgesloten in een kunststof omhulling. Met een truc in de vorm van ader-eindhulzen kunnen de pennen van de connector los gemaakt worden, zodat ze uit de kunststof omhulling komen en het mogelijk wordt om er een kabel aan te solderen. Voor de stekers zijn ader-eindhulzen van 4 mm te gebruiken en voor de contrastekers gebruiken we een doorsnede van 6 mm. Eerst wordt de contactpen aan de kabel stevig in de huls van de connector gedrukt, zodat de borgveer stevig en volledig pakt. Dan worden de hulzen op de naar achter te verplaatsen pennen gezet en langzaam en voorzichtig tot aan de aanslag in de kunststof omhulling gedrukt. Kort voor de aanslag is een weerstand te voelen. Als we daar doorheen drukken, horen we een klikkend geluid. Juist op dat moment kan de bewuste stift met zijn kabel van achteren uit de omhulling getrokken worden. Als het niet meteen lukt, kan het helpen de huls tijdens het trekken wat rond te wrikken. Over het algemeen zijn met één ader-eindhuls vier pennen los te krijgen, maar het verdient aanbeveling om uit voorzorg alvast wat meer hulzen in huis te halen. De vrije einden van de toe te voegen voedingskabel worden nu voorzichtig en met zo weinig mogelijk soldeertin naast de bestaande kabels aan de pennen gesoldeerd. Een teveel aan soldeertin kan met zuiglitze verwijderd worden. Tenslotte worden de borgveren van de contactpennen iets naar buiten gebogen en de pen kan weer teruggeplaatst worden in de omhulling. Het is handig om vrij lange stiften te gebruiken, want die zijn gemakkelijker te hanteren. Door van te voren wat contactspray in de connector te spuiten, zijn de delen van de steker wat gemakkelijker te bewegen. (090201) Michel Defrance Deze schakeling is gebaseerd op de lowdrop- spanningsregelaar uit het boek 303 Schakelingen, uitgegeven door Elektuur in De auteur heeft dit ontwerp aangepast: ten eerste is de uitgangsspanning nu instelbaar en ten tweede heeft hij een print voor SMD s ontworpen. Alleen de vermogenstransistor is nog een ouderwets type. Vergeleken met het oorspronkelijke ontwerp is het volgende veranderd: 171

173 Belasting [ ] U out [V] Afwijking [V] I [ma] 680 7, ,37 0,02 18, ,37 0,02 33, ,35 0,04 73,5 33 7,31 0, ,20 0, de zenerdiode van 4,7 V is vervangen door shunt-regelaar TL431, gekozen vanwege zijn stabiliteit en omdat hij instelbaar is met een potmeter van 5 k, zodat de uitgangspanning geregeld kan worden tussen5en16v; de weerstand van 390 is vervangen door een stroomspiegel bestaande uit transistoren T5 en T6, die worden ingesteld met R3 en de TL431. De kathodestroom van deze laatste is bepalend voor de stabiliteit van de uitgangsspanning. De datasheet schrijft voor dat dit minimaal 1 ma moet zijn voor een optimale regeling; met 1,7 ma bij 5 V aan de uitgang zitten we daar ruim boven; de uitgangstrap bestaat uit een darlington-schakeling van twee PNP-transistoren, T2 en T1. R9 zorgt er voor dat de basisemitterspanning van T1 groot genoeg blijft om T1 in geleiding te houden, ook als er aan de uitgang maar heel weinig stroom geleverd hoeft te worden; D1 was een AA119- germaniumdiode; dat is een MELF4148 geworden; Om er voor te zorgen dat de voeding altijd opstart, is de oorspronkelijke 100 k van R8 verkleind tot 3,9 k ; filtering van de uitgangsspanning is geintegreerd op de print, met C1 en C4. Het printontwerp [1] is dubbelzijdig. Alle SMD s komen op de ene kant, de BD136 komt aan de andere kant de koperzijde, zo u wilt. U zou de vermogenstransistor eventueel kunnen monteren op een koelvin met een isolatieplaatje er tussen. Als de regelaar wordt gebruikt met een lage dropoutspanning heeft een koelvin echter weinig zin. Het printje kan worden geplaatst op de plek van een standaard regelaar, de aansluitvolgorde van JP1 is hetzelfde. De afregeling is heel simpel: haal de jumper op JP2 weg, sluit een voltmeter aan op pootje JP2-2 en regel met P1 de uitgang op de gewenste spanning af. Zet de jumper weer op JP2 en klaar is Kees. We merken nog op dat de ingangsspanning minimaal 1 V hoger moet zijn dan de uitgangsspanning. De keuze van de transistoren is niet kritisch, elk pencompatibel equivalent is mogelijk. U zou er zelfs voor kunnen kiezen om niet- SMD s te gebruiken, zoals BC547 s voor de NPN-transistoren en een BC557 voor T2, de enige PNP (afgezien van de vermogenstor). In 172

174 de tabel is een aantal meetwaarden gegeven bij een uitgangsspanning van 7,39 V, gekozen om er twee witte LED s in serie mee aan te sturen. U IN =9V,U IN,min = 8,20 V. (110288) Weblink [1] Thorsten Steurich Wat klinkt beter, vinyl of CD? Een tegenwoordig nog steeds vurig bediscussieerde vraag. De auteur heeft geprobeerd oorzaken en achtergronden te vinden voor mogelijke klankverschillen tussen deze twee geluidsdragers. Dat heeft onder meer de volgende schakeling opgeleverd, waarmee de klank van een CDspeler beduidend kan worden verbeterd. Grammofoonplaat en CD maken gebruik van heel verschillende registratietechnieken. Voor het snijden van een grammofoonplaat doorloopt het signaal eerst een preëmfase-schakeling waarbij de hoge tonen extra worden versterkt (vergelijkbaar met de situatie bij FMuitzendingen). Dit signaal wordt naar de snijkop gestuurd voor het snijden van de master. Deze aansturing kan in tegenstelling tot de CD alleen analoog gebeuren. Om de frequentiekarakteristiek bij het afspelen van de geluidsdrager weer te lineariseren gaat het geluidssignaal in de grammofoonvoorversterker door een deëmfase-filter dat het hogetonengebied weer verzwakt. Het doel hiervan is het verkrijgen van een betere signaal/ruis-verhouding, dus minder ruisen en knisperen. Als alles in de totale opname- en weegaveketen correct verloopt, zijn uiteindelijk het amplitude- en faseverloop weer identiek aan datgene wat oorspronkelijk met de microfoon is opgenomen. Bij een CD is dat allemaal een stuk gemakkelijker. Na de opname wordt het signaal meestal direct gedigitaliseerd en daarna pas verder verwerkt. Aparte correctienetwerken worden hierbij niet (meer) toegepast. Bij het beluisteren van goedkope CD-spelers had de auteur de indruk dat de hoge frequen- 173

175 ties vaak verzwakt werden weergegeven. De hierbij afgebeelde schakeling bestaat uit een viervoudige opamp (twee opamps per kanaal) die zorgt voor een extra versterking van de hoge frequenties. De mate waarin dat gebeurt, kan men zelf bepalen door de keuze van de waarde van condensator C8 (C14) in het gebied van 100 pf tot 10 nf. Aan de onderkant worden lage frequenties dankzij voldoende groot gedimensioneerde koppelcondensatoren niet verzwakt. De schakeling dient tevens als buffer voor het signaal, waardoor de invloed van kabelcapaciteiten wordt verkleind. Bij CD-spelers met tamelijk hoge uitgangsimpedanties van 1 k of meer zijn klankverschillen tussen goedkope standaard- en dure high-end-kabels al snel waar te nemen. Omdat de uitgangsimpedantie van deze schakeling slechts 100 bedraagt, heeft de kwaliteit van de aangesloten kabel veel minder invloed. De schakeling is natuurlijk ook voor andere signaalbronnen zoals MD-speler, harddisk-recorder, DAB-tuner, DVB-S-receiver enzovoort te gebruiken. De voedingsspanning mag liggen tussen 10 en 30 V; vaak kan men deze betrekken van de in de CD-speler aanwezige voeding. Dat het uitgangssignaal in beide kanalen door telkens de tweede opamp IC1B, (IC1D) wordt geïnverteerd (180 graden fasedraaiing), heeft verder geen invloed op de werking van de schakeling. Door verandering van tegenkoppelweerstand R4 (R12) van uitgangsopamp IC1B (IC1D) kan indien nodig de versterking worden aangepast aan het niveau van de overige componenten in de audio-installatie. (081083) Jacquelin K. Stroble Met deze schakeling kan een goedkope of overcomplete draadloze deurbelcombinatie (zender en ontvanger) worden gebruikt als noodstop op afstand voor een elektromotor of motorbesturing. Als de knop van de draadloze deurbel wordt ingedrukt, zorgt het hierdoor veroorzaakte 0-V-signaal uit de ontvanger ( motor E- Stop ) ervoor dat PNPtransistor T1 gaat geleiden. Via transistor T2 schakelt vervolgens het bistabiele relais Re1 om. Hetzelfde gebeurt als de met draden aangesloten motor E-stop - knop S1 wordt ingedrukt. 174

176 Om het relais weer terug te laten schakelen, moet reset-knop S2 worden ingedrukt. De keuze van T1 en T2 is niet kritisch het zijn standaard PNP- en NPN-schakeltransistoren voor laagspanning, waarvoor veel equivalenten bestaan. Als EMC-voorzorgsmaatregel zijn de basisweerstanden R1 en R2 voorzien van kleine condensatoren (100 pf) die er voor zorgen dat de motor niet wordt stopgezet door externe elektrische storingen en interferentie. De set- en reset-spoelen van het relais hebben ieder een flyback-diode om te voorkomen dat T1 en T2 door inductiepieken worden beschadigd. Met de contacten van het relais kan een krachtiger relais of een motordriver worden bestuurd. (090148) G. van Zeijts In een harddisk zorgt een lineaire motor voor het verplaatsen van de lees/ schrijfkoppen over de magnetische platen. Die motor bestaat uit een spoel die in een sterk magnetisch veld beweegt en door een vernuftig stukje elektronica zodanig wordt aangestuurd dat de lees/schrijfkoppen snel op de gewenste plaats komen te staan. Inmiddels zijn er voldoende harddisks gecrasht dat elke knutselaar er gemakkelijk aan moet kunnen komen en hier alternatieve toepassingen voor kan bedenken. Omdat die koppen- motor een vrij lange slag maakt en een grote kracht kan leveren, is het ding in dit project toegepast om een soort klok te maken. Door simpelweg een gelijkspanning op de spoel te zetten klapt de arm van de ene naar de andere kant. Bij het ompolen van de spanning beweegt de arm in de andere richting. We kunnen de spoel van spanning voorzien vanuit de computer met behulp van een darlington-schakeling (figuur 1). Voor de aansturing gebruiken we een pen van de Centronicspoort op de computer (K1 in het schema). Het stuursignaal wordt geleverd door pen 2 van de Centronics-connector (dit is bit 0 van poort H378), pen 19 (GND) wordt verbonden met de massa van het stuurcircuit. Neem voor de voeding van de schakeling een stevige netvoeding die zeker 2 A kan leveren. De mechanische opzet van de klok is nogal bijzonder. Op een gordijnrail die schuin omhoog is geplaatst, kan een ronde kogel (uit een kogellager) omhoog geduwd worden, waarna de kogel vanzelf weer naar beneden rolt. Door die kogel nu een klap te geven waarbij de sterkte van de klap afhangt van de tijd van dag, zal de kogel een bepaalde afstand over de gordijnrail afleggen. Met be- 175

177 in Visual Basic en is eenvoudig van opzet. Het programma is uitgebreid gedocumenteerd. Nog enkele praktische gegevens van de klok: lengte van de rail ongeveer 160 cm; hoogteverschil onder/ boven ca. 10 cm; diameter kogel 17 mm; spoelweerstand koppenmotor 5 tot 15 (afhankelijk van type harddisk); gebruikte spoelspanning V (afhankelijk van spoelweerstand). hulp van een langs de rail geplaatste urenverdeling kan men door het volgen van de kogel vaststellen hoe laat het (ongeveer) is. De genoemde koppenmotor uit een oude hard-disk wordt gebruikt voor het geven van de klap tegen de kogel. Op het laagste punt van de rail loopt de kogel tegen de arm van de motor aan. De computer berekent de kracht van de klap en stuurt dan de motor gedurende een bepaalde tijd aan. Het bijbehorende programma is geschreven De urenverdeling op de rail moet proefondervindelijk gemaakt worden, nadat de klap voor 12:00 uur zodanig is ingesteld dat de kogel bijna op het hoogste punt van de rail komt. (090121) Weblinks [1] Downloads & Producten Software Visual Basic-programma A. René Bosch Het probleem: de buren hebben precies dezelfde zoemer (met zo n 50-Hz-ratel) als uzelf. Daardoor kunt u niet altijd horen waar er nu precies aangebeld wordt. Om verwarring te voorkomen, heeft de auteur de bestaande bel vervangen door een draadloze bel die door de huidige prijsstelling een 176

178 goedkope oplossing vormt. Er moet nu alleen nog voor gezorgd worden dat de aansluiting voor de oude zoemer ook de draadloze deurbelknop activeert. Open de behuizing van de knop van de draadloze deurbel en zoek met een multimeter de contacten die kortgesloten worden bij het indrukken. Dit zijn de aansluitpunten voor de relaisuitgang (zie schema). Het schema spreekt eigenlijk voor zich. Zodra de bestaande deurbelknop wordt ingedrukt en deze de zoemer activeert, wordt dit signaal gelijkgericht met de brugcel en met een 7805 op 5 V gestabiliseerd. Hiermee wordt direct het relais geactiveerd en de schakelaar in de draadloze deurbelknop wordt kortgesloten. Zo laat tegelijk met de zoemer nu ook een flinke Big Ben weten dat er iemand aan de deur staat. Nu maar hopen dat de buren niet dit artikeltje lezen! (100415) Marc Mertz Naar aanleiding van ongelukken door een defecte randaarde bedacht de auteur deze kleine schakeling. Deze bestaat uit drie onderdelen: een neonlampje met serieweerstand, bijvoorbeeld afkomstig uit de schakelaar van een netstekerblok, en een kleine condensator afkomstig uit de elektronica van een spaarlamp. Een grotere capaciteit verhoogt de helderheid van het neonlampje. Dit alles kost minder dan e 2. Het neonlampje brandt alleen bij een goed functionerende randaarde. Bij de auteur thuis maakte het niet uit of fase en nul werden omgewisseld. In het lab hadden we hier wat commentaar bij, dat in het juninummer werd beschreven [1], want de schakeling bleek wel gevoelig voor de positie van fase en nul. De randaarde-detector kan dus ook als fase-detector worden gebruikt. Het geheel kan eenvoudig in een randaardesteker worden ingebouwd. De auteur monteerde een transparant kapje om het neonlampje te beschermen. (110218) Weblink [1] 177

179 R. Pretzenbacher Ondanks alle mooie simulatie-software die tegenwoordig beschikbaar is, is een echt display soms een grote hulp bij het ontwikkelen van microcontrollerschakelingen. Daarbij past men graag een LCD met een HD44780-compatibele controller toe. Die zijn goedkoop en gemakkelijk aan te sturen. Alleen het grote aantal besturingslijnen is een probleem. Dat betekent dat er nogal wat bedrading nodig is en dat veel I/Opennen van de microcontroller gebruikt moeten worden. Er bestaat echter een drieletterige oplossing voor dit probleem: I2C! Door een extra IC te gebruiken voor de vertaling van I2C-signalen naar besturingssignalen voor het LCD en dit samen met het display zelf tot een module samen te bouwen, ontstaat een handige universele displaymodule, die naast massa en +5 V alleen nog SCL en SDA en twee besturingslijnen nodig heeft. Dat maakt het aansluiten van een display een stuk gemakkelijker. LCD s met de genoemde besturingschip kunnen in de zuinige 4-bits-mode aangestuurd worden. Naast deze 4 databits zijn nog drie besturingslijnen nodig: E, R/W en RS. En dat is het mooie van Eigenschappen Universele LCD-module voor microcontrollers Gebruikt slechts 2 I/O-lijnen Meerdere displays op één I2C-bus mogelijk Eenvoudige aansturing dankzij firmware voor de AVR deze schakeling: voor zeven lijnen is niet eens een extra microcontroller nodig. Het lukt al met een simpele I2C-bus-expander die acht uitgangspennen heeft en dus ook nog 178

180 100% Onderdelenlijst Weerstanden P1=5k,SMD(Murata) R2..R4 = 1k8, SMD 0805 R5=39, SMD 0805 (zie tekst) Condensatoren C1,C2 = 100 n, SMD 0805 C3=10 /16 V, SMD (Vishay), 4mm Halfgeleiders IC1 = PCF8574 (PCF8574A) (zie tekst) T1 = BC807, SMD SOT23 Diversen LCD met HD44780-compatibele controller K1 = vierpolige header, steek 2,54 mm K2 = RJ11-connector voor printmontage K3 = vier soldeerpennen J1,J2 = tweepolige header met jumper 20-polige header, steek 2,54 mm, voor aansluiten LCD Print een bit vrij heeft voor het aansturen van de achtergrondverlichting van het display (of van een extra LED). De keuze is gevallen op het IC PCF8574 dat verkrijgbaar is in twee uitvoeringen met verschillende basisadresbereiken (zie [2]). Standaard worden de hoogst mogelijke adressen gebruikt: bij de PCF8574 is dat 0x4E en bij de PCF8574A is het 0x7E. Door beide chips te gebruiken kunnen zelfs twee displays met de controller verbonden worden, zonder aanpassing van de schakeling en zonder adresconflicten. Mochten de hoogste adressen al voor iets anders in gebruik zijn, dan kan gebruik gemaakt worden van drie configureerbare adresbits (pen 1...3), waarmee meer (lagere) adressen ingesteld kunnen worden. De schakeling zelf is heel eenvoudig: de acht lijnen van de expander worden rechtstreeks met de besturingslijnen van het LCD verbonden. Alleen lijn P0 stuurt via een PNPtransistor de achtergrondverlichting of een extra LED aan. De waarde van R5 moet worden aangepast aan de eigenschappen van de achtergrondverlichting, de juiste waarde is te vinden in de datasheet van het display. De hier aangegeven 39 is geschikt voor de typische 4,2 V van een eenregelig display met een stroomgebruik van ca. 30 ma. P1 is voor de contrastregeling. Met de jumpers J1 en J2 kunnen de voorgeschreven pull-up-weerstanden voor de SCLen SDA-lijnen geactiveerd worden (per bus mogen deze slechts één keer aanwezig zijn). De print is voorzien van drie aansluitmogelijkheden voor de I2Cbus: header K1, RJ11- connector K2 en de soldeerpennen K3. Om de toepassing van het display te vergemakkelijken, heeft de auteur alvast driversoftware in de vorm van C-functies voor AVRmicrocontrollers geschreven die, zoals gebruikelijk, van de Elektor-website kunnen worden gedownload en voor eigen toepassingen kunnen worden aangepast. De software bestaat uit drie delen: 1: I2C-functies (eventueel aanpassen voor de gebruikte AVRcontroller) i2cinit i2ccheck i2csend i2creceive lezen I2C-master initialiseren testen of een slave aanwezig is datastroom naar de I2C-bus zenden datastroom van de I2C-bus 2: Low-level-displayfuncties (voor de gebruiker niet echt relevant) whnipp rdsyb data-nibble naar het display sturen (2 aanroepen voor een byte) systeem-byte van het display lezen (om te controleren of het display klaar is voor data) 179

181 cntrb datab wbusy besturingsbyte naar het display sturen (bijvoorbeeld om de cursor naar links of rechts te verplaatsen) databyte naar het display sturen controleren of het display klaar is Definitie van de besturingsconstanten (kunnen met cntrb gestuurd worden) Dinit DBcd2 DHexByte DWord DLong DInt weergave initialiseren uitvoer van een tweecijferig BCD-getal byte uitvoeren hexadecimale notatie uitvoer van een 16-bits getal zonder voorteken uitvoer van een 31-bits getal zonder voorteken uitvoer van een 16-bits getal met voorteken dshr dshl curon curoff curblk 3: User-displayfuncties (relevant voor de gebruiker) Ddisp DClear Dpos 0b // display 1 plaats naar rechts verschuiven 0b // display 1 plaats naar links verschuiven 0b // cursor aan 0b // cursor uit 0b // cursor knippert karakter op cursorpositie schrijven display wissen cursorpositie instellen De user-functies kunnen naar eigen inzicht veranderd worden, zonder dat over de details van de besturing nagedacht hoeft te worden. (080525) Weblinks [1] [2] [2] datasheets/pcf8574_4.pdf Downloads & Producten Print download / verkrijgbaar via Software source-code Rainer Reusch Wie veel met USB experimenteert, of hiervoor software ontwikkelt, moet het betreffende USB-apparaat veelvuldig van de PC loskoppelen om de opbouw van de verbinding te testen nadat het voorzien is van nieuwe software. Het telkens in- en uitsteken is lastig en zal op de lange duur leiden tot versleten contacten. Het ligt voor de hand hiervoor een nette schakeling te bouwen die deze handeling elektronisch nabootst. Dit dient niet alleen het gemak, maar spaart uiteindelijk ook de USB-connectoren van de computer. Een compacte schakeling voor dit doel is te zien in het schema. 180

182 Het hart van de schakeling is de 74HC4066, een viervoudige analoge schakelaar. Twee van deze schakelaars worden opgenomen in de USB-data-lijnen. De twee overblijvende schakelaars vormen een flipflop in een configuratie die meer bekend is in de uitvoering met transistoren. Om de voedingsspanning naar het USBapparaat te kunnen schakelen (tot 500 ma) is een kleinvermogen-mosfet nodig. Condensator C2 zorgt ervoor dat de flipflop een gedefinieerde toestand aanneemt, zodra de schakeling via de USB-B-bus met de PC wordt verbonden. Het aan de USB-A-bus aangesloten apparaat wordt in eerste instantie nog niet doorgeschakeld. Zodra schakelaar S2 even wordt gesloten zal de flipflop omklappen. Hierdoor zullen de twee analoge dataschakelaars en de MOSFET gaan geleiden, waardoor het USB-apparaat als het ware wordt aangesloten. Om de apparaten weer van elkaar te scheiden wordt schakelaar S1 even gesloten. Bij het insteken van een USB-apparaat maakt de voedingsspanning het eerst contact omdat de contactpen iets langer is. Dit zorgt voor enige vertraging en heft zo het denderen bij het inschuiven van de steker op. Bij deze elektronische schakelaar treedt geen dender op, daarom is de eerder genoemde vertraging hier niet nodig. De schakeling kan worden opgebouwd op een gaatjesprint. Voor de analoge schakelaar wordt aanbevolen om, in plaats van een standaard 4066, een 74HC4066 te gebruiken. Deze heeft aanmerkelijk betere schakeleigenschappen. Deze USB-schakelaar werkt uitstekend met apparaten van het type Low Speed (1,5 Mbit/s) en Full Speed (12 Mbit/s). Maar voor gebruik met USB-apparaten van het type High Speed (480 Mbit/s) zijn de gebruikte analoge schakelaars en de opbouw met een gaatjesprint niet toereikend. De gebruikte MOSFET zal daarentegen helemaal geen problemen hebben met een doorgeschakelde voedingsstroom van 500 ma. (080848) 181

183 Ludovic Voltz Aangezien iedere PC over een krachtige en goed afgeregelde voeding beschikt die onder andere een stabiele spanning van 12 V levert, waarom dan niet hiermee een regelbare voeding maken met een bereik van 1,25 tot 10 V. Dat is precies wat de volgende schakeling doet. Deze voeding kan ook gebruikt worden als aanvulling op een klassieke laboratoriumvoeding om een analoge spanning na te bootsen voor het geval dat de labvoeding slechts één uitgang heeft. De omzetting is toevertrouwd aan een zeer bekende en goedkope DC/DC-converter van het type MC34063, die geschakeld is als spanningsverlager. Een oplossing als deze met een schakelende regelaar heeft een gunstige invloed op de warmteontwikkeling. De MC34063 is verbonden met een microprocessor met LCD (1 16 karakters), waardoor de uitgangsspanning en stroom van de voeding zijn af te lezen. Verbind hiervoor K3 met pennen 4 en 5 van K4. In het beste geval staat er 700 ma tot onze beschikking. Wees echter niet bang, de schakeling beschikt over een 182

184 stroombegrenzing die in werking treedt zodra deze grens overschreden wordt. Programmeer de microprocessor met het programma dat beschikbaar is op [1] en regel P2 zodanig af, dat de getoonde uitgangsspanning op het display overeenkomt met de werkelijke spanning. Merk op dat sommige displays van 1 16 karakters zich gedragen als een display van 2 8 karakters. De download bevat twee hex-files voor beide gevallen. Als de schakeling opgebouwd is, kunt u hem een plaatsje geven in de ruimte van een lege inbouweenheid van uw computer. Nog een detail: voor een nauwkeurigere regeling van de uitgangsspanning kunt u een tweede potentiometer van 1 k in serie met P1 monteren. (090863) Weblink: [1] Joseph Kreutz Een effectieve beveiliging voor het beschermen van de luidsprekerboxen die op een audioversterker zijn aangesloten, moet drie dingen doen. Ten eerste moeten de speakers pas enige seconden na het aanzetten van de versterker worden geactiveerd, zodat je de inschakel- plop niet hoort. Ten tweede moeten de boxen onmiddellijk worden losgekoppeld wanneer de netspanning uitvalt (of de versterker wordt uitgeschakeld). Ten derde moet dat laatste ook gebeuren wanneer er, door welke oorzaak dan ook, een gelijkspanning op de uitgang van de versterker komt te staan. 1 De schakeling in dit artikel kan met enige aanpassing in iedere bestaande audioketen worden ingebouwd en mag daarom universeel heten. De schema s in figuur 1 en 2 zijn van een prototype dat is toegepast in een versterker die 183

185 2 50 W aan 8 levert bij een voedingsspanning van ±35 V. Maar het ontwerp kan ook heel eenvoudig worden aangepast aan andere voedingsspanningen en dus ook aan andere uitgangsvermogens. In tabel 1 vindt u een overzicht, met daarbij de aanbevolen waarden voor R1, R2, R8, R15 en R19, evenals de nominale spanningen voor C1 en C3 en mogelijke keuzes voor de halfgeleiders D9, D10, T1, T2 en T3. De werking van de schakeling is vrij eenvoudig. Zodra de versterker wordt ingeschakeld, laadt de spanning op het knooppunt tussen brugcel B1 en diode D1 (punt A) condensator C7 snel op via R3. C7 zorgt er bovendien voor dat de nuldoorgangen van de netspanning de beveiliging niet ongewenst activeren. Zodra de spanning over C7 de hoge triggerdrempel van IC1.A bereikt, gaat diens uitgang omlaag. Vanaf dat moment wordt C6 geleidelijk opgeladen via R5; de onderkant van C6 gaat dan langzaam naar 0 V. Wanneer de lage triggerdrempel aan de ingang van IC1.B is bereikt, gaat diens uitgang omhoog en dat signaal (RE) schakelt de transistoren T1 en T2 Tabel 1. Stereo-versterker (2 kanalen) Voedingsspanning [V] Vermogen aan 4 [W] Vermogen aan 8 [W] Spanning C1 (470 ) en C3 (100 ) [V] R1 [ / W] 1k8 / 0,25 2k2 / 1 3k3 / 1 4k7 / 1 4k7 / 1 5k6 / 1 5k6 / 1 R2 [ /W] 820/1 1k2/1 1k8/1 2k2/2 2k7/2 2k7/2 3k3/2 R3 [ / W] 2k7 / 0,25 3k3 / 1 4k7 / 1 5k6 / 1 6k8 / 1 8k2 / 1 8k2 / 1 R15 en R19 [ /W]*) 680/1 1k2/1 1k8/1 2k2/1 2k7/2 2k7/2 D9 en D10 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 BAV21 BAV21 T1, T2, T3 BC639 BC639 BC639 BC639 BC639 2N5551 2N5551 *) voor 24-V-relais met een stroomverbruik van ongeveer 15 ma 184

186 in geleiding, die op hun beurt dan relais RE1 en RE2 3 voor de luidsprekers inschakelen. Dit alles speelt zich af in ongeveer 5 seconden, wat dus ook de inschakelvertraging is. Op het moment van inschakelen moet de ingang van IC1.B hoog zijn, wil diens uitgang met zekerheid laag zijn; dat is het geval zolang de ingang van IC1.A laag is. Maar de spanning over C6 moet dan nul zijn, anders valt er niets op te laden en halen we de gewenste vertraging niet; daarom hangt C6 met zijn andere pootje rechtstreeks aan +5 V. De werking van dit geheel is gebaseerd op hysteresis: de drempel voor omschakelen van laag naar hoog ligt op een hoger niveau dan die voor de overgang van hoog naar laag. Het gebruik van Schmitttrigger-poorten (in dit geval een viervoudige NAND SN74HCT132) is dus noodzakelijk. Het stuursignaal voor de relais wordt geïnverteerd door IC1.C en gaat dan naar een van de ingangen van IC1.D die geschakeld is als langzame oscillator met een frequentie van 4 à 5 Hz. Daarmee laten we LED D8 knipperen tijdens de inschakelvertraging. Als de relais zijn ingeschakeld, is de uitgang van IC.1C laag. Daarmee stopt de oscillatie en blijft het LEDje continu aan. Deze LED hangt direct aan de voedingsspanning op C1 en krijgt via R8 een stroom van ongeveer 10 ma. De juiste waarde voor R8 kunt u bepalen met behulp van tabel 1, want die waarde hangt af van de voedingsspanning en dus ook van het vermogen van de gebruikte versterker. Tabel 2. Surround systeem, 5+1 of 7+1 kanalen Voedingsspanning [V] Vermogen aan 4 [W] Vermogen aan 8 [W] Spanning C1 (470 ) en C3 (100 ) [V] R1 [ /W] 820/1 1k2/1 1k8/1 2k2/2 2k7/2 2k7/2 3k3/2 R2 [ /W] 270/2 390/2 560/5 680/5 820/5 820/10 1k/10 R3 [ /W] 2k7/1 3k3/1 4k7/1 5k6/1 6k8/1 8k2/2 8k2/2 R15 en R19 [ /W]*) 680/1 1k2/1 1k8/1 2k2/1 2k7/2 2k7/2 D4 t/m D7 BZV85C5V1 of equivalent van 5V1/1 W D9 en D10 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 1N4148 BAV21 BAV21 T1, T2, T3 BC639 BC639 BC639 BC639 BC639 2N5551 2N5551 *) voor 24-V-relais met een stroomverbruik van ongeveer 15 ma 185

187 4 Zodra de netspanning uitvalt (of wordt uitgeschakeld), gaat de uitgang van IC1.A omhoog en wordt C6 direct ont laden via D2, waarmee de uitgang van IC1.B omlaag gaat en op nagenoeg hetzelfde moment worden de relais RE1 en RE2 geopend. De luidsprekers zijn dan gescheiden van de versterker en de bewakingsschakeling is terug in de begintoestand. Komt de netspanning nu weer terug, dan treedt opnieuw de inschakelvertraging voor de speakers in werking. Dat is de tweede functie die we moesten hebben. De aanwezigheid van een gelijkspanning wordt gedetecteerd door het circuit rond IC2, een viervoudige comparator van het type LM339. C9/R12 en C10/R16 zijn lowpassfilters die het audiosignaal sterk verzwakken. Wanneer in dat audiosignaal echter een gelijkspanning hoger dan 3,75 V of lager dan 3,75 V verschijnt, zorgen de desbetreffende comparators er voor dat de transistoren T2 en T3 de relais uitschakelen. Komt er bijvoorbeeld op kanaal 1 een gelijkspanning van 4 V te staan, dan schakelt de uitgang van IC2.B naar 10 V. Daardoor gaat T2 uit geleiding en schakelt relais RE1 af. Deze toestand blijft gehandhaafd zolang die gelijkspanning aanwezig is. Dat de beveiliging zijn werk doet, kunnen we zien aan LED s D11 en/of D12, die dan oplicht(en). De zenerdioden D13 t/m D16 beveiligen de ingangen van de comparators tegen al te hoge spanningen. Let er goed op dat R12 en R16 direct met de uitgangen van de versterker zijn verbonden en niet via de relaiscontacten. De keuze van de relais komt niet zo nauw. Een willekeurig type dat een voldoende groot vermogen kan schakelen en dat werkt op 24 V met een spoelstroom van 15 tot 25 ma zal prima voldoen. Voor het prototype is het type RT van de Oostenrijkse firma Schrack gebruikt [1]. Dit relais kan 16 A schakelen, wat voor audiovermogens een behoorlijk riante waarde is. We hebben, zoals gezegd, deze schakeling toegepast in een versterker van 50 W per kanaal met een voedingsspanning van 35 V, dus hoger dan de nominale werkspanning van de relais. R15 en R19 dienen om de resterende 11 V te absorberen. De weerstand van de relaisspoelen is 1450, dus de weerstanden moeten 680 zijn en 1 W kunnen dissiperen. Die waarden worden bepaald door het type relais in kwestie en van de parameters van uw versterker (zie tabel 1). Relais zijn niet kieskeurig ten aanzien van hun werkomstandigheden, dus u hoeft niet kritisch te zijn in uw keuze. De weerstand van de relaisspoel kunt u gewoon meten met een ohmmeter. Het is absoluut noodzakelijk om de schakeling direct te voeden uit de secundaire wikkeling van de nettrafo, dus nog vóór de gelijkrichter en de afvlakelco s van de versterker (zie figuur 3). De bewakingsschakeling heeft zijn eigen gelijkrichter (B1) en afvlakking met C1 van 470 F, die ook dient als voeding voor de relais en LED D8. Met diode D1 wordt C1 gescheiden van de trafo zodra de netspanning wordt onderbroken: dan is de ingang van IC1.A laag en zullen de relais open gaan. De voedingsspanningen van +10 V en +5 V zijn gestabiliseerd met zeners D4 en D5, de 10 V voor IC2 wordt gemaakt met D6 en D7. Er zijn twee zeners in serie gezet om ze per stuk niet te veel te laten dissiperen. Op steeds meer computers en aanverwanten vinden we surround-systemen van 5+1 of 7+1 kanalen. Aangezien geluidskaarten nog wel eens wat storingen en ruis kunnen produceren tijdens het opstarten of afsluiten van de 186

188 computer, is het zinvol en gelukkig ook eenvoudig om deze bewakingsschakeling ook daarbij te gebruiken. Het enige dat we hoeven aan te passen is de aansturing van IC1.A, zoals aangegeven in figuur 4. De +5-Vvoedingsspanning van een USB-poort gaat naar de ene ingang en via de andere ingang kijken we of de voeding van de audioversterker aan staat. Versterker en computer moeten dus wel tegelijk worden aangezet om te zorgen dat de luidsprekers met de gewenste 5 seconden vertraging worden ingeschakeld. Ook hier weer zorgt condensator C13 van 100 nf er voor dat de beveiliging niet overactief wordt. Worden de computer, versterker of beide uitgeschakeld, dan worden de weergevers onmiddellijk losgekoppeld. Het vertragingscircuit van figuur 1 dient dus voor alle kanalen. Het schema van figuur 2 moet driemaal worden opgebouwd voor 5+1- systemen of viermaal voor 7+1-systemen. Welke componenten dan moeten worden aangepast, leest u in tabel 2. De aanpassing betreft hoofdzakelijk de volgende onderdelen: de ohmse waarde voor R1 en R2 wordt kleiner, maar hun maximale vermogen neemt toe zoals aangegeven; C1 en C3 worden vergroot naar respectievelijk 2200 F en470 F; zeners D4 t/m D7 moeten BZV85C5V1- exemplaren worden, of een equivalent dat 1 W kan dissiperen. (090236) Weblink [1] Burkhard Kainka Hall-sensoren kan men natuurlijk kopen, maar zelf bouwen is veel interessanter. Volgens de theorie komt het erop aan om een zo dun mogelijke folie te gebruiken, de lengte en breedte daarentegen doen er niet toe. Men kan het ook met koper proberen, omdat dat in de form van printplaat goed te verwerken is. Wel is koper een zeer ongunstig materiaal omdat het een zeer kleine Hallconstante heeft. Maar er zijn intussen zeer sterke magneten en daarmee zou het effect ook bij een sensor van koper aangetoond moeten kunnen worden. 187

189 Voor het bewijs komt het aan op een zo groot mogelijke versterking. De spanningsversterking van de getoonde schakeling wordt bepaald door de verhouding van de beide tegenkoppelweerstanden van de eerste opamp. Met de aangegeven waarden (2M2 en 330 ) is de versterking Daarbij komt nog een brugschakeling voor het meetapparaat. De potmeter dient voor de fijninstelling. Als het nulpunt goed is ingesteld, kan er in het millivoltbereik gemeten worden, waardoor Hall-spanningen van veel minder dan een microvolt kunnen worden bepaald. Ten slotte kan op deze manier ook de fluxdichtheid van een magneet gemeten worden. Koper heeft een Hall-constante ter waarde van A H = 5, m 3 /C. De dikte van de koperlaag isd=35 m. De Hall-spanning is dan: AH I B UH d Met B = 1 T en I = 1 A wordt de Hall-spanning U H = 1,5 V. Met een totale versterking van levert dat een gevoeligheid van 10 mv per Tesla op. Het is echter niet zo eenvoudig om het nulpunt met P1 in te stellen. De versterker krijgt een aparte voeding in de vorm van een batterijtje van 9 V (BT1). Voor de meting wordt een laboratoriumvoeding met instelbare uitgangsstroom (BT2) aangesloten op de Hall-sensor (het kopervlak) en de stroom door de sensor wordt precies ingesteld op 1 A. Daarna moet het nulpunt nog eens opnieuw worden afgeregeld. Leg nu een sterke neodymium-magneet onder de sensor. De uitgangsspanning van de schakeling zal nu werkelijk een paar millivolt veranderen. Er zijn echter meerdere effecten die het meetresultaat kunnen beïnvloeden. Elke beweging van de magneet wekt een inductiespanning in de toevoerdraden op die wezenlijk hoger is dan de Hall-spanning zelf. Na elke beweging van de magneet moet er dus even gewacht worden tot de meetwaarde weer stabiel is. Bovendien zijn er bij zulke kleine meetspanningen problemen met thermospanningen die te herleiden zijn tot temperatuurverschillen. U mag zich dus niet bewegen en het verdient aanbeveling om de adem ook nog zo lang als nodig is in te houden... (110196) Kai Riedel Een professioneel uitziend opschrift van frontplaten is voor veel elektronici een probleem. Gebruikelijke transparante folies zijn niet erg geschikt, omdat ze meestal een glad oppervlak hebben. Geschikte folies moeten aan de voorkant van een lichte structuur voorzien zijn, waardoor mogelijke lichtreflecties worden verhinderd. Voor professionele toepassingen worden vaak de Autotex Inkjet -folies van de fabrikant MacDermid toegepast [1], die in Nederland via de firma Visprox worden verhandeld (België heeft nog geen distributeur). Wanneermen men slechts kleine hoeveelheden kan afnemen, zijn de prijzen hiervan echter tamelijk hoog. 188

190 Een gunstiger alternatief is muismat-folie (bijvoorbeeld van Pearl, bestelnummer VM , 2 folies à e 4,90 [2]). Met deze speciale folies (die aan één zijde licht gestructureerd zijn) kan men vrij snel een goed uitziende frontplaatfolie maken. Om zo n frontplaatfolie te maken, is de auteur over het volgende verloop zeer tevreden. Ontwerp van de frontplaat (layout) met een tekenprogramma (zoals CorelDraw). Print de gespiegelde layout op de achterkant van de speciale folie. Bespuit de gehele achterkant met een lichtgrijze ondergrond (universele grondverf als spray, met oplosmiddel, verkrijgbaar in de bouwmarkt). Plak na het drogen dubbelzijdig plakfolie (zoals Conrad bestelnummer ) op de achterkant van de geprinte folie. Breng gaten aan voor aanwijs- en bedieningselementen met snijgereedschap en gatenboor (industrieel met snijplotter of laser). Plak de folie op de frontplaat. Zo kan men ook bij prototypen een professioneel uitziende frontplaatopdruk maken. (090426) Weblinks [1] [1] webfamilieseurope/autotex [2] Kees Reedijk Deze muizenval op basis van een PIC12F683 maakt gebruik van een infrarood lichtsluis die gemoduleerd wordt op een frequentie van 38 khz, zodat deze geen invloed heeft van omgevingslicht. Daartoe stuurt de PIC IR-LED D2 via poort GP2 aan met een frequentie van 38 khz. De IR-ontvanger is een type dat gewoonlijk voor afstandsbedieningen wordt gebruikt, deze reageert alleen op 38-kHz-signalen. Hij meldt de PIC de aanwezigheid van een IR-signaal via poort GP1. Wanneer de IRlichtstraal wordt onderbroken, schakelt de PIC via poort GP4 en FET T1 het relais uit, waardoor het deurtje van de muizenval dichtklapt. De lichtsluis is ondergebracht in een houten doosje. In het doosje wordt wat voer neerge- 189

191 legd. Als een muis het lichtsluisje door loopt op weg naar het voer, dan klapt achter hem het deurtje dicht en gaat er een LEDje knipperen. Het deurtje wordt normaliter open gehouden door de spoel van een relais dat gedemonteerd is. Als de spoel niet meer bekrachtigd wordt, dan wordt het blikken deurtje door een veertje dicht gedrukt. Op het doosje ligt een plaatje glas of doorzichtig kunststof, zodat de muis geen donkere ruimte in hoeft te gaan. Na de vangst kan de muis ergens buiten worden losgelaten. Om de val opnieuw klaar te zetten moet de reset-knop ingedrukt worden. De auteur heeft al enige tientallen muizen gevangen met dit apparaatje. Het programma is geschreven in PICBASIC Pro en kan gratis worden gedownload van de Elektor-website (EPS ). (100308) Ton Giesberts Dit filter is een verbeterde versie van een filter dat we al zeven jaar geleden hebben gepubliceerd ( Passief 9e-orde elliptisch filter, juli/ augustus 2004, [1]). Dit filter is destijds ontworpen om metingen aan een klasse-t versterker ( ClariTy, juni 2004, [2]) te kunnen doen. De nauwkeurigheid van onze meetapparatuur neemt namelijk af als frequentiecomponenten boven 200 khz te sterk aanwezig zijn. Vandaar de noodzaak deze te filteren met een scherp filter. Het streven bij dit ontwerp is een filter dat minder vervorming bij 20 khz heeft en hogere spanningen kan verwerken, zodat het ook geschikt is voor krachtigere klasse-d-eindtrappen. De theoretische waarden zijn hetzelfde gebleven als in het oorspronkelijke schema en het schema zelf is ook nauwelijks veranderd. De grootste verbetering zit in de praktische uitvoering van de spoelen. Die zijn nu aanzienlijk groter en met een luchtspleet, wat de vervorming ten goede komt. Bij het opgegeven aantal wikkelingen per spoel is uitgegaan van de theoretische waarde van de inductiviteitsfactor van het kernma- 190

192 teriaal (A L ). Wie over een nauwkeurige L- meter beschikt, kan de spoel meten voordat deze op de print wordt gesoldeerd. De spoelen exact op waarde maken, zal niet altijd mogelijk zijn, omdat minimaal een halve winding gelegd moet worden. Meet de spoel na het wikkelen en reken de werkelijke A L -waarde terug met de formule: L AL N 2 waarbij L staat voor de gemeten inductie en N voor het aantal windingen. Daarna kan dan weer het aantal windingen berekend worden dat beter overeenkomt. Zijn minder windingen nodig, dan kan men er eenvoudig een aantal afwikkelen. Zijn er meer nodig, dan kan men aan een aansluiting een nieuwe winding aansluiten en naar een derde pin doorverbinden. Kijk goed naar de print-layout (gratis te downloaden van [3]) om te zien tussen welke pennen de spoelen moeten worden aangesloten. De weerszijden van de spoelvormen hebben zes aansluitingen die op rij staan. Drie pennen van de ene kant zijn steeds met drie pennen van de andere kant doorverbonden. Het meest praktisch is het de draadeinden van de spoel te verbinden met de voorste twee pennen, pen 1 en 12. Wanneer er voor het corrigeren van de inductiewaarde een extra wikkeling gelegd moet worden, kan de extra wikkeling tussen de eerste en de tweede (of de elfde en de twaalfde) pen worden bevestigd. De eerste (twaalfde) pen, waar de draad in eerste instantie aan wordt bevestigd, kan dan tot op de kunststof afgeknipt worden, zo- A B C 191

193 50% Onderdelenlijst Weerstanden R1,R3 =1k,5%,7W (Tyco Electronics ER581K0JT) R2=59, 1%, 0W6* P1 = 100, 10%, 0W5 trimpot 24-slagen (Vishay Spectrol M64W101KB40) Condensatoren C1,C14,C18 = niet gebruikt C2,C5,C11,C13 =1n,1%,500V,zilver-mica (Cornell Dubilier CD19FD102FO3F) C3,C8,C12 = 120 p, 1%, 500 V, zilver-mica (Cornell Dubilier CD15FD121FO3F) C4 = 6p8, 1%, 500 V, zilver-mica (Cornell Dubilier CD15CD(6.8)DO3F) C6,C15 = 270 p, 1%, 500 V, zilver-mica (Cornell Dubilier CD15FD271FO3F) C7,C9,C17 = 680 p, 1%, 500 V, zilver-mica (Cornell Dubilier CD19FD681FO3F) C10 = 180 p, 1%, 500 V, zilver-mica (Cornell Dubilier CD15FD181FO3F) C16 = 220 p, 1%, 500 V, zilver-mica (Cornell Dubilier CD15FD221FO3F) C19 = 5/57 p, 250 V, instelcondensator PTFE (Vishay BCcomponents BFC ) Spoelen L1 = 1m15, 85 windingen 0,8 mm geëmailleerd koperdraad* L2 = 689 H, 65,5 windingen 0,8 mm geëmailleerd koperdraad* L3 = 557 H, 59 windingen 0,8 mm geëmailleerd koperdraad* L4 = 802 H, 71 windingen 0,8 mm geëmailleerd koperdraad* Diversen K1,K2 = BNC-bus voor printmontage, haaks, 75 (Tyco Electronics ) Borgring, BNC / TNC (Tyco Electronics ) Moer, BNC / TNC (Tyco Electronics ) L1...L4 = RM14 kern set,160nh (AL) N41 (Epcos B65887E160A41), bijv. RS # RM14 12-pens spoelhouder (Epcos B65888C1512T1), bijv. RS # RM 14 klem, roestvrij stalen veer (Epcos B65888A2002X, 2 per spoel), bijv. RS # RM 14 isolatieplaatje, basis (Epcos B65888B2005X), bijv. RS # ,8 mm geëmailleerd koperdraad (Pro Power ECW0.80) * zie tekst dat deze geen contact meer kan maken met de print. Bij de spoelen die we voor ons prototype gemaakt hebben, zijn drie van de vier op deze manier gecorrigeerd. De gemeten waarden voor L1...L4 zijn bij ons: 1,16 mh, 689 H, 555 H en816 H. De amplitudekarakteristiek van de doorlaatband is in figuur A te zien. De amplitude is bij 192

194 20 khz slechts 0,17 db verzwakt (ten opzichte van 1 khz) en al 39 db bij 204 khz. Als we de karakteristiek vergelijken met amplitudekarakteristiek B uit het artikel van juli/augustus 2004, is te zien dat de rimpel tot 180 khz kleiner is. De oorzaak hiervoor moeten we zoeken in de lagere Q-factor van de nu toegepaste spoelen, waardoor de curve iets afwijkt van de theoretische rimpel die elliptische filters eigen is. De amplitudekarakteristiek van de doorlaatband en de sperband is in figuur B te zien. De frequenties in de sperband zijn, op het bultje rond 800 khz na, meer dan 60 db onderdrukt. Het bultje is te wijten aan allerlei toleranties, ook aan die van de 1%-condensatoren. We hebben het filter getest met de maximale uitgangsspanning van onze analyser, 13 V. De vervorming van het filter bij deze spanning is te zien in figuur C. De curve is ongeveer gelijk aan de onderste meetgrens van onze analyser. In de toekomst willen we een aparte versterker ontwikkelen die in staat is 70 V eff te leveren bij 20 khz met een extreem lage vervorming. Dan komen we nog eens terug met een curve waarbij ingangsspanning tegen de vervorming is uitgezet. De vervorming bij 1 khz en een bandbreedte van 22 khz is kleiner dan 0,00018%. Bij een bandbreedte van 80 khz loopt de vervorming+ruis (THD+N) iets op naar ongeveer 0,00028%. De vervorming bij 20 khz en 80 khz bandbreedte bedraagt ongeveer 0,0004%. Doordat het filter nu grotere spanningen kan verwerken, zijn vermogensweerstanden toegepast. We gaan uit van 70 V eff over 1 k (ongeveer 5 W; de voorgeschreven weerstanden in de onderdelenlijst zijn 7-W-exemplaren). De ingangsweerstand is samengesteld uit een vermogensweerstand en een kleinere weerstand. Aan te bevelen is R1 te meten en R2 uit te rekenen. Samen moeten ze 1060 zijn. In ons prototype hebben we R2 moeten vervangen door een weerstand van 73,2, ter compensatie van de tolerantie van R1. Met P1 (meerslagen) aan de uitgang kan men dan de verzwakking bij 1 khz op precies twee maal instellen. Met C19 kan men (meer theoretisch dan praktisch nut) de parasitaire capaciteit van de kabel en de ingang van de analyser compenseren. Wanneer u dit filter nabouwt, moet u er goed op letten dat u de juiste set kernen bestelt (zie het typenummer in de onderdelenlijst). Er zijn uitvoeringen met een andere grootte van de luchtspleet, maar er zijn ook kernen zonder luchtspleet. We hebben gekozen voor de grootste luchtspleet (kleinste A L -waarde). Daardoor moeten er meer windingen gelegd worden en kan de spoel nauwkeuriger op de theoretische waarde gebracht worden. Het voordeel van de luchtspleet is ook dat de tolerantie van de inductiviteitsfactor (A L ) niet meer dan +/ 3% bedraagt. Zonder luchtspleet zou deze +30/ 20% bedragen! (100540) Weblinks [1] [2] [3] Hermann Nieder De bekende R8C-processormodule van het Elektor-R8C-project [1] is eenvoudig te programmeren en kan gebruikt worden voor de meest uiteenlopende toepassingen. Bij grote projecten zouden er echter wel wat meer poortlijnen mogen zijn. Daarom wordt hier een poortexpander besproken die met twee poort-ic s van het type 82C55 is gerealiseerd. In totaal zijn er dan zes 193

195 poorten met elk 8 aansluitingen beschikbaar; de poorten kunnen naar keuze als in- of als uitgang gebruikt worden. Voor de communicatie met een PC via RS232 wordt hier het minimalistische systeem uit Elektor februari 2006 gebruikt [1]. In principe 194

196 kan echter ook een USB/TTL-interfacekabel gebruikt worden [2], de transistoren T1 en T2 met omringende componenten zijn dan niet nodig. Pennen P1.0...P1.7 van de R8C/13 zijn verbonden met de data-ingangen van de 82C55- IC s. P3.0 en P3.1 dienen voor het adresseren van de desbetreffende poorten. Met pen 3.2 kan een van de IC s met het chip-select-signaal CS gekozen worden. Het signaal is daartoe rechtstreeks aangesloten op het eerste IC en wordt dan geïnverteerd naar het tweede gevoerd. De communicatie tussen PC en R8C (op 9600 baud) gebeurt op de volgende wijze: het eerste byte bepaalt of er gelezen of geschreven gaat worden (1 voor schrijven, 2 voor lezen). Het tweede byte is het poortadres, waarbij adres 0..3 het eerste IC selecteert en het tweede. De besturingsbytes voor de poortexpander worden naar de adressen 3 en 7 verstuurd; meer hierover in de datasheet [3]. Bij het schrijven bepaalt het derde byte het bitpatroon dat op de poortpennen moet verschijnen. Bij lezen wordt dit patroon vanuit de R8C naar de PC gestuurd. De communicatie tussen een PC en de getoonde schakeling kan bijvoorbeeld met een terminal-programma gebeuren. Iets gemakkelijker gaat dat met het PC-programma van de auteur (in VisualBasic 5), dat gebruik maakt van de functiebibliotheek RSCOM.DLL van Burkhard Kainka, te downloaden van zijn website [4]. De PC-software en de firmware voor de controller zijn zoals gebruikelijk op de Elektor-website beschikbaar [5]. Eenvoudigheidshalve worden in de software de poorten A, B en C van IC1 steeds als uitgangspoort gebruikt en de poorten A, B en C van het tweede poort-ic als ingangspoort. Na het inschakelen van de voedingsspanning krijgen beide poort-ic s een reset-puls, de poorten zijn dan allemaal als ingang gedefinieerd. Druk na het openen van een COM-interface in het PC-programma op de knop voor het presetten van de twee 8255 s. De PC stuurt dan de bytes 1, 3 en 128 naar de R8C/13, waardoor IC1 al zijn poorten als uitgang schakelt. Nu kan met acht checkboxen per poort worden bepaald welke van de afzonderlijke bits bij een uitvoer naar poort A, B of C geset of gereset moet worden. De overeenkomstige decimale waarde van het bitpatroon wordt steeds rechts daarvan weergegeven. Aansluitend worden na het drukken op de verzendknop de respectievelijke bytes naar de microcontroller gestuurd, die op zijn beurt IC1 aanstuurt. Het opvragen van de status van de ingangspennen (poorten A, B en C) van IC2 gaat met voortdurend pollen vanuit het PC-programma. De status van de pennen wordt door gekleurde rondjes en de bijbehorende decimale waarde in het venster weergegeven. De PCsoftware vormt een goede basis voor het maken van eigen uitbreidingen en aanpassingen. (110301) Weblinks [1] [2] [3] [4] [5] Andreas Vogel Een stille PC is een groot voordeel. Vandaar ook dat er allerlei hulpmiddelen verkrijgbaar zijn om PC s stiller te maken. Een belangrijke lawaaibron is de koelventilator van de CPU. Die kan heel goed vervangen worden door een voldoende groot passief koelelement 195

197 voldoende A/D-ingangen (met 10-bits resolutie) om tegen deze taak opgewassen te zijn. wanneer dat in de luchtstroom van de ventilator van de voeding geplaatst kan worden. De ATX-specificatie stelt zelfs dat passieve koeling de voorkeur heeft, maar er zijn dan wel verschillende factoren waar rekening mee gehouden moet worden. Om te beginnen moet de CPU zo weinig mogelijk vermogen verstoken, vooral in idle-modus. De goedkope processors in 45-nm-techniek voldoen hier aan. Verder spelen natuurlijk het moederbord, de behuizing en de voeding een rol. Het is belangrijk dat er een goede luchtstroom door en om het koelelement gaat. Daarbij kan zich een probleem voordoen: de ventilator in de voeding heeft wel een regeling, maar die houdt geen rekening met de temperatuur van de processor. De oplossing voor dit probleem is een extra regelaar voor de ventilator in de voeding, die rekening houdt met de processortemperatuur èn met de temperatuur van de door de voeding uitgeblazen lucht. Met zo n regelaar kan er niets aanbranden. De auteur heeft besloten om zelf zo n regelaar te maken. Deze is zelfs uitgerust met een microcontroller, wat hem universeel inzetbaar maakt. Het belangrijkste onderdeel is dan ook IC1, een ATtiny13 van Atmel. Deze kleine microcontroller heeft weliswaar slechts 8 pootjes, maar hij beschikt toch over Het schema is niet ingewikkeld: via de weerstanden R1 en R2 worden twee NTCweerstanden van 10 k van stroom voorzien. De andere kant van de NTC s ligt aan massa. De spanningsval over de NTC s is een maat voor de temperatuur. Deze spanningen gaan naar de analoge ingangen ADC2 en ADC3 van de microcontroller. Afhankelijk van de temperatuur kan IC1 één van tien mogelijke toerentallen voor de ventilator instellen. Daarbij wordt met beide temperaturen rekening gehouden. Afhankelijk van het gekozen toerental wordt de ventilator aangestuurd met pulsbreedtemodulatie via pen 6 en darlington T1/T2. Het PWM-signaal heeft een frequentie van 15 Hz. R6 en C2 vormen een integratornetwerk, zodat de ventilator geen PWM-geluid produceert. Op K3 worden de voedingsspanningen van 5 V en 12 V aangesloten. Dat kan via een overgebleven voedingsconnector voor een floppydrive of een extra harddisk. K1 is de gebruikelijke zespolige connector voor in-circuit programmeren van de microcontroller. R4 tenslotte zorgt er voor dat de ventilator op volle snelheid draait als IC1 onverhoopt blijft hangen of als er een andere storing optreedt. De schakeling is zo eenvoudig dat ze gemakkelijk op een stukje gaatjesprint kan worden opgebouwd en in een kunststof kastje kan worden geplaatst. Eén NTC (het maakt niet uit welke) wordt elektrisch geïsoleerd op het koellichaam van de processor geplakt. De andere NTC wordt in de uitgaande luchtstroom van de voeding geplaatst. De ventilator in de voeding wordt nu natuurlijk op deze nieuwe regelaar aangesloten. Mocht de ventilator een eigen NTC-weerstand hebben (dat moet 196

198 te zien zijn), dan kan die over het algemeen gemakkelijk vervangen worden door een vaste weerstand (probeer het met 1 k ). De firmware voor de controller is geschreven in assembly en is in principe ook geschikt voor andere kleine AVR-controllers uit de ATtiny-serie. (070579) Weblink Downloads & producten Geprogrammeerde controller Controller ATtiny13 Software source- en hex-code Steffen Graf De LM3410 is een LED-driver die als boostconverter of als SEPIC-converter gebruikt kan worden. Een SEPIC is een Single Ended Primary Inductance Converter die de ingangsspanning zowel naar boven als naar beneden kan omzetten. In het hier getoonde voorbeeld wordt het IC als boost-converter gebruikt (de uitgangsspanning is daarbij dus hoger dan de ingangsspanning). De LM3410 is met twee verschillende, vast ingestelde schakelfrequenties verkrijgbaar. Met 525 khz resp. 1,6 MHz kunnen zeer compacte LED-drivers worden gerealiseerd. Dankzij een maximale schakelstroom van 2,8 A kunnen ook meerdere high-power- LED s zonder problemen aangesloten worden op een lithium-accu of meerdere cellen van 1,5 V. Natuurlijk biedt het IC ook de mogelijkheid om te dimmen met PWM. De stroominstelling gebeurt met een externe shunt. De LM3410 heeft een interne referentiespanning van 190 mv, zodat de shunt klein kan blijven en er maar weinig vermogen in verloren gaat. De waarde is gemakkelijk uit te rekenen als de stroomsterkte bekend is: R_Shunt = 0,19 V / I_LED P_Shunt = 0,19 V I_LED De spoel kan in de meeste gevallen een type van 10 H zijn met een voldoend grote verzadigingsstroom. De condensatoren aan de ingang en de uitgang moeten keramische typen De belangrijkste kenmerken van de LM3410: Geïntegreerde 2,8-A-MOSFET Ingangsspanningsbereik 2,7 tot 5,5 V Tot zes LED s in serie mogelijk (max. uitgangsspanning 24 V) Rendement tot 88% 525-kHz- en 1,6-MHz-versies verkrijgbaar Boost- en SEPIC-modus Leverbaar in SOT23-5 en 6-LLP behuizing zijn met een zo laag mogelijke ESR, die ondertussen ook bij veel internet-elektronicaaanbieders te koop zijn. De diode moet (zoals bij alle schakelende regelaars gebruikelijk is) een Schottky-diode zijn. Voor het opbouwen van de schakeling heeft de auteur een printje ontworpen, waarvan de Eagle-gegevens van gratis kunnen worden gedownload. (090850) 197

199 Christian Tavernier Voor het geval dat uw versterker een ingang te weinig heeft, maar wel over een RIAAgecorrigeerde ingang voor een magnetisch pick-up-element beschikt, stellen we u de volgende zeer eenvoudige schakeling voor, waarmee u deze ingang omtovert in een lineaire ingang die compatibel is met alle moderne audioapparatuur. Omwille van twee redenen is de kwaliteit van deze ingang iets minder dan van een echte lijningang. Aan de ene kant treedt onvermijdelijk een lichte afname van de signaal/ruisverhouding op doordat de schakeling de lijnsignalen eerst verzwakt voor ze aan de versterker door te geven. Aan de andere kant zijn kleine lineariteitsafwijkingen niet te voorkomen, omdat de correctie niet precies het omgekeerde is van de RIAA-correctie zoals die door de voorversterker uitgevoerd wordt. Maar het resultaat is zeer acceptabel, vooral als het om weergeven van geluid uit MP3-bronnen gaat! Het schema is uiterst eenvoudig, want het betreft slechts een passief filter waarvan de samenstellende delen berekend zijn om een zo nauwkeurig mogelijke weergave van de omgekeerde RIAA-kromme van de versterker te realiseren. De bouw levert geen moeilijkheden op, maar om de signaal/ruis-verhouding niet al te negatief te beïnvloeden, raden we u aan om metaalfilmweerstanden te gebruiken. Deze wekken minder ruis op dan exemplaren van koolstof. Overigens is de versterking van lage tonen aan de voorversterkeringang voor magnetische pick-up-elementen zeer hoog. Precies volgens de RIAA-correctie weliswaar, maar dit maakt de schakeling zeer gevoelig voor stoorspanningen. Vooral het elektriciteitsnet kan grote invloed hebben. Een goede afscherming is dus gewenst. Wij hebben de schakeling zwevend uitgevoerd. Hij is gemonteerd in een metalen buisje (een gebruikte medicijnverpakking), dat op deze wijze als behuizing en als afscherming fungeert. Rekening houdend met de gebruikte componenten en de ingangsgevoeligheid van de magnetische pick-up-ingang van de versterker, kunnen we aan de ingang van de schakeling signalen aanbieden met een amplitude tussen 200 en 600 mv effectief zonder dat de versterker overstuurd wordt. (091075) 198

200 Jochen Brüning Deze schakeling en het bijbehorende Bascom-programma ontstonden uit de noodzaak een temperatuurregeling voor een laminator te realiseren. Die had er weliswaar een, maar die was niet voldoende voor het vervaardigen van een print met de thermotransfermethode [1]. Het resultaat (zie schema) bestaat in feite uit een ATmega48, een 2 16-LCD en een rotary encoder. Als temperatuursensor wordt de basis-emitterdiode van een normale NPN-powertransistor in een TO220-behuizing gebruikt. Dat ziet men weliswaar niet vaak, maar nieuw is het ook niet. Zo was er bijvoorbeeld al in Elektuur 7/1974 een digitale thermometer met een NPN-transistor als temperatuursensor. Naast het grote lineaire temperatuurbereik ( C) van deze oplossing is ook de TO220-behuizing een voordeel omdat er een gat in zit voor de bevestiging en het koelvlak voor een goede thermische koppeling zorgt (indien nodig wel een isolatieplaatje gebruiken). De BD243C is als diode geschakeld (collector doorverbonden met de basis) en deze wordt met een weerstand van 4k7 op 5 V aangesloten, zodat er ongeveer 1 ma stroom door deze diode vloeit. De spanning over de diode heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt van ongeveer 2 mv/k en de U/T-grafiek vertoont een rechte lijn. Deze spanning wordt door de interne A/D-converter (ingang ADC5/ 199

201 pen 28) van de ATmega48 gemeten. Een bijzonderheid is het gebruik van de interne 1,1- V-referentiespanning voor de A/D-converter. Daarmee is de spanning van T1 (rond 0,6 V) het beste met de A/D-converter te digitaliseren. Wilt u het programma naar andere AVR s overzetten, houd er dan wel rekening mee dat ze niet allemaal een interne 1,1-Vreferentie voor de A/D-converter hebben. De invoer van de gewenste waarde voor de temperatuurregeling gaat met de rotary encoder in stapjes van 1 C (draaien rechts/links = hoger/lager). Er kan een boven- en een ondergrens voor de regeling geprogrammeerd worden. Bij het instellen gaat het omschakelen (boven/onder-drempelwaarde) door een druk op de knop van de rotary encoder als deze een drukknop-functie heeft. Als dat niet zo is, dan is een aparte drukknop nodig. Voor de weergave worden het LCD en twee LED s gebruikt. Het LCD toont in de bovenste regel de gemeten temperatuur van het object en in de onderste regel de huidige ingestelde waarde (onderste en bovenste temperatuurdrempel van de regeling). P1 regelt het contrast (even draaien als er niets te zien is!). Op de twee LED s is met een oogopslag de actuele toestand van de regeling te zien: blauwe LED (D2) brandt: temperatuur te laag (lager dan de onderste drempel); beide LED s branden: de temperatuur is goed (tussen beide drempelwaarden); rode LED (D1) brandt: de temperatuur is te hoog (hoger dan de bovenste drempel). Omdat er altijd minstens één LED brandt, is een aan/uit-indicator-led niet nodig. De uitgang van de regeling is eigenlijk het logische niveau op pen 27 (PC4). De auteur heeft hier voor zijn toepassing een solid-state relais (SSR) op aangesloten om het verwarmingselement te schakelen. In het schema wordt dat aangegeven met LED D3 die in de optocoupler van het SSR zit. ISP-aansluiting K1 is optioneel en is niet nodig als de kant-en-klaar geprogrammeerde controller (zie kader) wordt toegepast. De temperatuurweergave is dan echter niet individueel afgeregeld dat kan alleen in de software en via de ISP. Is het alleen maar nodig om een (experimenteel bepaalde) temperatuur reproduceerbaar in te stellen en binnen bepaalde grenzen constant te houden dan is een individuele afregeling ook niet nodig. De details van de regeling kunt u uit de source-code van de BASCOM-software halen. De eerder genoemde afregeling van de temperatuurmeting gebeurt helemaal softwarematig. Daartoe worden de commentaartekens (') van de source-coderegels 105 tot 107 verwijderd en de daaropvolgende regels 108 tot 110 met een zelfde apostrof in commentaar veranderd. Op het display wordt nu de waarde getoond die door de A/D-converter van de ATmega48 bij de momentele temperatuur van de sensor wordt afgegeven. Steek nu de sensor in ijswater en wacht tot de uitlezing stabiel is. Noteer de aangegeven waarde (of meerdere waarden die dan later gemiddeld kunnen worden). Aansluitend wordt de procedure herhaald, maar nu met de sensor in kokend water. Vervang nu in het programma op regel 86 de waarde 546 door de (gemiddelde) ijswater-waarde. Vervang vervolgens de waarde 2460 op regel 87 door het door 100 gedeelde (negatieve) verschil tussen de waardes bij 100 C en0 C. Wat hierachter zit is de vergelijking van de rechte lijn in het U/T-diagram waar we het eerder over hadden. De vergelijking is y=mx+b waarin b de door de A/D-converter geleverde waarde bij 0 C is (snijpunt met de as met de Weblinks [1] (> Trickkiste > [1] Platinen ätzen mit der Direkt-Toner-Methode) [2] Downloads & Producten Geprogrammeerde controller ATmega48-controller Software BASCOM-source-code 200

202 A/D-converter-waarden) en m is de (met dalende temperatuur) helling van de basisemitter- diodekarakteristiek; deze wordt bepaald door het verschil van de A/D-converterwaarden bij 100 Cen0 C. Dit verschil moet nog door 100 gedeeld worden omdat we precies over dit bereik de A/D-converterwaarden bepaald hebben. (090204) Steffen Schütte Voor modelvliegtuigen bestaan verschillende soorten nachtvluchtverlichtingen. De hier beschreven schakeling valt echter op omdat de kleur van de RGB-LED-verlichting op afstand kan worden bediend. Aansluiten ervan is mogelijk op een vrij ontvangerkanaal of parallel aan een reeds bezet kanaal. De kleur van de RGB-LED s verandert met de stand van de op het ontvangerkanaal aangesloten servo. De schakeling bestaat in principe uit een PIC 12F675 microcontroller (IC1) die op een kanaal van een RContvanger wordt aangesloten en zo de servostand van het kanaal kan meten. Afhankelijk van de ingestelde functie wordt een van de Eigenschappen Voedingspanning: 4,8 V (4,5 V - 5,5 V) Maximale belasting per kleur/uitgang: 150 ma Opgenomen stroom per LED-module: 150 ma (50 ma per kleur) Bedrijfsfuncties: 3 Servo-uitslag: ±100% Afmetingen prototype: 32 x 25 x7mm Gewicht regelaar: 5 g Gewicht LED-module: 0,7 g 201

203 drie uitgangen van de microcontroller aangestuurd, die door middel van pulsbreedtemodulatie de via stuurtransistoren (T1...T3) aangesloten RGB-LED( s) sturen. Andere componenten zijn de functieschakelaar S1 en een vierpolige ISP-connector (K2) voor in-circuitprogrammering van de microcontroller. De dioden D1 en D2 zijn nodig om beïnvloeding van een eventueel aangesloten RC-ontvanger tijdens het programmeren te voorkomen. De werking van de software van de microcontroller is wat complexer. De beschreven broncode kan bij gratis worden gedownload. De belangrijkste onderdelen van het programma zijn de initialisatie, de interrupt-routine en de hoofdroutine. De interrupt-routine, die door een niveauverandering in het ontvangstsignaal wordt ingeleid, controleert of het een stijgende of een dalende flank betreft. Bij een stijgende flank wordt Timer 1 op 0 gezet, zodat de tijd tot de volgende, dalende flank kan worden gemeten. Dit komt overeen met de elke 20 ms door de ontvanger geleverde servostanden. Deze 20 ms timing van het ontvangstsignaal wordt ook gebruikt om de stand van de functieschakelaar te controleren en bij het bedienen (= van hoog naar laag wisselen) de volgende functie te activeren. Is de RGB-wisselfunctie niet geactiveerd, dan wordt de kleurtoon van de RGB-LED bepaald door in het programmadeel naar calcresult te springen. De RGB-omschakeling wordt, mits geactiveerd, door het hoofdprogramma uitgevoerd. Met S1 kunnen de volgende functies (modi) worden ingesteld (zie afbeelding). Functie 1 wisselt de kleur van blauw (minimale servo-uitslag) naar rood (maximale servouitslag). Door de functieschakelaar te bedienen, springt de schakeling naar functie 2 (wisselen van groen naar rood). Opnieuw op de knop drukken activeert functie 3, die voor een continue kleurwisseling zorgt. De servouitslag is daarbij bepalend voor de snelheid waarmee de kleuren wisselen. Door nogmaals op de knop te drukken wordt weer naar functie 1 teruggeschakeld. Bij het uitschakelen wordt de laatst ingestelde functie opgeslagen in de EEPROM van de microcontroller. Bij het inschakelen van de voedingspanning van de ontvanger moet het betreffende ontvangerkanaal of de stuurknuppel in de minstand staan, omdat de schakeling deze stand na inschakelen van de voedingspanning als minimumstand vastlegt. Staat het kanaal niet in de minimumstand, dan kan bij de functies 1 en 2 niet de kleur rood en bij functie 3 niet de snelste kleurwisseling worden ingesteld. Het bovenste deel van het principeschema laat zien hoe de RGB-LED s worden aangesloten op K3. Er mogen meer RGB-LED s parallelgeschakeld worden. Via het vrije contact van K3 wordt de minpool naar buiten gevoerd zodat ook andere LED s, die continu moeten branden, kunnen worden aangesloten. Daarbij moet er wel op worden gelet dat de maximale stroomsterkte die de ontvanger resp. de aangesloten BEC-motorregelaar kan leveren, niet wordt overschreden. (080060) Downloads & Producten Geprogrammeerde controller (PIC 12F675) Software Broncode en hex-bestanden (gratis te downloaden van Christian Tavernier Deze handige dimmer bezit tiptoetsen voor het instellen van de helderheid. Bovendien is hij voorzien van een geheugen, zodat we de verlichting eenvoudig in kunnen schakelen op het niveau dat ingesteld was tijdens de laatste keer dat de lamp in werking was. 202

204 In dit ontwerp is een speciaal IC van LSI Computer Systems toegepast, de LS7534, die onder andere bij Farnell verkrijgbaar is. Het IC wordt rechtstreeks uit het net gevoed via condensator C3, zodat de dissipatie beperkt blijft. Het schakelende element is een triac, deze wordt synchroon met de nuldoorgangen aangestuurd dankzij de synchronisatie-informatie die via R1 en C2 de LS7534 bereikt. Een kleiner of groter gedeelte van de periode is de triac in geleiding om zodoende de gewenste lichtsterkte te bewerkstelligen. De tiptoetsen voor de bediening van de dimmer zijn verbonden met de UP- en DOWNingangen via twee hoogohmige in serie geschakelde weerstanden; deze mogen uit een oogpunt van veiligheid niet in waarde verlaagd worden en ook niet vervangen worden door een enkele weerstand met overeenkomstige waarde. Voor weerstand R4 en R5 kunt u een waarde tussen 1 en 4,7 M nemen, dit maakt het mogelijk de gevoeligheid van de tiptoetsen in te stellen. L1 is een ringkernspoel die samen met condensator C1 storingen die optreden tijdens het schakelen onderdrukken. Omwille van de veiligheid moeten C1 en C3 beslist X2-typen zijn, geschikt voor toepassing in schakelingen die rechtstreeks met het lichtnet verbonden zijn. De triac mag elk exemplaar zijn van 400 V en 2 à 4 A.Het is alleen belangrijk een type te kiezen dat gevoelig genoeg is om te kunnen werken met een gate-stroom van 50 ma of minder, anders zal de LS7534 de triac niet goed kunnen ontsteken. Hoewel in het schema voor de lamp een maximum waarde van 200 W is aangegeven, mag er best een zwaardere lamp worden aangesloten onder voorwaarde dat de triac dan van een koellichaam voorzien wordt (nadeel is dan dat de schakeling moeilijker in een kleine behuizing past). Als de schakeling niet in een muurdoos wordt geplaatst, moet voor een geïsoleerde behuizing worden gekozen vanwege het feit dat een nettrafo ontbreekt en alle punten met de netspanning zijn verbonden, ieder toevallig contact kan dus nare gevolgen hebben. De dimmer is zeer eenvoudig in gebruik, maar vraagt enig gevoel wat betreft het lang of kort bedienen van de tiptoetsen. Wanneer de lamp gedoofd is, heeft kort aanraken (dat wil zeggen met een duur van 34 tot 325 ms volgens de datasheet) van de UP-toets tot gevolg dat de lamp geleidelijk aan gaat branden 203

205 tot het niveau bereikt is waarop de lamp de laatste keer brandde. Bij een brandende lamp zal na een korte aanraking van DOWN de lamp geleidelijk aan doven. Lang aanraken van UP (meer dan 334 ms) verhoogt de lichtsterkte geleidelijk tot het maximum bereikt is, hierna is verdere bediening van deze toets zinloos. Langdurig aanraken van DOWN laat de lichtsterkte geleidelijk aan afnemen tot het minimum. (091072) Pascal Coulbeaux Deze automatische RJ-45 kabeltester test de verbindingen en controleert tevens de configuratie van de kabel. Elk van de acht aansluitingen van de kabel wordt onafhankelijk getest en kortsluitingen en onderbrekingen komen feilloos aan het licht. De schakeling kan naar keuze worden opgebouwd rond een PIC16C62B of een PIC16F72. Er is bewust gekozen voor een van deze controllers vanwege het aantal van 22 in/uitgangen. Iedere RJ-45 aansluiting legt beslag op acht van deze in/uitgangen, dat zijn er dus zestien in totaal. Twee I/O-lijnen worden gebruikt voor twee LED s. De hier voorgestelde tester is voorzien van een PIC16C62B die op een spanning van 3 V kan werken, zodat voor de voeding kan worden volstaan met twee batterijen. Deze controller kan echter slechts éénmaal geprogrammeerd worden. Toepassing van een PIC16F72 is ook mogelijk, deze is opnieuw te programmeren en pencompatibel. Nadeel van deze chip is dat de voedingsspanning dan 4,5 V moet zijn, zodat er drie batterijen nodig zijn. Het klokcircuit bestaat uit het duo R1/C1, een economische oplossing 204

206 omdat er geen behoefte is aan een nauwkeurige klokfrequentie. Met drukknop BP schakelen we de tester in, transistor T1 en T2 verzorgen de voeding voor de schakeling. De tester stopt automatisch, het tijdsverloop wordt bepaald door Timer0. Als Timer0 een overflow geeft, veroorzaakt dit een interrupt die pen RA0 laag maakt. Daardoor spert transistor T2, gevolgd door T1. Via het LED-array is het verloop van het testen van de verbindingen te volgen. De eerste LED (pen 1), aangestuurd door RA2, brandt als de kabel in orde is. De tweede LED (pen 2), aangestuurd door RA3, brandt als de kabel een onderbreking vertoont of onjuist geconfigureerd is. De twee LED s branden tegelijkertijd als de kabel een kortsluiting heeft. Uit het brandpatroon van de acht andere LED s is de kabelconfiguratie af te leiden. Een rechte kabel levert een van links naar rechts lopend lichteffect op, een gekruiste kabel levert een looplicht op zoals bij de KITT-auto uit de bekende Knightrider-serie. Het (assembler) programma is zoals altijd beschikbaar op [1]. (090643) Weblink [1] Claude Frayssinet, F6HYT Deze kleine, zeer eenvoudige ontwikkelmodule is ontworpen om gemakkelijk te kunnen experimenteren met de 8-pens AVR-microcontrollers van Atmel. Iedere chip met 8 pennen, die gevoed wordt via pen 8 (+5 V) en 4 (massa), is bruikbaar als we tenminste ook nog even controleren of de programmeerpennen dezelfde zijn als van een ATtiny45 waar deze module voor ontworpen is. De acht pennen van het IC zijn verbonden met twee rijen soldeereilandjes en twee schroefaansluitingen (K1 en K2) met een steek van 5,08 mm. Er zijn drie manieren mogelijk om de module te voeden: met een externe 205

207 voeding van V (15 V) via een standaard voedingsaansluiting, met een voeding van 5 V via de ISP-aansluiting van de programmer (als jumper J1 geplaatst is) of met drie batterijen van 1,5 V via schakelaar BT1. Zonder de aanwezigheid van batterijen is een gedeelte met soldeereilandjes beschikbaar. Een LED geeft de aanwezigheid van de voedingsspanning weer. Voor experimenten zijn er drie hulpmiddelen beschikbaar op de module. Er is een eenvoudige logische tester met een LED en een stroombegrenzingsweerstand, een potmeter tussen voedingsspanning en massa om over een variabele spanning voor A/D-converters te kunnen beschikken en een drukknop die bij indrukken een logische nul geeft. Tenslotte is er nog een standaard 10-pens ISP-connector (K4) voor het programmeren van de processor (in het schema zijn alleen de gebruikte pennen getekend, zie extra info [1] voor complete aansluitgegevens). Er is voorzien in twee SMD-condensatoren van 18 pf voor het geval dat we een kristal willen gebruiken. Dit heeft geen invloed op de werking als er geen kristal gebruikt wordt. De ietwat afwijkende plaatsing (één aan massa, de andere aan +5 V) vereenvoudigt het printontwerp een beetje. De 1N4007-dioden mogen through-hole- of SMD-exemplaren zijn, dit geldt ook voor de weerstanden en bepaalde ontkoppelcondensatoren. Een afdruk van de componentenopstelling op glanzend fotopapier met een inkjetprinter geeft een zeer nauwkeurig resultaat dat op de print kan worden geplakt. Het printontwerp van de auteur en enkele foto s zijn beschikbaar op [1]. (110034) Weblink [1] Heino Peters Steeds vaker wordt de PC of de notebook gebruikt om er films mee te bekijken. De VGAuitgang daarvan biedt ons de kans hiervoor een volledig analoog opgebouwd Ambilight te bouwen. Beperk je je tot één enkel RGB- LEDje, dan kun je naast de RGB-signalen zelfs 206

208 de voeding voor deze schakeling uit de VGAconnector halen. Van de 15-polige VGA-connector (3 5) zijn voor deze schakeling de volgende aansluitingen van belang: pen 1 pen 2 pen 3 pen 5 pen 9 videosignaal rood videosignaal groen videosignaal blauw GND +5 V (niet altijd aanwezig) Op de drie RGB-uitgangen staat het videosignaal voor ieder van deze kleuren. Dit videosignaal heeft onbelast een spanning van 0...1,35 V en daarmee wordt enkele tientallen keren per seconde het beeldscherm volgeschreven. Zo ontstaat het beeld waar we naar kijken. In de hier beschreven schakeling besturen we een RGB-LED op basis van de gemiddelde spanning op ieder van deze drie signalen. Natuurlijk is dit geen perfect Ambilight, maar tijdens een voetbalwedstrijd zal de RGB-LED netjes groen licht produceren en bij een zonsondergang kleurt ze oranje. Rond IC1 en T1 is een zaagtandgenerator opgebouwd die via R6 aan opamp IC2A een mooie zaagtand aanbiedt. Deze zaagtand heeft een frequentie van ongeveer 850 Hz en een spanning die loopt tussen 1,6 en 3,4 V. IC2A trekt daar ongeveer 1,6 V van af (spanningsdeler R4/R5). De spanningdeler R10/R11 verlaagt vervolgens de maximale spanning van de zaagtand tot circa 1,35 V. Met IC2B bufferen we de aldus verkregen zaagtand, zodat we er de drie comparators van IC3 mee kunnen aansturen. De spanning van het rode videosignaal wordt uitgemiddeld met behulp van R12 en C2. IC3a vergelijkt de eerder gemaakte zaagtand continu met dit gemiddelde videosignaal. Zit er veel rood in het beeld, dan zal de uitgang van IC3a veel laag zijn, bij weinig rood zal dat minder zijn. Op deze wijze is met deze comparator een PWM-aansturing gerealiseerd voor de rode LED. Voor de kleuren groen en blauw is de schakeling natuurlijk identiek. Let er op dat u de VGA-uitgang van een notebook altijd eerst moet activeren, meestal met Fn-F5. Bij gebruik van een PC kan men de signalen aftappen vanaf een verloopstukje dat bij de monitor tussen de videokabel en de monitor-aansluiting wordt opgenomen. Aangezien de videosignalen dan nog maar 0,7 V groot zijn, moet R11 worden verlaagd tot 2k2. In plaats van één RGB-LED kunt u bijvoorbeeld ook een LED-strip aansluiten (onder meer verkrijgbaar bij Ikea). Gebruik dan wel een externe voeding voor de LED s. De schakeling zelf kan gevoed blijven vanuit de PC of notebook. Verbind de kathodes (negatieve aansluiting) van de LED s dan net zoals aangegeven in het schema met de uitgangen van de comparators van IC3 en sluit de gemeenschappelijke positieve aansluiting aan op de externe voeding. Vaak zitten de weerstanden R15...R17 al geïntegreerd in de LED-strip. De externe voeding mag gerust een hogere werkspanning hebben (bijvoorbeeld 12 V). Vergeet niet de massa van de externe voeding te verbinden met de massa van deze schakeling. IC3 kan op iedere uitgang een stroom van 15 ma aan. Is dit niet voldoende, verwissel dan de aansluitingen op de positieve en de negatieve ingang van de drie comparators in IC3 en verbind hun uitgangen met de basis van een transistor van het type BC547. Plaats ook een weerstand van 10 k tussen deze basis en de positieve voedingslijn (+5 V). De emitter van deze transistor wordt met massa verbonden en op de collector sluiten we de LEDstrip aan. Met een BC547 kun je zo tot 100 ma schakelen, met een BC517 is maximaal 500 ma mogelijk. (090080) Weblink [1] 207

209 Wolfgang Driehaus Deze schakeling ontstond uit de noodzaak om snel even een laadregelaar voor NiMH-accu s te realiseren. Een speciaal IC was niet voorhanden, maar wel een L200-spanningsregelaar en een NTC van 4,7 k. In plaats van de vaak toegepaste min-delta-v-methode kan ook de temperatuurstijging van de cellen als uitschakelcriterium gebruikt worden. Zo ontstond de schakeling met de L200 en de NTC in de regelkring. De koude uitgangsspanning moet 1,55 V per cel zijn. De warme uitgangsspanning bij een celtemperatuur van C is 1,45 V. Bij deze temperatuur heeft de gebruikte NTC een weerstand van 3,3 k. Een schadelijke overlading kan zo op betrouwbare wijze verhinderd worden. De optimale laadspanning wordt ingesteld met P1. R2 begrenst de laadstroom tot 320 ma. De auteur heeft het IC voorzien van een klein koellichaam van 20 K/W om de dissipatie van 1,2 W kwijt te raken. De laadschakeling kan permanent met het accupakket verbonden blijven. Voor het starten van het laadproces wordt simpelweg een netadapter aangesloten. De ongestabiliseerde adapter van 12 V die door de auteur is gebruikt, levert bij nullast ongeveer 18 V en belast 14 V. Ondanks de verlaging van de laadspanning bij volledige lading moet permanent laden van de accu s vermeden worden. De auteur laadt met deze schakeling regelmatig de accu s van een zaklantaarn. Na drie jaar en ongeveer 150 laadcycli is er nog geen enkele vermindering van de capaciteit waar te nemen. (100140) Petre Tzvetanov Petrov Elektrische gitaren hebben één tot zes elementen die de bewegingen van de snaren omzetten in elektrische spanningen. Ook aan een akoestische gitaar kunnen we achteraf één of meer elementen toevoegen. Elk element heeft een specifiek geluid, afhankelijk van het type sensor en de plaats waar het is gemonteerd. Als een gitaar meer dan één element heeft, kunnen de signalen worden samengevoegd, met of zonder extra componenten. Het is het beste de signalen van de elementen apart te 208

210 bufferen. Het niveau van deze gebufferde en eventueel versterkte signalen moet regelbaar zijn om het gewenste effect (of de mooiste sound ) te bereiken. Nadat zij zijn gemengd gaan de signalen naar de volgende trap. De meeste gitaristen vinden dat een gitaarelement niet moet worden aangesloten met een kabel langer dan twee meter. Gitaarelementen hebben meestal een belastingweerstand nodig van minstens 50 k, sommige vragen zelfs 200 k. Daarom wordt vaak een voorversterker toegepast. Deze versterker dient om het signaal te kunnen overdragen via een kabel van drie tot tien meter lengte, met een capaciteit van pf/m. In de hier getoonde schakeling heeft elk element een eigen ingangsbuffer in de vorm van een emittervolger. De versterking is iets minder dan één. Dat is niet erg, want de meeste elementen leveren een flinke spanning, vaak meer dan 200 mv tt. De ingangsweerstand van de eerste trap is ruim 200 k, dus geschikt voor de meeste inductieve elementen. Als een grotere ingangsweerstand nodig is, kunnen de weerstanden van1m worden weggelaten en de weerstanden van 720 k worden vergroot naar 1,2...1,5 M. De ingangsweerstand wordt dan 500 k. Om te zorgen dat de ingangs- 209

211 trappen een zo groot mogelijk onvervormd signaal kunnen genereren aan de uitgang van de eerste trap, moet de collector/emitterspanning (V CE ) van T1...T4 ongeveer de helft van de voedingsspanning zijn. Het is belangrijk dat de eerste transistor in de buffer een kleine ruisbijdrage en een grote gelijkspanningsversterking heeft. Detypen BC549C en BC550C en de vermaarde BC109C komen in aanmerking, maar ook de BC546C, BC547C en BC548C zijn geschikt. Het niveau van de gebufferde signalen van de elementen wordt ingesteld met potentiometers. Daarna gaan de signalen naar het sommatiepunt van de mengtrap. Daarvoor zorgt een audio-opamp van het type NE5534 of NE5534A (IC1) die het signaal tevens versterkt. De 5534(A) geeft weinig ruis, weinig vervorming en een grote versterking. Als het nodig is, kan hij een lijn aansturen, maar de optimale belasting is minstens 2 k. De versterking is instelbaar tussen 3 en 10 maal met potentiometer P5 in de terugkoppeling. Bij grote versterking kan begrenzing en vervorming van het signaal optreden, wat in sommige gevallen juist wenselijk kan zijn. De maximale onvervormde amplitude aan de uitgang is afhankelijk van de voedingsspanning. Als een grotere versterking nodig is kan de waarde van P5 worden vergroot naar 470 k. Uitgang K7 heeft een volumeregelaar (P6) die eventueel kan worden weggelaten. K6 en K7 zijn beide geschikt voor het aansluiten van belastingen tot 600, dus ook voor hoogohmige koptelefoons. Test en afregeling verlopen als volgt: 1 Controleer VCE op T1...T4; deze moet ongeveer de helft van de voedingsspanning zijn. 2 Stel P7 zo in dat op de uitgang van IC1 ongeveer de halve voedingsspanning staat. Als een nauwkeurige instelling van de offset niet nodig is, kan P7 worden weggelaten. R17 wordt dan verbonden met het knooppunt van R18 en R19. De schakeling kan worden gevoed met een spanning van 12 tot 24 V. Het is mogelijk een 9-V-voeding te gebruiken, maar de lagere voedingsspanning begrenst dan wel de amplitude en de versterking. Het stroomverbruik bij9vistypisch 10 ma. Het beste is twee 9-Vbatterijen in serie te gebruiken. De onvervormde uitgangsamplitude is maximaal 6 V tt bij 12 V voedingsspanning met belastingen van 2 k aan de uitgangen. Het frequentiebereik is ruim 20 Hz...20 khz. Vervorming en ruis zijn verwaarloosbaar voor deze toepassing. (110307) Hagay Ben-Elie Een autoalarm moet duidelijk te horen en goed te herkennen zijn. Jammer genoeg klinken moderne autoalarmen bijna allemaal hetzelfde, zeker als het gaat om auto s van hetzelfde merk. Bovendien is het geluid (dat moet voldoen aan de wettelijk toegestane maxima) niet altijd hard genoeg om te horen als de auto langs de weg geparkeerd is. Deze schakeling schakelt ook de claxon in als het alarm af gaat. Intern levert het alarmsysteem vaak een signaal dat de (optionele) startonderbreking en/of (ultrasone) sensors activeert. Normaal gesproken is dit een actief laag signaal. Het activeringssignaal voor het alarm komt binnen via D1. In rust is de gate van T1 hoog. De FET geleidt dan, waardoor vermogens-fet 210

212 van 0,5 A (bij 12 V) kan schakelen. De spoel moet geschikt zijn voor 12 V gelijkspanning, liefst bij een zo klein mogelijke stroom. Zekering F1 is een traag type, geschikt voor tweemaal de spoelstroom van RE1. T2 uitgeschakeld blijft. Als het activeringssignaal laag wordt, wordt T1 uitgeschakeld. Dan kan condensator C2 zich gaan opladen via R2. Na ongeveer 15 s is de spanning over C2 hoog genoeg en begint T2 te geleiden, waardoor RE1 wordt geactiveerd. En daarmee wordt dan weer RE2 ingeschakeld, zodat de accuspanning wordt doorgeschakeld naar de knipperlichten en de claxon(s). Als het alarmsysteem uitgeschakeld wordt, wordt het activeringssignaal weer hoog. T1 komt dan weer in geleiding en ontlaadt snel C2 via R3. T2 spert en RE1 valt af. Diode D2 onderdrukt de tegen-emk van RE1. In rust trekt de schakeling minder dan 2 ma. In actieve toestand wordt het opgenomen vermogen grotendeels bepaald door het verbruik in de relaisspoel van RE1. RE1 kan een eenvoudig relais met één maakcontact of wisselcontact zijn, dat een stroom De voor T2 gebruikte BS170 is geschikt voor een continue stroom van meer dan 0,5 A. Hij kan, volgens de gegevens van Fairchild, een piekstroom van 1,2 A verwerken. Om de stroom door de FET bij het ontladen van C2 binnen veilige grenzen te houden, kan R2 eventueel groter gekozen worden. Dan moet voor C2 een evenredig kleinere waarde gebruikt worden en R3 moet evenredig worden vergroot. Een factor 2 zal de FET uit de gevarenzone houden. Misschien leidt dit wel tot een kleine verandering in de vertragingstijd en de gevoeligheid van de schakeling. C1 dient als afvlakcondensator. De waarde van F2 moet worden gekozen afhankelijk van de maximale stroomopname van de claxon(s). (080833) Waarschuwing: let bij gebruik van deze schakeling op de wettelijke en gemeentelijke voorschriften voor alarminstallaties. Ed Flier Al jarenlang wordt de auteur benaderd door mensen die een antieke elektrische klok hebben weten te bemachtigen, die een zogenaamde poolwisselende aansturing nodig heeft. En dan komt gelijk de vraag of er een betaalbare schakeling bestaat om dit te realiseren. Het hier afgebeelde ontwerp werkt in een drietal klokken van de auteur al jarenlang tot volle tevredenheid. Om de schakeling eenvoudig en daarmee goedkoop te houden is afgezien van een automatische zomer/wintertijdcorrectie. Met IC1 is een oscillator van 32,768 khz opgebouwd. X1 is een kristal dat in vrijwel ieder 211

213 digitaal horloge te vinden is (met name de goedkopere). Met C1 kan de oscillator eventueel worden bijgeregeld. Het kloksignaal wordt door IC1 en IC2 zodanig gedeeld dat op Q6 (pen 6) van IC2 een minutenpuls staat. IC3.A is als tweedeler geschakeld en zorgt er voor dat dit een constant signaal blijft gedurende die minuut. IC4.E en IC4.F bufferen dit signaal, waarna IC4.D het signaal van IC4.F inverteert. Wordt Q6 van IC2 hoog, dan krijgt IC3.A een klokpuls en wordt zijn Q-uitgang hoog. Via IC4.F en IC4.D wordt nu C3 geladen via R6 (1 M ) en wordt IC4.C gedurende circa 1 s laag. Hiermee wordt T2 opengestuurd en daarmee T1 212

214 en T3. De stroom door de spoel van de klok is nu zodanig dat de groene LED gaat branden. Wordt Q6 van IC2 na 1 minuut weer hoog, dan krijgt IC3.A weer een klokpuls en wordt zijn Q-uitgang laag. Via IC4.E wordt nu C4 geladen via R7 en wordt IC4.B gedurende circa 1 s laag en IC4.A daarmee hoog. Hiermee wordt T4 opengestuurd en daarmee T5 en T6. De stroom door de spoel van de klok is nu zodanig dat de rode LED gaat branden. De klok wordt dus poolwisselend aangestuurd. D7 beschermt de schakeling tegen verkeerd om aansluiten van de voedingsspanning. D8 brandt continu als de voedingsspanning aanwezig is. T7 en T8 houden de stroom binnen de perken wanneer er een kortsluiting in de klokkeninstallatie zou optreden. Door R16 te verlagen tot minmaal 2,2 kan de maximale impulsstroom worden verhoogd. D11 is een dubbele supressordiode om eventueel optredende spanningspieken te onderdrukken. Deze diode is nogal prijzig en daarom in de gebouwde schakelingen niet toegepast. Dit heeft nog nooit tot problemen geleid, maar kan bij zwaardere/meerdere impulsklokken raadzaam zijn. Let op: deze schakeling is uitsluitend geschikt voor impulsklokken van 12 V! Voor 24-, 48- of 60-V-uitvoeringen zal de schakeling moeten worden aangepast. Daar deze impulsklokken minder gangbaar zijn (of vaak zijn om te bouwen naar 12 V) is dit hier verder niet uitgewerkt. (100301) Peter Jansen Het hier beschreven ontwerp betreft eigenlijk een traditionele schakeling voor een eenvoudige dimmer van lampen. Sluit in gedachten maar eens een gewone diac aan tussen de punten A en B. Het verschil tussen deze schakeling en de diacschakelingen is dat laatstgenoemden niet meer werken op een spanning van 12 V. Dit ligt aan de diac. Diacs hebben meestal een doorslag- of triggerspanning tussen de 30 en 40 V. Bij 12 V functioneert de diac niet, en dus de dimmer ook niet. Het gedeelte van de schakeling dat tussen de punten A en B is opgebouwd, gedraagt zich als een diac en heeft een doorslag- of triggerspanning van ongeveer 5,5 volt. De combinatie R1/P1/C1 vormt een faseverschuiving ten opzichte van de voedingsspanning. De diac geeft bij iedere positieve en negatieve sinushelft van de wisselspanning een in fase verschoven triggerpuls af aan de triac. Dit werkt als volgt. 213

215 We bekijken de positieve helft van een sinus. Wanneer de spanning begint te stijgen, wordt C1 opgeladen (R1 en P1 bepalen mede de tijd). T1 gaat nog niet geleiden. Dit gebeurt pas als de spanning over D2 4,7 V heeft bereikt en de zenerdiode doorslaat. Dan pas begint er stroom te lopen en worden T1 en T3 opengestuurd. Dit zorgt voor een puls op punt B. Voor de negatieve helft van de sinus geldt hetzelfde principe, nu met D1, T2 en T4 in de hoofdrol. Met P1 is de ontsteekhoek tussen circa 15 en 90 graden te regelen. C2 ontstoort de boel een beetje. Afhankelijk van de belasting dient de triac voorzien te worden van een koellichaam. De keuze van de transistoren is eigenlijk vrij willekeurig, er mogen best andere gebruikt worden. Mocht de schakeling niet genoeg dimmen, dan kan P1 vervangen worden door een exemplaar van 25 k. Hiermee is de ontsteekhoek tot 135 graden te vergroten. Let wel op: de schakeling werkt prima bij gewone trafo s maar niet bij de zogenaamde elektronische trafo s. (090370) Weblink [1] Tom van Steenkiste Op het internet kun je ze in alle soorten en maten vinden: schakelingen om afstandsbedieningen te testen. Hier beschrijven we een heel simpele en goedkope methode die niet zo bekend is. Deze methode berust op het principe dat een LED niet alleen licht kan produceren als er een spanning op wordt gezet, maar omgekeerd ook een spanning levert als er licht op valt. Een alternatief dus voor een fototransistor of fotodiode. Het grote voordeel is dat je een LED meestal wel ergens hebt liggen, dit in tegenstelling tot een fotodiode. Dit functioneert ook bij IR-dioden en dat maakt ze heel geschikt om er een afstandsbediening mee te testen. Je hoeft alleen maar een voltmeter aan te sluiten op een IR-diode en klaar is de afstandsbediening-tester. Zet de multimeter op gelijkspanningsmeting en schakel hem in. Houd de afstandsbediening op korte afstand voor de IR-diode en druk dan op een willekeurige knop. Als de afstandsbediening werkt, dan zal de op het display getoonde spanning snel stijgen. Wanneer je stopt met drukken, zal de spanning weer dalen. Let wel op, verwacht niet dat de IR-diode een grote spanning levert! Er zal maar ongeveer 300 mv uit de diode komen, maar dit is genoeg om aan te tonen dat de afstandsbediening werkt. Er zijn veel objecten die IR-straling uitzenden. Bekijk daarom eerst de spanning die de 214

216 voltmeter aangeeft zonder dat er op de afstandsbediening wordt gedrukt en neem deze als referentiewaarde. Doe de test ook niet in een goed verlichte ruimte of een kamer waar de zon naar binnen schijnt, want dan bestaat de kans dat er te veel IR-straling aanwezig is. Om de diodespanning snel terug te brengen naar nul voordat een nieuwe meting wordt verricht, kan men de pennen van de diode even kortsluiten. Dat is niet schadelijk voor de diode. (090480) Steffen Graf Wie zo nu en dan uitgebreidere microcontrollerschakelingen ontwerpt, bereikt vaak het punt waarop er niet genoeg poortpennen meer zijn. Dit doet zich al snel voor als bijvoorbeeld LCD s parallel worden gestuurd of veel toetsen worden toegepast. De hier voorgestelde schakeling maakt gebruik van een I/O-poortexpander MAX7301 van Maxim [1], die een voedingsspanningsbereik van 2,5 tot 5,5 V heeft en daarom zonder problemen zowel met 3,3-V- als met 5-Vcontrollers samenwerkt (LED-serieweerstand R2 in het schema is voor 3,3 V gedimensioneerd). De poortexpander wordt via een SPI-interface aangestuurd, zodat slechts 4 poorten van de microcontroller worden gebruikt, namelijk voor Data In, Data Out, Clock en Slave Select. Veel controllers hebben een hardware-spiinterface; wie een andere controller toepast, kan de SPI-interface met niet al te veel moeite softwarematig uitvoeren. Maximaal 28 general-purpose I/O-pennen (GPIO s), die naar keuze als ingang, als ingang met pull-up-weerstand of als uitgang kunnen worden geconfigureerd, staan dan ter beschikking. Als de microcontroller snel genoeg is, kunnen de GPIO s met maximaal 26 MHz schakelen. Men kan van de project-website van dit artikel [2] een software-implementatie van de auteur (in de vorm van een kleine C-bibliotheek) downloaden. Hiermee kan men poorten als ingang of uitgang configureren evenals de status van poortpennen lezen en instellen. 215

217 Het commando io_max7301(0xf, Portpins); configureert poortpennen naar keuze als uitgang, waarbij voor Portpins een macrouitdrukking als PCONF8_11 in te stellen is, wat voor de poortpennen 8 tot 11 staat. Het commando io_max7301(0x0, Portpins); configureert poortpennen als ingang. Om poorten op een bepaalde waarde in te stellen, gebruikt men: set_max7301(data, Portpins); (data = gegevens in binaire vorm). En het commando: data = get_max7301(portpins); is tenslotte voor het lezen van binaire gegevens. (080247) Weblinks [1] [1] MAX7301.pdf [2] Downloads Software Source-code Leo Szumylowycz Voor de PR4401/02, de bekende LED-driver van Prema, bestaan inmiddels al de nodige interessante toepassingen. Het feit dat extern slechts één enkele spoel nodig is en dat de voedingsspanning mag dalen tot 0,8 V maakt deze chip erg populair. Maar vaak zou men graag wat meer uitgangsstroom willen hebben, bijvoorbeeld voor het aansturen van een viervoudige LED-chip, of men zou de 9-V-batterij uit de LCD-multimeter ermee willen vervangen. De schakeling volgens dit schema biedt de oplossing en wordt inmiddels veelvuldig toegepast. In de getoonde configuratie leveren twee parallelgeschakelde IC s via dioden D1 en D2 hun uitgangsstroom aan een gemeenschappelijke condensator. Indien nodig kunnen op deze manier nog meer van deze IC s parallel worden geschakeld. Het dimensioneren van de componenten gaat op vergelijkbare wijze als bij de standaardapplicatie van dit IC. 216

218 Bij een PR4401 en een stroom van 20 ma heeft de spoel een zelfinductiecoëfficiënt van 10 H. Bij een PR4402 en een stroom van 40 ma is dat 4,7 H. Om een 80-mA-LED te sturen vanuit een 1,5 V-batterij, zijn dus twee PR4402 s nodig met elk een spoel van 4,7 H. Wie deze schakeling wil opbouwen met uitsluitend SMD-componenten, kan voor C1 en C2 tantaalelco s gebruiken in een A-behuizing. Voor L1 en L2 kunnen SMD-spoelen worden gebruikt, zoals de Murata LQH3C- 4,7 H. (090129) Weblink David Clark Met dit ontwerp worden de standaard klankmogelijkheden van een elektrische gitaar uitgebreid zonder elektronische effecten te gebruiken. De nieuwe klanken worden gerealiseerd door het mengen van een continu variabel deel van de output van de verschillende elementen in combinatie met omschakeling van de fase per element. Dit levert een in feite oneindige reeks verschillende klanken op, in tegenstelling tot de vijf die met een standaard gitaarschakelaar kunnen worden gekozen. Dit is geen project voor bang uitgevallen mensen, want het gaat hier om het wijzigen van de bedrading van de spoelelementen en de schakelaars van de gitaar en eventueel ook van de slagplaat zelf, afhankelijk van de plek waar de vervanger voor de standaard 6,3-mmstekerbus moet worden gemonteerd. Het gebruik van een goedkope namaak -gitaar wordt dan ook aangeraden! Het standaard Stratocaster -type gitaar heeft drie elementen en een vijfstandenschakelaar, waarmee de gitarist kan kiezen uit de volgende combinaties: halselement hals- en middenelement parallel middenelement midden- en brugelement parallel brugelement Gitaristen die op zoek zijn naar nieuwe klanken voor hun instrument, veranderen soms de bedrading of voegen andere schakelaars toe, maar dat is geen echt flexibele oplossing en zeker niet iets dat tijdens een optreden voor publiek kan worden gewijzigd, waarbij het niet uitmaakt of dat nu voor een klein gezelschap in een kroeg is of voor een publiek van mensen op Pinkpop! Bij dit ontwerp kunnen vier elementen worden gebruikt. Het brugelement van een Stratocaster is namelijk vaak een humbucker die kan worden opgesplitst in twee aparte elementen, hier aangeduid met Brug 1 (L3) en Brug 2 (L4). Met een beetje moeite kan de schakeling met SMD-componenten op een kleine print uitgevoerd worden en past hij in de gitaar, maar vier schakelaars en vier potmeters op een gitaar zijn misschien wel iets te veel van het goede. Het alternatief is om ieder element afzonderlijk te verbinden met een 9-pens sub-dconnector die op de gitaarbody of op de slagplaat wordt gemonteerd. De connector wordt via een lange straight-through seriële interfacekabel verbonden met de ingangs-sub-dconnector op de regelunit. De schakeling kan bijvoorbeeld in een Vero-behuizing worden gemonteerd. De regelunit wordt via een standaard gitaarkabel verbonden met een (ongewijzigde) gitaarversterker. Elke elementsectie bevat twee opamps uit een TL074, een inverter (bijvoorbeeld IC1.A) 217

219 en een buffer (bijvoorbeeld IC1.B). Daarnaast is er per sectie een normaal/inverteren - schakelaar (NOR/INV, bijvoorbeeld S1) voor de fase van het signaal en een lineaire potmeter (100 k ) voor het uitgangsniveau. De uitgangssignalen van de vier opampsecties worden samengevoegd door IC3 (TL071) die een voldoende lage uitgangsimpedantie heeft voor aanpassing aan de gitaarversterker. Met opamp IC4 wordt de voedingsspanning afkomstig van de 9-V-batterij BT1 opgesplitst in twee symmetrische voedingsrails V+ en V. Ook kan op K9 een netadapter met een gestabiliseerde spanning van 9 V worden aangesloten, waardoor de batterij automatisch wordt uitgeschakeld. Los van de gekozen opbouw biedt deze schakeling gitaristen die willen experimenteren met ongebruikelijke elementconfiguraties een flexibele manier om snel verschillende varianten in te stellen en uit te proberen zonder dat hier een soldeerbout voor nodig is. (080523) 218

220 T.A. Babu Bromfietsen zijn bij dieven heel gewild. Hier is een alarm dat luid, goedkoop en eenvoudig te maken is. Er wordt een verborgen schakelaar (S1) gebruikt om het alarm op scherp te zetten of uit te schakelen. Dit schakelingetje belast de accu amper, want er vloeit maar heel weinig stroom in de standby-modus. Gebruik de verborgen schakelaar S1 om het alarm op scherp te zetten. Als iemand probeert de motorfiets of scooter te starten komt er via het contactslot (verbonden met B ) +12 V, waardoor transistor T1 gaat geleiden en daarmee T2 inschakelt. De sirene (LS1) maakt dan ongeveer 20 seconden herrie, de tijd wordt bepaald door FET T3 die als monostabiele timer is geschakeld. De sirene is een kant en klare zeer krachtige piëzo-hoorn die op gelijkspanning werkt. Een ander piëzo-onderdeel in de schakeling heeft een ander doel: Bz1 detecteert pogingen om met het voertuig te knoeien of het mee te nemen zonder de motor te starten. Deze piëzo-transducer moet zodanig gemonteerd worden dat hij betrouwbaar trillingen detecteert als er met het voertuig gesold wordt. Een stel contacten van relais RE1 wordt gebruikt om de bobine spanningsloos te maken, zodat hij het niet doet als iemand de tweewieler probeert te stelen. Gewoonlijk loopt er een draad van de dynamo (punt A) naar de bobine (TR1) die dan via het nc-contact (normally closed) van het relais moet lopen. Om het alarm weer uit te zetten moet de verborgen schakelaar uitgeschakeld worden om de bewegingssensor en de schakeling rond de sirene uit te zetten voordat de sleutel van het contactslot wordt omgedraaid... door de rechtmatige eigenaar! (090338) 219

221 Michel Kuenemann Deze analoge wandklok heeft als bijzondere eigenschap dat de tijd wordt aangewezen door een servomotor uit de modelbouw. De manier van klokkijken is iets anders dan normaal, omdat een standaard servomotor geen complete draai van 360 graden kan maken. De wijzerplaat moet hier dus op worden aangepast. Bovendien kun je met één enkele servo niet tegelijkertijd zowel de uren als de minuten weergeven. Daarom geeft deze klok de uren weer gedurende het eerste deel van elke minuut en de minuten in de rest van die minuut. De schakeling is opgebouwd rond een PIC18LF1320 microcontroller met een kristal van Hz om de tijdbasis van de seconden te genereren. Intern draait de controller op de interne RC-klok van 8 MHz. Op testpunt TP1 is iedere seconde een pulsje te meten. De klok is gelijk te zetten met twee druktoetsjes, één voor de minuten en één voor de uren. Deze knoppen dienen ook om de stappen van de mechanische afregeling te doorlopen, zoals we straks zullen zien. De LED aan uitgang RB0/AN4/INT0 knippert elke seconde terwijl de servo het uur aangeeft. Als de minuten worden aangegeven, is hij uit. De wijzer geeft de minuten weer gedurende de eerste 50 seconden en de uren gedurende de resterende 10 seconden van een minuut. Zoals gezegd, het is een andere manier van klokkijken, maar dat is juist leuk en het went heel snel. Met behulp van twee potmeters is de aanduiding die de klok geeft aan te passen aan de beweging van de gekozen servomotor. Een 220

222 derde potmeter dient voor de compensatie van een eventuele afwijking van de tijdbasis. Deze laatste heeft een regelbereik van ±100 ppm, waarmee een afwijking van meer dan 4 minuten per maand nog kan worden weggeregeld. Mocht blijken dat de wijzer de verkeerde kant op draait nadat de klok gelijk is gezet, dan wordt dat opgelost met het plaatsen van jumper JP1. Transistor T1 dient om de voeding naar de servo te onderbreken tijdens het omschakelen van minuten naar uren en terug. Dat is gedaan omdat een standaardservo ook bij stilstand nog altijd zo n 15 ma trekt, wat nogal veel is voor een klok die op batterijen moet werken. Die voeding bestaat uit drie batterijen van 1,5 V. In plaats daarvan zou je een 5-Vnetadapter kunnen nemen als het stroomverbruik van de gekozen servo daar om vraagt, of anders zou je ook drie oplaadbare NiMHcellen kunnen gebruiken, welbekend bij modelbouwers. De brown-out -signalering van de microcontroller treedt in werking als de drempelwaarde van 2,7 V is bereikt, om te voorkomen dat de accu helemaal leeg getrokken wordt. De microcontroller wordt dan gereset. Het schakelingetje kan gemakkelijk worden gebouwd op gaatjesprint met een raster van 2,54 mm. De potmeters moeten zodanig worden aangesloten, dat hun maximale spanning overeenkomt met de maximale afwijking van de wijzer. Opstarten gaat als volgt: laat jumper JP1 weg en zet de drie potmeters in het midden van hun bereik. Sluit vervolgens de servo en de voeding aan. De servo gaat dan eerst kort naar het midden alvorens tegen de wijzers van de klok in naar nul uur te gaan. Blijkt de servo nu de verkeerde kant op te gaan (naar twaalf uur), plaats dan JP1 en start de microcontroller opnieuw. Nu is het tijd om met de wijzerplaat aan de slag te gaan. Wie inspiratie wil opdoen, kan een voorbeeld van een universele wijzerplaat downloaden via [1]. Dit exemplaar voorziet in een draaihoek van 120 graden en is dus te gebruiken voor elke servo die tussen de 120 en 180 graden kan draaien. Het afregelen van de draaihoek van de servo gaat als volgt in zijn werk. Zet de klok aan terwijl je één van beide schakelaars om de tijd in te stellen ingedrukt houdt en wacht tot de wijzer naar 0 uur gaat. Regel nu P1 af zodat de wijzer ook inderdaad precies 0 uur aangeeft. Met opnieuw een druk op de schakelaar gaat de servo naar het andere uiteinde van de schaal. Met P2 regel je de wijzer nu naar 12 uur. Deze procedure herhaal je totdat de wijzer aan beide uiteinden precies goed staat. Zet nu de schakeling uit en weer aan. De wijzer moet nu vanzelf exact 0 uur aanwijzen. Gelijkzetten is heel eenvoudig: druk herhaaldelijk op de urentoets om de uren in te stellen; op dezelfde manier zijn de minuten in te stellen met het andere toetsje. Als de klok na een paar weken niet goed gelijk blijkt te lopen, is dat bij te stellen met P3. Als de klok achterloopt, draai dan P3 een 221

223 klein stukje met de klok mee, als de klok voorloopt, draai dan P3 een stukje de andere kant op. Na deze afregeling zou je ten minste 12 dagen moeten wachten voordat je opnieuw ingrijpt. Zoals gezegd, kun je met P3 een afwijking van meerdere minuten per maand wegregelen, maar dat betekent wel dat P3 heel voorzichtig moet worden gedraaid. We merken hierbij ook op dat P3 geen invloed heeft op de interne secondeteller die je via TP1 kunt meten. (090023) Weblink [1] Géry Szczepanski Als een stekerdoos met schakelaar gebruikt wordt als stroomvoorziening voor PC, printer, scanner, modem, enzovoort, wil het nog al eens gebeuren dat alle apparatuur op het net aangesloten blijft (in de slaapstand) eenvoudig als gevolg van gewoonte of vergeetachtigheid. De nu volgende schakeling kan een einde maken aan dit probleem. Indien de schakelaar van de stekerdoos aan staat, hebben we ongeveer 5 tot 10 s de tijd om de computer aan te zetten. Zodra de computer aan staat, krijgt de optocoupler span- 222

224 ning via de USB-poort, met als gevolg dat de zoemer stopt. Na het uitschakelen van de computer hebben we eveneens 5 tot 10 s de tijd om de schakelaar van de stekerdoos in de uit -stand te zetten. Na deze bedenktijd treedt de zoemer in werking om ons aan de procedure te herinneren. De schakeling gebruikt slechts een enkel IC, een CD4093 met vier NAND-poorten en Schmitt-trigger-ingangen, en een optocoupler voor scheiding van het net. Poort 1 bestaat uit een laagfrequent oscillator van 1 à 2 Hz, gestuurd door pen 2. Deze heeft ongeveer 5 s nodig om hoog te worden. Indien de diode van de optocoupler voeding krijgt, zal de weerstand de condensator ontladen en pen 2 van poort 1 op 0 houden. De oscillator werkt dus niet en de zoemer (een type met ingebouwde oscillator) zwijgt. De weerstand van 220 k, de condensator van 100 nf en de diode zorgen er gezamenlijk voor dat de zoemer stil is als de netspanning onderbroken wordt en de condensator van 100 F zich ontlaadt. De schakeling is uitgevoerd op een stuk gaatjesprint van mm, het geheel heeft onderdak gevonden in de behuizing van de voeding voor een modem. Zodoende is ons ontwerp rechtstreeks in één van de stekerdoosaansluitingen te plaatsen. Een tweeaderig snoer zorgt voor verbinding met de USB-connector (pen 1 en 4), de PS/2 connector (pen 4 en 3) of eventueel de sub-d-15 joystick-connector (pen 8 en 5) van de PC. Met een kleine aanpassing (zie schema) is een RS232-connector ook bruikbaar. (090862) Attentie: de schakeling voert netspanning! Holger Bruns Functiegeneratoren met de XR2206 hebben meestal een uitstekende prijs-kwaliteitsverhouding, en dit IC is gelukkig ook nog steeds goed verkrijgbaar. Als er geen wobbulator of sweepgenerator in de XR2206- functiegenerator zit die u gebruikt, dan is een kleine externe schakeling voldoende om te wobbelen. Of te sweepen. De schakeling maakt gebruik van een klassieke zaagtandoscillator met een unipolaire junctietransistor (UJT) die doorschakelt wanneer aan zijn basis de omslagspanning is bereikt. De capaciteit aan de basis wordt dan in één klap ontladen. Om er voor te zorgen dat die spanning bij het opladen lineair stijgt, dus de helling van de zaagtandvorm, komt de oplaadstroom uit een constante-stroombron die is opgebouwd rond een BC557. Het signaal wordt door een FET (BF256C) gebufferd. 223

225 Om dit signaal aan te passen aan de sweepingang van de XR2206 is nog een uitgangstrap met een BC547 toegevoegd, waarbij het bereik van de zwaai die de sweep maakt met instelpotmeter P1 kan worden bepaald. De afregeling met een oscilloscoop gaat een stuk eenvoudiger op een hoge frequentie. Om die reden is jumper JP1 aanwezig: Wordt die verwijderd, dan doet elco C2 niet meer mee en wordt zijn taak overgenomen door een 100-n-exemplaar. Na het afregelen zet u de jumper weer terug. De sweeptijd kan worden aangepast door een andere waarde voor C2 te nemen. De benodigde onderdelen heeft eigenlijk iedereen wel liggen, en zo niet: de UJT is gewoon in de handel verkrijgbaar, bijvoorbeeld bij RS Components voor e 1,51. Als alternatief voor de UJT is een 2N2646 of 2N2647 bruikbaar. Het type JFET (hier een BF256C) is niet kritisch, hiervoor kunt u ook een ander N-kanaals type nemen. (081005) Uwe Hunstock Deze schakeling past UART-TTL-niveaus correct aan naar RS232-niveaus, waarbij beide aansluitingen ook nog eens galvanisch gescheiden worden. Dat kan ook met een IC van Maxim en andere fabrikanten, maar die chips zijn behoorlijk aan de prijs. De baudrate van de schakeling is beperkt tot 4800 baud, in het Elektor-lab kwamen we bij ons prototype zelfs niet verder dan 2800 baud. De reden daarvan is de schakeltijd van de optocouplers (volgens de datasheet is T on =15 s ent off =30 s). Het kan de moeite waarde zijn om te experimetneren met de waarde van R4. Dankzij de optocouplers is de schakeling gescheiden in twee van elkaar geïsoleerde en afzonderlijk gevoede delen. Het rechter deel 224

226 van de schakeling wordt gevoed via de DTR/DSR-signalen van de RS232-interface (pennen 7 en 2 op K1). Deze handshakesignalen mogen daarom niet als zodanig gebruikt worden door het aangesloten apparaat, maar moeten permanent +12 V voeren. Voeding met alleen een positieve spanning is echter niet voldoende, er moet ook een negatief niveau worden geleverd. De truc is om hiervoor het TxD-signaal van de RS232- interface (via D2) te gebruiken, die door het aangesloten apparaat in de rusttoestand op 12 V wordt gehouden. Omdat het TxDsignaal bij het zenden natuurlijk van tijd tot tijd hoog gemaakt wordt, is C1 nodig om deze spanning te bufferen. Als via de RS232-interface gezonden wordt, dan stuurt het signaal TxD (pen 5 op K1) via voorschakelweerstand R1 rechtstreeks de zenddiode in de optocoupler aan. Als op pen K1 sub-d9 Naam 1 1 DCD (=high) 2 6 DSR (=high) 3 2 RxD 4 7 RTS (niet gebruikt) 5 3 TxD 6 8 CTS (niet gebruikt) 7 4 DTR (=high) 8 9 niet gebruikt 9 5 GND 10 niet gebruikt 5 echter 12 V staat, dan moet de negatieve spanning op de zenddiode door D1 begrensd worden, omdat de sperspanning volgens de datasheet niet hoger mag zijn dan 6 V. Wanneer via de seriële TTL-interface gezonden wordt, dan stuurt de ontvangsttransistor in de optocoupler een driver aan die hier met vier NAND-poorten is opgebouwd. Drie poorten zijn parallel geschakeld om een grotere uitgangsstroom te verkrijgen. IC1 wordt (via de pennen 14 en 7) gevoed met een spanning die theoretisch ±12 V zou moeten bedragen, maar in de praktijk o.a. door de belasting van het IC en R1 een stuk lager ligt. Voor het IC moet in elk geval een CMOS-variant gekozen worden die een voeding tot 18 V verdraagt. Behalve NAND-poorten kunnen natuurlijk ook andere logische typen gebruikt worden, als ze maar als driver geschakeld kunnen worden. Er kan ook een enkele CMOS-single-gate worden gebruikt, zoals de TC4S81. Omdat je die over het algemeen niet in de doos met oude onderdelen hebt zitten, is de schakeling hier met een viervoudige NAND 4011 opgebouwd. De 5 2-header K1 kan met een stukje lintkabel verbonden worden met een 9-polige sub- D9-connector die van een persconnector is voorzien. De bedrading volgt uit de tabel. (100704) Jan Lichtenbelt en Anne Offereins Het kan handig zijn om bij elektriciteitsuitval de telefoon/internet-router nog enige tijd te laten functioneren, bijvoorbeeld ten behoeve van een beveiligingsinstallatie. De router-voeding moet dan overgenomen worden door een backup-voeding. De hier beschreven versie bestaat uit een 12-V-loodaccu in combinatie met een omvormer die een spanning van 15 tot 30 V kan leveren. Er is tevens een beveiliging ingebouwd die voorkomt dat de accu te ver ontladen wordt. De backupvoeding wordt alleen ingeschakeld als de netspanning wegvalt. De schakeling bestaat uit vier delen: de backup-schakeling met een detectiegedeelte dat kijkt of de voeding van de netadapter voor de router aanwezig is, de accuschakeling met een bewakingsschakeling die zorgt dat de 225

227 accuspanning niet onder 11,8 V komt, een FET-schakelaar tussen de accu en de spanningsomvormer en een spanningsverdubbelaar (in gestippeld kader). We gaan eerst uit van de situatie dat de spanningsverdubbelaar niet aanwezig is bij routerspanningen boven 20 V. De uitgangen 1 en 7 van de comparatoren IC1.A en B worden 226

228 dan direct doorverbonden met de gate van de FET (G1 verbonden met G2). Normaal zorgt de voeding op K1 voor de routerspanning. De router is op K3 aangesloten. In deze situatie moet de spanning op pen 2 van spanningscomparator IC1.A groter zijn dan 5,6 V. De uitgang (pen 1) is dan laag en de FET is niet in geleiding. Valt de externe spanning op K1 weg, dan daalt de spanning op pen 2 van IC1.A en pen 1 wordt hoog, zodat de FET gaat geleiden. De accu en de spanningomvormer verzorgen dan de voeding van de router. De accu zal dan langzaam leeg lopen. Om te voorkomen dat de accuspanning onder 11,8 V daalt, zal de uitgang van de tweede comparator (pen 7) laag worden als de spanning te ver daalt en daarmee wordt de FET uitgeschakeld. De accuspanning kan sterk oplopen bij het onderbreken van de stroom. Om opnieuw inschakelen van de accu te voorkomen is C3 toegevoegd. S1 maakt opstarten mogelijk zonder een externe voeding op K1; elco C4 zorgt er dan voor dat de comparatoren goed blijven werken bij kortstondige onderbreking van de 2 voedingspanningen via K1 en K2. Uit veiligheidsoverwegingen is zowel noodstop S2 als zekering F1 toegevoegd. De spanningomvormer trekt hoge stromen bij het opstarten, F1 moet dus ruim bemeten worden. Als de routerspanning onder 19 V ligt, is de hoge uitgangsspanning van de comparatoren te laag om een gate-sourcespanning van 4,5...5 V te behalen. De sourcespanning zal immers gelijk zijn aan de accuspanning bij continue oplading en die is 13,8 V. De gate moet dus minimaal op 18,3...18,8 V zitten. Dat zal niet of moeilijk lukken bij een routerspanning onder 19 V. Daarom is voor zo n situatie een spanningsverdubbelaar toegevoegd met behulp van de bekende 555-timer (CMOS-versie). De frequentie van de oscillator (IC2) is ongeveer 40 khz. Deze wisselspanning wordt met C6, D5 en D6 opgeteld bij de geschakelde voedingsspanning die door T2 wordt geleverd. Deze laatste wordt tegelijk met de reset van de timer geschakeld door de comparatoren. Een zener van 18 V (D7) beschermt de gate/source-overgang van de FET tegen te hoge spanningen. Pas op dat de maximaal toegestane voedingspanning van de 555 niet overschreden wordt. Er zijn 16- en 18-V versies van dit IC verkrijgbaar. De gebruikte spanningomvormer is een notebook-voeding voor in de auto met 12 V in en een uitgangsspanning naar keuze, minimaal 0,5 A. De meeste spanningsomvormers kunnen dit gemakkelijk leveren. De loodaccu moet aan een goede lader gekoppeld worden, die de belastingsloze loodaccu langere tijd goed onderhoudt. In Elektor zijn daar diverse oplossingen voor beschreven. Regel P1 af op ongeveer 7 V. Gebruik een labvoeding die op de plaats van de accu wordt aangesloten om P2 in te stellen op een schakelpunt van 11,8 V. (110071) Huub Smits Hoewel het principe al vrij oud is, gebeurt het verbreden van het geluidsbeeld tegenwoordig nog dagelijks in vele draagbare apparaatjes, gettoblasters en PC-luidsprekers, zij het dat het in deze toepassingen vaak anders genoemd wordt. Om een stereobeeld op te roepen, bevat het linkerkanaal ook een gedeelte van het geluid van het rechterkanaal, iets in fase verschoven ten opzichte van het rechterkanaal. Hetzelfde geldt voor het rechterkanaal waarbij het signaal van het linkerkanaal iets in fase verschoven is. Om het stereobeeld te vergroten, moeten we de verschilsignalen van beide kanalen versterken. 227

229 Daarvoor maken we van het linker- en rechterkanaal een som- en een verschilsignaal. Met een handjevol opamps kunnen we een L+R - en een L R -signaal realiseren. Het links rechts-signaal moet dus sterker worden ten opzichte van het links+rechts-signaal. In formulevorm: (L+R) + (L R) = 2L en (L+R) (L R) = 2R Door te regelen, wordt het linkersignaal in het linkerkanaal groter en het rechtersignaal 228

230 kleiner. In het rechterkanaal wordt het rechtersignaal groter en het linkersignaal kleiner. Om het volume gelijk te houden, moeten we er nog wel voor zorgen dat het totale signaalvermogen gelijk blijft. In het schema is te zien hoe we het opgelost hebben. IC1 en 2 vormen ingangsbuffers. Na de buffers wordt het linker- respectievelijk rechtersignaal aan het andere kanaal toegevoerd. IC3 genereert het (L R)-signaal, IC 4 het (L+R)-signaal. Met 2 maal 6 weerstanden en een standenschakelaar is in te stellen hoeveel effect we willen hebben. De weerstandswaarden van R7...R12 en R14...R21 zijn zo gekozen, dat het totale volume ongeveer hetzelfde blijft tijdens het regelen. IC5 en IC6 stellen het uiteindelijke linker- en rechtersignaal samen uit de (L+R)- en (L R)-signalen. Als extra beveiliging kunnen er aan de in- en uitgangen koppelelco s van 10 F/16 V worden opgenomen. Aan elk van de ingangen van IC1 en 2 moet dan ook een 10-k -weerstand naar massa geplaatst worden, omdat de opamps anders tegen de voedingsspanning aanklappen. Voor de voeding is een symmetrische spanning van ±12 V nodig. Meestal is deze spanning al te vinden in de bestaande versterker en hoeft er geen speciale voeding te worden gebouwd. (090174) Weblink [1] Leo Szumylowycz Zonder twijfel heeft een zogenaamde derde hand, een aan de tafelrand bevestigde schroefklem voor het vasthouden van een werkstuk, zijn nut bewezen bij het monteren van kleine printjes. Maar voor het bestukken van SMDprinten is een dergelijke klem minder geschikt. Bij de SMD-montage met de hand is een hand namelijk alleen voldoende stabiel als de pols op tafel kan steunen. De auteur heeft hiervoor een goede, zij het wat ongewone, oplossing gevonden in de vorm van een heel flexibele derde hand die men eenvoudig in elke gewenste vorm en houding kan kneden. Hiervoor kan uitstekend een speciale kneedmassa (klei) worden gebruikt die vroeger werd toegepast om de hamertjes van een typemachine te reinigen. Deze kneedmassa is nog steeds te verkrijgen bij een goed gesorteerde schrijfwarenzaak. En anders kunnen voor dit doel altijd nog de voor het ophangen van posters bedoelde kleefpads worden gebruikt. Deze dikke kleefpads hebben als belangrijk kenmerk dat ze naderhand van de ondergrond kunnen worden losgetrokken zonder enig spoor achter te laten. Voor een toereikende hoeveelheid kneedmassa worden ongeveer 45 van deze kleine pads tot een egale massa samen gekneed. 229

231 Als de kneedmassa de juiste consistentie heeft, kan deze op de eigenlijke ondergrond worden aangebracht (zie foto). Deze ondergrond kan vierkant of rond zijn met een afmeting van cm. Op deze manier kan de print telkens in de optimale positie worden gedraaid. Een geleidend materiaal als onderplaat maakt het mogelijk om ESD-veilig te werken. Hiervoor is bijvoorbeeld de onderkant van een muismat heel geschikt, die is vaak van elektrisch geleidend materiaal gemaakt. Als kneedmassa kunnen ook andere materialen worden gebruikt, zoals zogenaamde Plastiline of eventueel zelfs kauwgum, hoewel dit laatste in het lab niet uitvoerig is getest... Dubbelzijdig kleefband is voor dit doel veel te sterk en laat lastig te verwijderen resten na. Met de kneedmassa kunnen zelfs moeilijk plaatsbare componenten tijdelijk op de print worden vastgehouden, zodat beide handen vrij zijn voor het solderen. (090368) Werner Ludwig Deze LipoMonitor bewaakt de spanning van een LiPoaccu tijdens het ontladen. Twee dingen zijn daarbij van belang: te diep ontladen van de accu moet worden voorkomen, en de schakeling moet een waarschuwing geven als de accu bijna leeg is. Zolang de accu in het groene gebied zit, dus zolang de spanning groot genoeg is, brandt de groene LED. Als de spanning te laag wordt, gaat de rode LED branden, ten teken dat verder ontladen niet toegestaan is. In het laagste toelaatbare spanningsbereik branden beide LED s tegelijk en geven daarmee aan, dat de accu bijna leeg is. De schakeling is bedoeld voor het bewaken van de accu s van op afstand bedienbare modellen die zich op korte afstand van de bestuurder bevinden, bijvoorbeeld voor gebruik van modelhelikopters binnenshuis. ICL7665 Waarheidstabel SET1/SET2 OUT1/OUT2 HYST1/HYST2 USET1 > 1,3 V OUT1 = ON = LOW HYST1 = ON = HIGH USET1 < 1,3 V OUT1 = OFF = high-z HYST1 = OFF = high-z USET2 > 1,3 V OUT2 = OFF = high-z HYST2 = ON = HIGH USET2 < 1,3 V OUT2 = ON = LOW HYST2 = OFF = high-z De schakeling is opgebouwd rond een ICL7665. Deze bevat twee comparatoren en een interne spanningsreferentie van 1,3 V. Elke comparator heeft twee uitgangen (OUT en HYST). Daarmee kan een spanning op beide ingangen (SET1 en SET2) bewaakt worden op onder- en overspanning. 230

232 OUT1 is een inverterende uitgang, de andere drie uitgangen zijn niet-inverterend. De uitgangen zijn geschikt voor een maximale stroom van 25 ma. OUT1 en OUT2 werken als stroom-sink (open-drain uitgangen van n- kanaal MOSFET s met de source aan massa), HYST1 en HYST2 zijn stroombronnen (opendrain uitgangen van p-kanaal MOSFET s, source aan +U B ). De waarheidstabel geeft een overzicht van het gedrag van de ICL7665. In deze LipoMonitor werken de beide opamps samen als een venstercomparator. De te bewaken accuspanning wordt via een spanningsdeler aangesloten op de beide ingangen. In het schema is de dimensionering van de spanningsdeler aangegeven voor accu s met twee en drie LiPo-cellen. Het waarschuwingsbereik, waarin beide LED s tegelijk oplichten, ligt tussen 3 V en 3,3 V per cel. Zo is er voldoende tijd om het model veilig aan de grond te zetten en het voorkomt te diep ontladen van de aandrijfaccu s. (090038) Weblink ICL7665.pdf Christian Tavernier Zowel bij een home-cinema-installatie als bij een uitgebreide computeropstelling moeten we de diverse apparaten die deel uit maken van deze opstelling vaak in een bepaalde volgorde in- of uitschakelen, of anders wel alles tegelijk aan of uit. Iedere zichzelf respecterende elektronicus kan hiervoor wel een automatisch werkend apparaat realiseren, maar het merendeel van de schema s uit tijdschriften of op internet valt onder de noemer digitaal, dat wil zeggen er wordt gebruik gemaakt van een microprocessor. Hoewel een microprocessor een logische oplossing is voor een dergelijk probleem, is het niet de meest eenvoudige manier om te werk te gaan; men moet namelijk wel de beschikking hebben over apparatuur om dergelijke IC s te kunnen programmeren. Reden voor ons om u een heel andere aanpak te presenteren, we gaan een zeer bekend, goedkoop en alom verkrijgbaar analoog IC gebruiken dat bovendien op geen enkele wijze geprogrammeerd hoeft te worden. De chip die in onze schakeling het denkwerk voor zijn rekening neemt, is namelijk een oudgediende van National Semiconductor, de LM3914, die normaal gesproken gebruikt wordt voor het aansturen van LED-VU-meters. We hoeven niet eens naar het schema te kijken, we weten allemaal wel dat dit IC één analoge ingang heeft en tien uitgangen om LED s aan te sturen. Het IC kan in de dot -modus werken, wat inhoudt dat er maar één LED tegelijk brandt van de tien aanwezige, op basis van de analoge spanning aan de ingang. Maar er is ook een bar -modus mogelijk (dit is de gebruikelijke manier voor VU-meters); hierbij lichten alle LED s na elkaar op, ook weer op basis van de ingangsspanning, en vormen zo een kortere of langere lichtband. Deze laatste modus van de LM3914 gaan we gebruiken, zoals u kunt zien in het schema dat we nu zullen behandelen. Om de op netvoeding werkende apparatuur met onze automaat te kunnen schakelen, hebben we de keuze laten vallen op solidstate-relais, in dit voorbeeld vier. Dit aantal kunt u kleiner of groter maken, met een maximum van tien relais. Omdat de stuuringang van een solid-state-relais uit een LED bestaat, kan deze rechtstreeks door de uitgangen van 231

233 de LM3914 bestuurd worden, deze is daar immers voor ontworpen. Bij het getoonde voorbeeld zijn de relais aangesloten op de uitgangen L2, L4, L6 en L8 omdat we er maar vier gebruiken, maar op basis van het aantal relais dat u wilt gebruiken kunt u natuurlijk een andere indeling kiezen. Weerstand R7 die is aangesloten op pen 7 van de LM3914 bepaalt de stroom die door de LED s aan de uitgangen van de LM3914 loopt. Deze stroom is hier vastgelegd op 20 ma, omdat de gekozen solid-state-relais deze waarde nodig hebben. De ingangsspanning van de LM3914 wordt op pen 5 aangeboden en is dezelfde als op de aansluitingen van condensator C1 en hierin ligt het geheim van deze schakeling. Als we de schakelaar namelijk in de aan -stand zetten, wordt C1 via weerstand R5 langzaam geladen, zodat de LED s aan de uitgangen (en daarmee de solid-state-relais) na elkaar inschakelen naarmate de spanning toeneemt, zodat de apparatuur in de door ons vastgelegde volgorde wordt ingeschakeld. Voor het uitschakelen zetten we de schakelaar in de andere stand, waardoor C1 via R5 ontlaadt en de relais in omgekeerde volgorde afvallen en daarmee dus onze apparatuur uitgeschakeld wordt. Kan het eenvoudiger? Als het tempo waarin de apparatuur wordt ingeschakeld u niet bevalt, hoeft u alleen maar de waarde van R5 te verhogen (voor een langere tijd) of te verlagen (voor een kortere tijd). De schakeling moet gevoed worden met een spanning die tussen 9 en 12 V ligt, maar deze voeding hoeft niet gestabiliseerd te zijn. Een eenvoudige netadapter is dus voldoende, vooropgesteld dat hij genoeg stroom kan leveren om alle relais aan te sturen. De ingestelde stroom is door de waarde van R7 vastgelegd op 20 ma per LED, aan de hand van het aantal relais kunnen we zodoende bepalen hoeveel stroom de adapter moet leveren. Voor het opbouwen van het prototype in het lab hebben we gebruik gemaakt van een S216S02 solid-state-relais van Sharp, dat bijvoorbeeld verkrijgbaar is bij Conrad [1]. Voordelen van dit relais zijn de compacte afmetingen en de hoge schakelstroom (16 A), zodat voor een toepassing op computergebied of in combinatie met een home cinema- 232

234 set geen koellichaam nodig is. Het verbruik van apparatuur in deze categorieën overstijgt normaal gesproken zelden 1 A. De solid-state-relais moeten beschermd worden met een zekering waarvan de waarde afhankelijk is van de belasting van het te schakelen apparaat. U ziet dat over de klemmen van elk relais ook nog een VDR geplaatst is om deze tegen te hoge spanningen te beschermen. Elk willekeurig 250-V AC -type voldoet in deze situatie probleemloos. De waarden van zekering F1 tot en met F4 zijn natuurlijk afhankelijk van de belasting die zij moeten beschermen. De opbouw zal geen noemenswaardige problemen geven, maar gelet op het feit dat de solid-state-relais rechtstreeks met het lichtnet zijn verbonden, moeten ze beslist in een volledig geïsoleerde behuizing ingebouwd worden. De eenvoudigste en veiligste manier bestaat uit de montage van een aantal contactdozen in een behuizing, waarna deze met de schakeling worden verbonden. We eindigen met het beschrijven van de enige beperking die de schakeling kent, maar die in de praktijk gezien het soort apparatuur dat we aansturen niet voor problemen zal zorgen. Het solid-state-relais moet om in geleiding te blijven namelijk een bepaalde minimale houdstroom voeren, die bij de hier gebruikte exemplaren 50 ma bedraagt. Feitelijk komt het er op neer dat een apparaat dat we op onze inschakelautomaat aansluiten, minimaal 50 ma stroom moet trekken, ofwel een belasting moet vormen van 12 VA. (081180) Weblink [1] Ludwig Libertin De hier gepresenteerde tester voor transistoren in een SOT23-behuizing is geïnspireerd door een artikel van Gert Baars uit Elektor november 2005 [1]. Dankzij de toegevoegde mechanica gaat het hier om elektromechanica in de ware zin van het woord. Er zijn voor het fixeren van de transistor geen stroken blik gebruikt, maar een constructie met drie printplaten. Aangezien deze veel minder veerkracht hebben dan de oorspronkelijke stukjes blik, wordt de te testen transistor stevig tegen de contactvlakjes gedrukt met behulp van een stift en een veer uit een afgedankte balpen. Eigenschappen Stand-alone SMD-transistortester Herkent defecte transistoren Maakt onderscheid tussen NPN- en PNPtypen De contactvlakjes zijn verbonden met een tamelijk conventionele transistortester. Zo kan men zonder solderen gemakkelijk testen of de transistor (TUT = Transistor Under Test) nog functioneert. 233

235 Met deze SMD-transistortester kan precies op dezelfde manier worden getest als bij transistoren met aansluitdraden. In de meeste gevallen volstaat het om te testen of een transistor defect is en of het gaat om een NPN- of een PNP-exemplaar. Om daar achter te komen hoeft dus niet per se een externe transistortester te worden aangesloten. Zo gezegd, zo gedaan. Het resultaat is een print die als een soort testvoetje dient voor de TUT en tegelijk de benodigde componenten voor een eenvoudige tester aan boord heeft. De feitelijke schakeling bestaat uit een CD4049 (CMOS hexinverter/buffer) en enkele andere componenten alles 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1=1M R2=1k R3...R4 = 10 k Condensatoren C1 = 220 n C2 = 100 n Halfgeleiders D1,D2 = LED, 3 mm natuurlijk in SMD-uitvoering. De inverters IC1.D en IC1.C vormen samen met R1 en C1 D3,D4 = BAS32 IC1 = 4049 (SO16) Diversen S1 = druktoets met maakcontact 12-V-batterij GP23A Mechanica zoals beschreven Printen (zie tekst) een blokgolfgenerator met een frequentie van ongeveer 2 Hz. Hiermee worden IC1.A en 234

236 IC1.F aangestuurd, die samen wat meer stroom kunnen leveren dan een enkele poort. Dit signaal wordt nog eens geïnverteerd door IC1.B en IC1.E. Zolang geen TUT is aangesloten, zullen de LED s D1 en D2 afwisselend knipperen en aan de basisaansluiting is dan ongeveer de halve voedingsspanning te meten. Als bij een aangesloten TUT ook beide LED s knipperen, dan heeft de transistor vermoedelijk een onderbreking en is hij dus defect. Bij een kortsluiting tussen C en E van de transistor zullen beide LED s donker blijven. Een goed functionerende NPN-transistor geleidt alleen dan wanneer de spanning op de collector hoger is dan aan de emitter. Hierdoor zal D1 telkens worden kortgesloten, waardoor alleen D2 nog knippert. Omgekeerd knippert bij een PNP-transistor alleen nog D1. Omdat de hele schakeling slechts 10 ma gebruikt zolang druktoets S1 is ingedrukt, zal de batterij lang mee gaan. Een 12-V-batterij van het type GP23A is in de mechanische constructie geïntegreerd en deze wordt ingeklemd tussen onder- en bovenprint. Voor een betere bevestiging is op de verticale print (2) nog een stukje kunststof pijp aangebracht. De puntige metalen aandrukstift wordt door een in de bovenste print gesoldeerd messing pijpje gevoerd. Om het nabouwen te vergemakkelijken zijn de printtekeningen via de Elektor-website [2] beschikbaar. Om deze bestanden te gebruiken hoeft geen volledige versie van het programma Sprint-Layout te worden geïnstalleerd, maar kan worden volstaan met een gratis viewer hiervoor. (060267) Weblinks [1] [1] november/smd-soldeerhulp lynkx [2] [3] [3] demos/splan-viewer60.exe Joachim Dombrowa Veel microcontrollerprojecten maken gebruik van een LC-display en vaak hebben ze ook een toetsenbord. Daar zijn veel I/Opennen van de controller voor nodig, die dan voor de rest van de toepassing niet meer te gebruiken zijn. Zo missen we ook de alternatieve functies van die pennen. De hier gepresenteerde schakelingen voor een HD compatibel LCD en een toetsenbord werken met de I 2 C-bus die maar twee I/O-pennen van de controller gebruikt: SCL en SDA. Natuurlijk kunnen beide schakelingen ook samen in één kastje worden gecombineerd en worden aangestuurd via dezelfde datalijnen, zodat een compacte bedieningseenheid ontstaat. Bovendien krijgen we zo een handige module, waarmee afwisselend verschillende controller/toepassingen kunnen worden aangestuurd. Het enige dat nodig is, is dat de 235

237 controller de I 2 C-bus ondersteunt. Dit geldt bijvoorbeeld voor de ATmega88 die in het ATM18-project en op de experimenteerprint voor de Elektor-Bus wordt gebruikt. Het hart van de schakelingen wordt gevormd door de I/O-expander PCF8574 [1]. (Let op! Er zijn twee versies van de PCF8574, die wel dezelfde functionaliteit bieden, maar verschillende I2Cadressen hebben; lees altijd de datasheet goed door!) De poortexpander werkt als slave, de controller is de master. Zoals gebruikelijk bij I2C stuurt de master bij het schrijven eerst het adres van de slave en dan één of meer databytes naar de bus. Het databyte bevat het bitpatroon dat we naar de I/Opennen P0 t/m P7 willen sturen. Het lezen gaat op dezelfde manier. Het databyte geeft dan de toestand van P0...P7 weer. We beginnen met het toetsenbord. De PCF8574 heeft in deze schakeling het adres 42 hex (A0 is high, A1 en A2 zijn low). Het scannen van de toetsen werkt regel voor regel, waarbij de I/O-pennen P0...P2 werken als uitgangen en pennen P4...P7 als ingangen. Achtereenvolgens worden de bitpatronen 1111:1110, 1111:1101 en 1111:1011 uitgevoerd. Na elke uitvoer worden de inputs gelezen en de bovenste vier bits getest. Als bijvoorbeeld het bitpatroon 1111:1110 is uitgevoerd (regel 1) en daarna wordt het bitpatroon 1011:1110 ingelezen, dan is toets 7 ingedrukt. In de schakeling voor de besturing van het LCdisplay heeft de I/O-expander het adres 40 hex. Het display wordt aangestuurd in 4-bits mode. Omdat er geen data worden gelezen van het LC-display, is de besturingslijn R/W vast verbonden met massa. RS (Register Select, 236

238 Listing 1 void LcdPanel_InitEN (byte ndata) { // ndata = Portpins P2,P4..P7 // Bit 3 = 0 (EN=0) Twi_WriteByte(0x40, ndata); AppDelay_10us(50); // Bit 3 = 1 (EN=1) Twi_WriteByte(0x40, ndata 0x08); AppDelay_10us(50); // Bit 3 = 0 (EN=0) Twi_WriteByte(0x40, ndata); AppDelay_10us(50); } Listing 2 void LcdPanel_SendCmd (byte ncmd) { byte nnib; // High-Nibble nnib = ncmd & 0xf0; Twi_WriteByte(0x40, nnib); // Enable-Puls LcdPanel_InitEN(nNib); // Low-Nibble nnib = (ncmd & 0x0f) << 4; Twi_WriteByte(0x40, nnib); // Enable-Puls LcdPanel_InitEN(nNib); } bij commandobytes = 0, bij databytes = 1) wordt bestuurd door poortpen P2. Een dataof commandobyte wordt door de LCD-controller ingelezen bij een neergaande flank op E (poortpen P3). We kunnen deze pen niet onafhankelijk van de andere besturen. We moeten dus de status van een I/O-pen altijd combineren met die van andere pennen en dan het hele bitpatroon verzenden. In listing 1 zien we een stukje C-code om op die manier een enablepuls naar het LC-display te sturen. Het tweede C-fragment stuurt een commandobyte naar het LC-display. Daartoe moet het om te beginnen worden gesplitst in een highnibble en een low-nibble. Zo gaat het ook als een databyte naar het LCdisplay gestuurd moet worden. In dit geval moet ook nog bit 2 in het bitpatroon worden geset om P2 hoog te maken. (110079) Weblink [1] [1] PCF8574.pdf Jürgen Stannieder Zaklantaarns met LED s zijn niet alleen modern, maar bij hetzelfde vermogen als bij het ouderwetse gloeilampje vele malen helderder en daarmee effectiever. Weliswaar komt men met de gebruikelijke witte 5-mm-LED s van 70 mw niet ver, maar er bestaan inmiddels goedkope halfgeleiderexemplaren van 1 W en meer. Wat weerhoudt 237

239 de vindingrijke elektronicus er nog van deze in bestaande zaklampen in te bouwen? Waar veel licht is, is ook schaduw: de negatieve kant van LED s is dat er extra elektronica nodig is, want LED s kunnen niet zonder meer aangesloten worden op een batterij of accu. LED s hebben een lage differentiële weerstand en hebben een gedefinieerde stroom nodig. Dat is gemakkelijk met een serieweerstand op te lossen, maar dan raken we een deel van het rendementsvoordeel van de LED weer kwijt. Bovendien zou dan de helderheid duidelijk afnemen met de ontlading van de accu. De schakeling van deze LED-sturing verhelpt beide problemen: een schakelende regelaar zorgt voor een efficiënte werking en een instelbare stroombron zorgt voor stabiele bedrijfsvoorwaarden van de aangesloten LED. Het hart van de schakeling is de geïntegreerde schakelende regelaar van het type LM2577T-ADJ [1]. Deze instelbare step-upconverter verhoogt de ingangsspanning van 4,8 V naar een uitgangsspanning van V met behulp van opslagspoel L1 en vrijloopdiode D1. De 4,8 V wordt geleverd door vier in serie geschakelde NiMH-accu s, de uitgangsspanning van V is prima geschikt voor drie in serie geschakelde witte LED s. Een helft van dual-opamp IC2 is geschakeld als instelbare stroombron. De andere helft van IC2 zorgt er voor, om een te diepe ontlading te voorkomen, dat de stroombron wordt uitgeschakeld als de spanning van de accu s beneden een instelbare drempelwaarde daalt. Eigenschappen Geschikt voor het voeden van drie 1-W-LEDs met 4,8 V Rendement > 80% Helderheid onafhankelijk van accuspanning Bescherming tegen te diepe ontlading van de accu s De stroombron rond IC2a werkt als volgt. D2 zorgt voor een referentiespanning van 2,7 V. Daardoor kan met P3 een spanning van mv ingesteld worden. IC2a regelt T1 nu zo dat over de vier weerstanden R12...R15 dezelfde spanning staat als op de loper van P3. Met de 0,25 van de parallel geschakelde 1- -weerstanden geeft dit een bereik voor de stroom van bijna nul tot iets meer dan 0,5 A. Bij de typische stroom van 350 ma bij 1-W- LED s staat dan over de weerstanden een spanning van 88 mv. Hoewel de toegepaste opamp LM358 een ingangspanningsbereik heeft tot 0 V, levert de uitgang desalniettemin minstens 0,6 V, waardoor ook als P3 op nul staat nog een paar ma door de LED s zal vloeien. Voor het stoppen van het ontladen vergelijkt IC2b de spanning op P2 met de referentiespanning op D2. Is de spanning op P2 lager, dan wordt de stroombron via D3 een veel te grote stroom voorgespiegeld, waardoor de stroom wordt uitgeschakeld. Omdat de schakeling zelf ook nog een paar ma trekt als de bescherming tegen een te diepe ontlading in werking treedt, is een waarde van 1 V per cel 238

240 een zinnige uitschakelwaarde. P2 moet dus zo ingesteld worden dat de LED s uit gaan als de ingangsspanning lager wordt dan 4 V. Het instelbereik van P2 loopt van circa 3 V tot meer dan 10 V. Het is dus niet per se nodig om vier accu s te gebruiken, maar er kan ook geëxperimenteerd worden met configuraties van drie tot zes cellen. Schakel echter niet meer dan zes accu s in serie, omdat anders de ingangsspanning te groot kan worden en de regeling in gevaar komt doordat er rechtstreeks stroom door K1 en D1 loopt. De step-upfunctie van IC1 gaat er van uit dat de uitgangspanning achter D1 groter is dan de ingangspanning en dat D1 dus normaliter spert. Dan kan de energie die bij het schakelen in L1 is opgeslagen in de vorm van een hogere spanning bij een lagere stroom via D1 naar de buffercondensatoren C5 en C6 worden opgeslagen. Dankzij de hoge schakelfrequentie van rond 52 khz is de resulterende uitgangspanning zeer stabiel en praktisch rimpelvrij. 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1,R3 = 2k2 R2=22k R4,R5,R6 =1k R7,R9 = 100 k R8 = 3M9 R10 = 4k7 R11 = 560 R12,R13,R14,R15 = 1 P1,P2 = 10 k instelpotmeter, klein, liggend P3=5kinstelpotmeter, klein, liggend Condensatoren C1 = 330 n MKT, steek 5/7,5 mm C2=47 /25 V radiaal, steek 2,5 mm, 8,5 mm C3,C4,C9 = 100 n keramisch, steek 5 mm C5,C6 = 470 /16 V radiaal, steek 2,5 mm, 8,5 mm C7=10 /63 V radiaal, steek 2,5 mm, 6,5 mm C8 = 100 p keramisch, steek 5 mm Spoel L1 = 100 H axiaal, voor verticale montage,typen: van Bourns met 0,63 A/0,2 (Digi-Key M8290-ND); B82111EC25 van Epcos met 1 A/0,65 (Farnell ) Halfgeleiders D1 = 1N5822 D2 = 2V7/0W5 D3 = 1N4148 T1 = BD139 IC1 = LM2577T-ADJ (behuizing TO-220-5, rechte pennen, 5-polig) IC2 = LM358 (DIP-8) Diversen K1 = 2-polige printkroonsteen, steek 5 mm S1 = enkelpolige schakelaar BT1 = batterijbehuizing voor 4 NiMH-accu s* 3 1-W-power-LED Print * zie tekst Omdat IC1 de uitgangspanning zo instelt dat op pen 2 precies 1,23 V staat, kan de uitgangspanning bij de aangegeven waarden van R2 en R3 met P1 tussen 3,5 en 19 V worden ingesteld. Een 1-W-LED heeft bij de nominale stroom van 0,35 A een typische doorlaatspanning van 3,25 V. Bij drie LED s in serie wordt dat dus 9,75 V. Telt men daar de spanningen over T1 en R12...R15 bij op, dan is een totaalspanning van ongeveer 10 V voldoende. Hoewel de doorlaatspanning afhankelijk van het desbetreffende exemplaar en fabrikaat tot 4 V kan zijn, is het instelbereik van P1 steeds voldoende. Bij een voedingspanning van 4,8 V en een LED-stroom van 0,35 A werd in het Elektorlab een voedingsstroom van 0,87 A gemeten, wat neerkomt op een brandtijd van meer dan twee uur met de gebruikelijke 2000-mAhaccu s en bovendien een goed rendement van 239

241 meer dan 82 % oplevert. Met vijf accu s (is 5,6 V) gaat het rendement omhoog tot een respectabele 89 %. Het afregelen van de op de print opgebouwde schakeling is eenvoudig: aansluiten op een netvoeding en 4,8 V instellen. Regel vervolgens met drie aangesloten LED s de spanning tussen de anode-aansluiting van K1 en massa met P1 af op 12 V en stel de spanning over R12...R14 met P3 in op 88 mv. Reduceer aansluitend de 12-V-spanning met P1 zo ver dat er nog net 0,35 A (is 88 mv) door de LED s loopt. Dan zijn de verliezen minimaal. Tenslotte wordt P2 zo ingesteld dat de LED s uit gaan als de voedingspanning lager wordt dan 4 V. Wanneer de LED s vervolgens helemaal niet meer branden is P2 eventueel op een te hoge spanning ingesteld. (080585) Weblinks [1] [2] Downloads & Producten Print bestellen en download PDF via Alfred Rosenkränzer Bij gitaarversterkers met eindtrap-ic s zoals de TDA7293 (100 W) of LM3886 (68 W) komt het niet zelden voor dat deze IC s door een te hoge voedingsspanning in standby-modus kapot gaan. De trafo s zijn kennelijk wat te krap gedimensioneerd, zodat het bij een hoge netspanning mis gaat. Immers de netspanning mag bij ons oplopen tot 244 V (230 V +6 %). Omdat het vervangen van de trafo een tamelijk dure grap is, ontwikkelde de auteur een relatief eenvoudige elektronische oplossing voor de bescherming tegen overspanning: een spanningsbegrenzing voor de symmetrische voedingsspanning van de versterker. De schakeling maakt gebruik van het klassieke principe van stabilisatie van de spanning met een zenerdiode aangesloten de basis van een serietransistor. Hier wordt echter in plaats van een bipolaire transistor een vermogens- MOSFET gebruikt. Omdat de schakeling geheel symmetrisch is opgebouwd voor de positieve en negatieve voeding, bespreken we hier alleen het positieve deel. 240

242 De ingangsspanning (maximaal 50 V) staat op de serie geschakelde zenerdioden D1, D2 en D3. De stroom door de zenerdioden wordt door R3 beperkt tot ongeveer 5 ma. De serieschakeling van de zenerdioden heeft het voordeel dat de dissipatie gespreid wordt en door een slimme keuze van de zenerdiode-spanningen is de gewenste totale spanning gemakkelijk te bepalen. De som van de zenerdiodespanningen (in de aangegeven dimensionering 39 V) plus de waarde van de gate-source-spanning moet groter zijn dan de gewenste (begrensde) uitgangsspanning. C1 vlakt de spanning over de zenerdioden nog wat af. De schakeling zorgt zo niet alleen voor een begrenzing van de spanning, maar vermindert ook eventuele rimpel van de voeding. De gate van de HEXFET wordt via R1 aangestuurd. Samen met C4 wordt eventueel oscilleren van de FET tegengegaan. Helemaal zonder belasting is de uitgangsspanning iets groter dan verwacht. Bij een kleine belasting die al door de ruststroom van de eindtrap wordt veroorzaakt daalt de spanning naar de berekende waarde. De schakeling zorgt niet voor een regeling van de uitgangsspanning maar alleen maar een stabilisatie. De opzet in de tak van de negatieve voedingsspanning is identiek op de polariteit van de spanningen na en daarom is daar ook een P- kanaals MOSFET ingezet. Vermeldenswaard is nog dat de gatesourcespanning van deze HEXFET s een relatief grote tolerantie heeft van wel enige volts. Dat kan wat gecompenseerd worden door de zenerdiodespanning en de zenerstroom, maar dat is in de regel niet kritisch omdat het er alleen maar om gaat om een te grote voedingsspanning te vermijden. De HEXFETs moeten voldoende gekoeld worden indien mogelijk door het reeds voorhanden koellichaam van de versterker maar anders kan ook een separaat koellichaam (2,5 K/W is voldoende) worden gebruikt. (110083) Ian Field De hier beschreven schakeling, waarin een flybackconverter op slimme wijze wordt gestuurd door de spanningsval over een weerstand die als stroomsensor fungeert, werd oorspronkelijk ontwikkeld door Andrew Armstrong en gepubliceerd in het Engelse blad ETI Magazine van juli Deze herziene schakeling is vrij eenvoudig. Op het moment dat de spanning wordt aangelegd, vloeit alleen een geringe stroom om condensator C4 op te laden, zodat over R3 te weinig spanning valt om transistor T2 in te schakelen. Via D1 wordt ook C2 vanuit de 6-V-batterij opgeladen en over R1 staat dan voldoende spanning om T1 in te schakelen. Deze sluit de spanning over 241

243 L1 kort, waardoor de stroom door de spoel begint te stijgen. Op een bepaald moment valt door de retourstroom voldoende spanning over R3 om T2 in te schakelen, die de gate-spanning van T1 wegneemt en deze uitschakelt, waarna de flyback- spanning over L1 wordt opgebouwd. De flyback-puls stuurt een stroom door de belasting, zodat de LED s oplichten. Omdat de retourstroom via stroomsensorweerstand R3 loopt, blijft T2 ingeschakeld en T1 uitgeschakeld, zodat de flyback-fase in stand blijft totdat de spoel al zijn energie heeft afgegeven. Condensator C3 zorgt voor een positieve terugkoppeling om de schakeling betrouwbaar te laten oscilleren en de schakelflanken steiler te maken. D1, D2 en C2 vormen een bootstrapschakeling voor de MOSFET-gate. De door de fabrikant opgegeven R DS(on) wordt alleen gegarandeerd voor een V G -niveau van circa 8 V. De gecombineerde V F van vier ultraheldere LED s bedraagt ongeveer 8,8 V en dat is de waarde waarop de uitgangspanning normaliter geklemd wordt. Enkele kanttekeningen bij de gespecificeerde onderdelen. Voor T1 is een N-kanaal-MOSFET aan te bevelen met een zeer lage R DS(on) van 15 m (bij 10 V). De hoge gespecificeerde I D (35 A) van het gebruikte type is niet strikt noodzakelijk. Puristen geven misschien de voorkeur aan Schottky-dioden voor D2 en D4 maar een blik op de technische gegevens van de populaire BAT85 maakt al snel duidelijk dat deze met een T RR van 4 ns niet echt sneller is dan de 1N4148. Het is twijfelachtig of de lagere V F enig merkbaar verschil zou opleveren. Zenerdiode D5 is veiligheidshalve opgenomen voor het geval dat de uitgang onderbroken wordt. De flyback-converter kan in onbelaste toestand respectabele spanningen leveren die de MOSFET moeiteloos kunnen vernielen. Wordt een MOSFET voor een hogere spanning gebruikt, dan zou C4 gemakkelijk ten prooi kunnen vallen aan overmatig hoge spanningen als de LED-keten onderbroken wordt. In het uiteindelijke prototype is voor D5 een 1,3 W/22 V zener gebruikt, maar elke waarde tussen 18 en 24 V is goed. Met vier witte LED s bedraagt de uitgangsspanning ongeveer 13 V. L1 is een zelfinductie van 220 H/0,56 A met een lage gelijkstroomweerstand en 9 mm diameter (Farnell nr ). Gebruik vooral niet de kleine, op weerstanden lijkende zelfinducties met axiale aansluitdraden, die branden na enkele seconden al door. Weerstand R3 is afhankelijk van de LEDconfiguratie. Een stroom van 20 ma is een gebruikelijke waarde voor 5-mm-LED s. Om dit te bereiken is voor vier rode LED s een weerstand van circa 12 nodig; voor vijf rode LED s circa 10 en voor vier witte LED s circa 6,8. Weerstand R4 (1 /1%) is tijdelijk aan de negatieve kant in serie met de LED s opgenomen om de LED-stroom te kunnen meten. Het rendement van de schakeling is afhankelijk van de LED-stroom die tot op zekere hoogte ook de schakelfrequentie bepaalt. Bij het prototype werd bij 10 ma (vier witte LED s) een frequentie van 170 khz gemeten, wat ongeveer het maximum is dat normale elektrolytische condensatoren verdragen. Wordt meer stroom getrokken (bijvoorbeeld drie witte LED s bij 30 ma), dan daalt de schakelfrequentie tot circa 130 khz en stijgt het rendement tot circa 75%. De schakeling is eenvoudig genoeg om hem op een stukje experimenteerprint te monteren en ze kan, afhankelijk van de beschikbare lampbehuizing, als een enkele of als een dubbele schakeling worden uitgevoerd. Een dubbele schakeling past gemakkelijk in een batterijhouder voor twee D-cellen, terwijl een enkelvoudige print maar iets groter is dan een enkele C-cel. Er zijn tal van lampbehuizingen die voor het onderbrengen van de elektronica met de LED s geschikt gemaakt kunnen worden. Meestal moeten naast het gat voor het gloeilampje met een ronde vijl vier uitsparingen worden gevijld, zodat de LED s er ver genoeg door gestoken kunnen worden. Deze kunnen dan met een lijmpistool op hun plaats worden vastgezet. Het kastje met de batterijen kan op verschillende manieren worden bevestigd. De voor 242

244 een familielid gebouwde fietslamp was bestemd voor een fiets met een draadmandje, zodat een kunststof kastje gemakkelijk hieraan te bevestigen was. Maar het is minder eenvoudig om zo n kastje aan een buisframe te bevestigen. Als behuizing voor de schakeling van de auteur fungeert een oude Halfords-lamp, zo n type dat op de gebruikelijke lamphaak past en geen diefstal uitlokt. Het is echter beter om een apart batterijkastje te maken, dat met een gereedschapsklem aan het stuur wordt geklemd. (080702) Petrus Bitbyter In de loop van de tijd zijn er ontelbare ontwerpen van elektronische dobbelstenen verschenen, de één nog slimmer dan de ander. Het bijzondere van deze minidobbelsteen is het minimale aantal componenten: één chipje, één condensator, één drukknopje en zeven LED s. Om het geheel ook klein te houden, heeft de auteur voor zijn prototype SMD s en een miniprintje gebruikt. Wie nog kleiner wil, kan een kleiner printje maken met kleinere LED s. Maar als u deze zogenaamde hagelslag niet ziet zitten, kunt u ook through-hole-componenten en een stukje experimenteerprint gebruiken. Het werk in deze schakeling wordt gedaan door de kleinst bekende microcontroller, de PIC10F200. Bij het aanzetten van de schakeling lijkt er niets te gebeuren, maar bij een druk op de knop verschijnt het eerste getal. Bij een volgende druk op de knop doet de dobbelsteen even zijn ogen dicht (om na te denken) en produceert dan het volgende getal. Er moet wel enige tijd verlopen tussen twee opeenvolgende keren drukken. Wordt er te snel weer gedrukt dan reageert de dobbelsteen niet. Als de knop te lang ingedrukt gehouden wordt, reageert de dobbelsteen op het loslaten van de knop in plaats van op het indrukken. Het programma is tamelijk rechttoe-rechtaan. Met behulp van de ingebouwde timer wordt een klok van ongeveer 1 khz opgewekt. De precieze frequentie is niet van belang, als ze maar stabiel is. De klok stuurt een software-teller die continu van één tot zes telt en dan weer opnieuw begint. Aan het eind van elke klokperiode wordt gekeken of de knop ingedrukt is. Wanneer dit het geval is, wordt de tellerstand van dat moment opgeslagen om als volgende getal gebruikt te worden. Tegelijkertijd worden de LED s uit gezet en worden twee software-timers gestart. De eerste bepaalt de tijd dat de LED s uit blijven. Als deze timer afloopt, wordt het nieuwe getal getoond. De tweede timer be- 243

245 paalt de wachttijd tot een nieuwe druk op de knop. Zolang deze timer niet afgelopen is, wordt er niet op een druk op de knop gereageerd. Als bij het aflopen van deze timer de knop nog (of opnieuw) ingedrukt is, wordt het loslaten van de knop gezien als een opdracht om een nieuw getal te produceren. De voedingsspanning voor de dobbelsteen mag tussen 3,5 en 5 V liggen. Daarvoor kan men drie penlights nemen of een 5-V-voeding met een seriediode. Enig experimenteren kan nodig zijn, omdat de lichtopbrengst sterk afhankelijk is van de eigenschappen van de LED s. De LED s worden hier door middel van multiplexing aangestuurd en branden dus niet continu. De stroom wordt begrensd door de microcontroller. Dit reduceert het aantal componenten, maar maakt de schakeling wel gevoeliger voor veranderingen in de voedingsspanning. (090242) Source- en hex-code voor dit project zijn beschikbaar op onder nr Een print-layout in Eagle-formaat is eveneens te downloaden onder nr Gérard Guiheneuf In de herfst of de lente kan het (warme) weer wel eens aanleiding zijn om uit oogpunt van kostenbesparing het centrale verwarmingssysteem van de woning uit te schakelen en dan voor kortstondige verwarming één of meer elektrische verwarmingselementen te gebruiken. Omdat het energieverbruik van dit soort verwarmingselementen niet te verwaarlozen is, kan het handig zijn dit te beperken door tussen het verwarmingselement en het net een dimmer op te nemen om de energiebehoefte van het apparaat aan banden te leggen. Het schema maakt gebruik van het gouwe ouwe IC NE555, dat een pulsbreedtegemoduleerd signaal (met D=t high / T) met een vaste frequentie levert volgens de formule: 1 f 0, 0654 Hz 0, 693 P1 C6 244

246 De positie van de loper van potentiometer P1 bepaalt de pulsbreedte D van het signaal dat op de uitgang (pen 3) van IC2 beschikbaar is volgens volgende regels: als de loper halverwege het bereik van de potentiometer staat, dan heeft de pulsbreedte-factor D een waarde van 0,5; als de loper op +12-V-niveau staat, is het uitgangssignaal van IC2 nul en D=0; als de loper helemaal naar C6 is gedraaid, levert IC2 een gelijkspanning van ongeveer 11 V en is D=1. Via transistor T1 stuurt IC2 twee optocouplers met geïntegreerde triac-drivers van het type MOC3021 (IC3 en IC4) aan, die de isolerende verbinding vormen tussen het stuurgedeelte en het vermogensgedeelte van de schakeling. Iedere optocoupler stuurt een vermogenstriac aan (TRI1 en TRI2). De twee triacs zijn parallel geschakeld, waardoor de voeding voor het verwarmingselement (R L ) verdeeld wordt: de ene triac neemt het positieve deel voor zijn rekening en de andere triac het negatieve deel. De dimensionering van de triacs (nominale stroomsterkte: 16 A) en de parallelschakeling alsmede de wisselende aansturing zijn bedoeld om opwarming van de twee triacs te voorkomen, waardoor de koellichamen bescheiden van afmetingen kunnen zijn. In de praktijk is gebleken dat deze oplossing voor een lichte opwarming van de koellichamen zorgt als de dimmer op vol vermogen werkt (pulsbreedte factord=1)eneenkachel met een vermogen van 2000 W aanstuurt. Wat betreft het opgenomen vermogen van het verwarmingselement dat op de dimmer is aangesloten, is de volgende eenvoudige formule van toepassing: W P t D waarin: W: opgenomen vermogen in KWh; P: nominaal vermogen van het verwarmingselement in watt (W); t: inschakelduur van de kachel/dimmer combinatie in uren (h); D: pulsbreedteverhouding ingesteld met potentiometer P1 Voorbeeld: voor een pulsbreedteverhouding D van 0,5 en een inschakelduur van één uur levert dit voor een verwarmingselement van 2000 W een verbruik op van 1 kwh. (110185) Weblink [1] Wilfried Wätzig Het project Sweep-generator in Elektor 4/2008 met een SX28 microcontroller van Parallax heeft de schrijver er toe aangezet een vergelijkbare generator met een ATmega48 te ontwikkelen. Daarbij is gebleken dat de schakeling met de ATmega vrijwel even goed presteert als met die met de SX28. Een belangrijke grootheid voor het vergelijken van beide schakelingen is de DDSfrequentie (Direct Digital Synthesis) van het opgewekte sinussignaal. De waarden ontlopen elkaar niet veel. SX28: 50 [MHz]/28 [perioden] = 1,78 MHz ATmega48: 25 [MHz]/18 [perioden] = 1,39 MHz De ATmega48 in de schakeling is met 25 MHz enigszins overgeklokt. Hoewel volgens de 245

247 246

248 Technische gegevens Modus sweep-generator Frequentiebereiken: Hz / Hz Logaritmische schaal met telkens 256 waarden (iedere 0,2 resp. 0,4 ms wordt de frequentie door wijzigen van het faseincrement omgeschakeld). Uitgangssignalen in de modus sweepgenerator: sinusfunctie marker-frequentie (blokpuls) marker-positiepuls triggerpuls bij start frequentie-sweep Modus digitale sinusgenerator Frequentie-instelling in hertz via toetsenbord Invoer: * = begin van cijferreeks cijfer(s) # = einde van cijferreeks; start sinusgenerator Uitgangssignalen in modus sinusgenerator: sinussignaal (0..4,5 V tt ) frequentie/markerpuls (blokpuls) technische gegevens maximaal 20 MHz is toegestaan, traden tijdens continubedrijf geen functionele stroringen op. Een andere belangrijke component in de schakeling is de D/A-converter (DAC) aan de D-poort van de controller. Deze is uitgevoerd als R-2R-netwerk en hij levert bij een klokfrequentie van 1,39 MHz een vrijwel sinusvormige uitgangsspanning. De waarden zijn afkomstig uit een opgeslagen tabel. Een passief laagdoorlaatfilter (Butterworthfilter, 6e orde) met een grensfrequentie van 500 khz dient om het sinusvormige uitgangssignaal vooral bij hogere frequenties te filteren. Een belangrijk bedieningselement is het 12- voudige telefoontoetsenblok. In de modus sweep-generator dienen de toetsrijen (1-2-3), (4-5-6), (7-8-9) en (*-0-#) als functietoetsen voor de sturing van de markerfrequentie (omhoog/omlaag en snel-omhoog/snel-omlaag). In de modus sinusgenerator wordt de gewenste frequentie in hertz direct ingesteld vanaf het toetsenbord. Het bruikbare frequentiebereik loopt ongeveer van 10 Hz tot 500 khz. Een frequentie van bijvoorbeeld 12 khz wordt op het toetsenveld ingetoetst als *12000#. Voor een zuiver sinusvormig signaal wordt in de modus sinusgenerator de timer-interrupt uitgeschakeld, zodat de DDS-lus ongestoord wordt afgewerkt. Na indrukken van een toets wordt de timer weer ingeschakeld met PCINT (Pin Change Interrupt), zodat een nieuwe cijferreeks kan worden ingevoerd. De sinusfrequentie is kristalnauwkeurig en wordt derhalve bepaald door de kwaliteit van het 25-MHzkristal. Als gevolg van afrondings- Schakelaarfuncties S1...S3 open gesloten S1 (sweep-bereik) 50 Hz...15 khz 100 Hz khz S2 (sweep-snelheid) 0,2 ms 0,4 ms S3 (sinus / sweep) sinusgenerator sweepgenerator 247

249 fouten bij het berekenen van de DDS-faseincrementwaarde kunnen echter afwijkingen in de absolute frequentie optreden. De waarden van het faseverschil voor de DDSfrequenties zijn vastgelegd in een tabel: freq 2 cycli DDS waarde 24 fosc voor freq = 2 k, k = Aan de hand hiervan wordt de feitelijke DDSwaarde als 24-bits waarde berekend. De belangrijkste eigenschappen zijn samengevat in het kader Technische gegevens. De functies van de schakelaars S1...S3 zijn vermeld in de tabel. De digitale uitgangen aan PORTB zijn door weerstanden tegen kortsluiting beschermd. De amplitude van het sinusvormige uitgangssignaal is met P1 instelbaar tussen 0 en 4,5 V tt. Voor het programmeren van de ATmega48 beschikt de schakeling over een 10-polige ISP-programmeerinterface. De firmware het programma Digiwobsin werd in assembly geschreven met het Atmel-ontwikkelsysteem AVRstudio-4 (V4.14). De projectbestanden (broncode en hex-bestand) kunnen worden gedownload van nl [1]. Het zipbestand bevat ook een screenshot dat de fuse-instellingen van de controller in AVRstudio laat zien. Als alternatief voor zelf programmeren is in de Elektor-Shop ook een kant en klare geprogrammeerde controller verkrijgbaar. (080577) Weblink [1] Jürgen Okroy (D) Als de positieve flank van een inschakelsignaal (bijvoorbeeld voor een 12-V-claxonrelais) gebruikt moet worden in een digitaal systeem, dan is dat vaak niet zonder meer mogelijk. Systemen die werken met logische niveaus stellen gedefinieerde eisen aan de vorm van de signalen en de RS-flipflop die gewoonlijk gebruikt wordt voor het ontdenderen van een schakelsignaal, onderdrukt niet met absolute zekerheid alle storingen. Als er dan ook nog eens geen 5-V-hulpspanning is voor de ontdenderschakeling, dan is een 555- timer-ic heel geschikt voor verbetering van het signaal. De getoonde schakeling onderdrukt het eerste begin van de positieve flank van het signaal enige milliseconden, afhankelijk van de waarde van condensator C1. Daardoor wordt het kritieke storingsgevoelige gedeelte uitgevlakt. Bij een waarde van C1 = 1 F is dat ongeveer 2 ms en bij 2,2 F ongeveer 4 ms. Verder wordt bij het omlaag gaan van het signaal naar 0 V ook de steilheid in het onderste gedeelte van de achterflank verbeterd, zodat de vorm van het signaal een ideale rechthoek benadert. (100252) 248

250 Christian Tavernier De stormachtige ontwikkelingen op het gebied van platte beeldschermen en HDtelevisie hebben er toe geleid dat veel oudere televisies met een kathodestraalbuis, die nog prima werkten, een voortijdig einde vonden op de zolder terwijl ze nog goed van pas zouden komen als extra toestel op bijvoorbeeld een logeerkamer of in een hobbyruimte. De moderne LCD-televisies waar hier sprake van is, zijn rijkelijk voorzien van ingangen zoals een digitale DVI- of HDMI-ingang en analoge ingangen op S-Video-niveau. Hun commerciele broertjes met een kathodestraalbuis, zoals die tot enkele jaren geleden nog op de markt werden gebracht, beschikten vaak alleen maar over een composiet-ingang, rechtstreeks of via de SCART-aansluiting. Om toch gebruik te kunnen maken van deze oudere toestellen en het recycle-proces uit te stellen, hebben we het volgende bedacht: we bouwen een heel eenvoudige converter met maar twee transistoren, zodat u elk S-Video-signaal om kunt zetten naar een composiet-videosignaal en op deze wijze misschien het leven van uw oude buistelevisie kunt verlengen. De afkorting S-Video betekent Separate Video (en dus niet zoals vaak gedacht super video) en bij deze video-overdrachtsmethode worden de kleurinformatie (chrominantie) en helderheidsinformatie (luminantie), die de basis vormen van ieder kleurenvideosignaal, gescheiden getransporteerd. Bij composietvideo daarentegen worden deze twee signalen gemengd en verstuurd over één enkele verbinding, met als gevolg interferentie, wat zich vertaalt in een slechter beeld. Gelukkig zijn de bestanddelen van een S-Videosignaal, of het nu de SECAM, PAL of NTSC standaard betreft, praktisch gelijk aan de desbetreffende delen van het composiet-signaal van de bewuste standaard. Het moet dus relatief eenvoudig zijn om deze te mengen opdat we het composiet-videosignaal verkrijgen waar onze oude televisie mee uit de voeten kan. Een correcte combinatie van deze twee 249

251 signalen wordt verkregen onder voorwaarde dat de kleurinformatie tweemaal zwakker is dan de helderheidsinformatie. In het schema is te zien dat de signalen binnenkomen op de twee (genormaliseerde) pennen van de 4-pens mini-din-connector (ook wel Ushiden-connector geheten) die normaliter voor S-Video toegepast wordt. Weerstanden R1 en R2 zorgen voor de juiste afsluitimpedantie van 75. Vervolgens vindt met behulp van R3, R4 en P1 de menging van de signalen plaats; met P1 kunnen de niveaus van de twee bestanddelen nauwkeurig afgesteld worden. 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1,R2,R11 = 75 R3,R7,R8 = 470 R4 = 560 R5=27k R6=10k R9,R10 = 150 Condensatoren C1,C3 = 100 n C2,C4,C8 = 470 /25 V C5=10n C6=10 /25 V C7 = 220 n De twee transistoren die dan volgen zijn ingesteld als een breedbandversterker waarvan de verhouding van R8 en R9 de versterking op een vaste waarde van 3 instelt. Het mengen van de ingangssignalen heeft namelijk tot gevolg dat de amplitude van het videosignaal door 1,5 gedeeld wordt, terwijl de weerstand die voor de juiste uitgangsimpedantie zorgt, de amplitude nogmaals door twee deelt. Dit leidt tot een verlies van 2 1,5 en dat komt precies overeen met de ingestelde versterking. Door zo te werk te gaan, wordt de amplitude van het videosignaal dat door de converter gaat, niet gewijzigd. Het composiet-videosignaal is beschikbaar na weerstand R11 met een impedantie van 75, zodat de schakeling ook de juiste impedantie heeft voor de ingang van het apparaat waar het op wordt aangesloten. Vergeet ook niet aan de in- en uitgang de parallel geplaatste condensatoren C1 en C2 respectievelijk C3 en C4 die zorgen voor een zo goed mogelijke overdracht van de videosignalen. Het gebied Halfgeleiders D1 = 1N4004 T1 = 2N2222A T2 = 2N2907A IC1 = 7805 Diversen 4-polige mini-din-connector, female cinch-connector (geel) voedingsconnector dat deze signalen bestrijken, loopt namelijk van enkele tientallen Hz tot meerdere MHz. Voor een werking zonder hinderlijke veranderingen in kleur of helderheid moet de schakeling gevoed worden uit een gestabiliseerde voeding. In deze schakeling neemt een klassieke driebenige regelaar van 5 V deze taak op zich. We kunnen dus gebruik maken van een eenvoudige netadapter die een spanning van V levert bij een honderdtal ma. Diode D1 beschermt de schakeling tegen het abusievelijk verkeerd aansluiten van de voedingsspanning. Het bouwen van deze schakeling levert geen enkel probleem op en kan worden uitgevoerd op de door ons ontworpen print [1] of op een stukje gaatjesprint met draadjes. In beide gevallen raden we aan, vanwege de hoge frequenties van de videosignalen, epoxy basismateriaal te gebruiken. 250

252 Als u wilt dat de aansluitingen van de converter gestandaardiseerd zijn, moet u aan de ingang een 4 polige female mini-din-connector plaatsen en aan de uitgang een female cinchconnector (als u in stijl wilt blijven neemt u natuurlijk een gele!). Voor het aansluiten van de netvoeding gebruikt u dan natuurlijk ook een passende connector. De schakeling werkt onmiddellijk en het afregelen beperkt zich tot het zodanig instellen van P1 dat het video-composietsignaal, wat betreft contrast en kleur, op de van zolder gehaalde televisie correct wordt weergegeven. (081179) Weblink [1] Downloads & Producten PCB layout beschikbaar op Burkhard Kainka De eerste schakeling in figuur 1 is een bijzonder eenvoudige LED-flitsschakeling op netspanning met zes kanalen: alle zes LED s flitsen volledig asynchroon, zodat er in totaal een chaotisch beeld ontstaat. De schakeling is met een energieopname van slechts circa 0,2 W een echte spaar(flits-) lamp. Op het internet is een kleine video [1] van de flitser in actie te zien. In de schakeling maken we gebruik van de NPN-multivibratorschakeling die op bladzijde 269 van deze uitgave wordt beschreven. Elk van de zes in serie geschakelde NPN-multivibrators krijgt dezelfde laadstroom. De grootte van de elco s beinvloedt de flitsfrequentie en de helderheid. Bovendien flitst de schakeling langzamer als voor laadweerstand R1 een grotere waarde dan 100 k wordt genomen of als er een extra weerstand in serie 1 2 wordt geschakeld (in de toevoerleiding van de schakeling). Een nadeel van de schakeling is het levensgevaar vanwege het feit dat de schakeling recht- 251

253 streeks is verbonden met het lichtnet van 230 V. Daardoor is het levensgevaarlijk om delen van de schakeling aan te raken. En daarom is het absoluut noodzakelijk om de hele schakeling in een goed geïsoleerde kunststof behuizing onder te brengen, zodat ze niet aangeraakt kan worden. Ook is een kabeldoorvoer met trekontlasting nodig (zie de veiligheidspagina onder [2]). Om dergelijke gevaren te vermijden is in figuur 2 een versie van de schakeling te zien voor voeding vanuit een lage spanning tussen 12 en 24 V. De NPN-mulitivibrators zijn hier allemaal parallel aan de voeding geschakeld. Men kan op deze manier ook langere flitsketens maken. (110193) Weblinks [1] [1] bkelektronik#p/u/6/lqr-ytf3b9u [2] Christian Tavernier Fervente ATB-rijders die in staat zijn een soldeerbout te hanteren, kunnen met behulp van dit project hun rijtuig van een muzikale elektronische bel voorzien. Deze schakeling levert een veel mooier geluid dan een eenvoudige fietsbel, u zult merken dat veel voorbijgangers verrast reageren op de geluiden die uw fiets produceert. Om dit te bereiken, is gebruik gemaakt van het SAE800-IC dat in principe ontworpen is voor het opwekken van melodietjes van een elektrische gong bij de voordeur van een woonhuis. Er zijn maar weinig extra onderdelen nodig en de schakeling werkt op iedere spanning tussen 2,8 en 18 V. Met een zo goed als lege batterij werkt de schakeling dus ook nog, al gaat dit wel ten koste van het geleverde geluidsniveau. Het geluidsniveau is vrij belangrijk in deze schakeling en daarom kan het vermogen tussen bepaalde grenzen met P1 ingesteld worden. Schakelaar S1 is alleen nodig als u echt het uiterste uit de batterij wilt halen. Maar ook zonder S1 is de schakeling al erg zuinig. Wanneer de schakeling niet geactiveerd is door een druk op S2 schakelt deze automatisch over naar de slaapstand, wat resulteert in een stroomverbruik van slechts enkele A s. IC1 kan drie verschillende tonen produceren, die kunnen worden gekozen door het activeren van de ingangen E1, E2 of beide. Omdat dit laatste het mooiste geluid oplevert, namelijk een combinatie van 440 Hz, 550 Hz en 660 Hz, hebben we dit ingesteld door middel van de dioden D1 en D2. In een tijdsbestek van ongeveer 7 s horen we de elkaar overlappende tonen in sterkte afnemen.u kunt eenvoudig een ander geluid kiezen door alleen D1 of D2 aan te sluiten. De opbouw zal zeker geen probleem geven, wel moet de schakeling in een waterdichte 252

254 kunststof behuizing ondergebracht worden ter bescherming tegen regen en vocht. Vocht is ook de reden om een luidspreker te kiezen met een kunststof membraan in plaats van een exemplaar met een traditioneel papieren membraan. Voor schakelaar S1, alleen indien toegepast natuurlijk, en voor drukknop S2 nemen we liefst ook een (spat)waterdichte uitvoering. Er zijn exemplaren in de handel met een rubber kapje die voor ons doel prima geschikt zijn. (091070) Wolfgang Papke, Ton Giesberts Goedkope walkie-talkies (beter bekend onder de naam PMR-portofoons) zijn te koop voor enkele tientjes en deze mogen zonder vergunning worden gebruikt. Gezien de lage prijs kan zo n setje prima worden ingezet als draadloze babysitter door het toevoegen van enkele externe componenten. Deze worden aangesloten op de meestal aanwezige klinkstekerbus(sen) voor externe luidspreker/microfoon en externe PTT-schakelaar. De portofoon met de extra elektronica en microfoon wordt opgesteld in de te bewaken babykamer. Wanneer men nu de PTT-toets op de andere portofoon circa 1 seconde lang indrukt, produceert de baby -portofoon een reeks tonen waarop de externe elektronica reageert. Deze activeert dan gedurende circa 5 seconden zijn eigen PTTtoets, zodat wordt overgeschakeld op zenden en gedurende die tijd kan men

255 dan via het andere apparaat horen wat de externe microfoon opvangt. In figuur 1 is de schakeling te zien die de auteur voor dit doel heeft ontworpen. Deze is ontwikkeld voor een PMR Tevion 3000 van Aldi. Dit type PMR heeft een gecombineerde klinksteker-aansluiting waarop alle benodigde aansluitingen beschikbaar zijn. De op de PTT-aansluiting aanwezige spanning levert via R3, D1 en C1/C2 de voedingsspanning voor de schakeling. Wanneer de luidsprekeruitgang een serie tonen levert (bij het indrukken van de PTT-toets op de andere portofoon), heeft dit tot gevolg dat T1 in geleiding wordt gestuurd. Hierdoor gaan T2 en T3 eveneens geleiden, zodat de externe microfoon naar massa wordt geschakeld. De stroom die dan door de microfoon loopt, moet voldoende zijn om het PTT-circuit in de portofoon te activeren, zodat deze gaat uitzenden. Als er te weinig stroom door de externe microfoon loopt, kan men hieraan een weerstand (R8) parallel schakelen. Experimenteer eventueel wat met de waarde van R8. Wanneer men gebruik wil maken van de interne microfoon, dan kan in plaats van R8 een draadbrug worden geplaatst. Wanneer de portofoon overschakelt op zenden, zal de ingebouwde versterker geen signaal meer leveren en gaat T1 weer sperren. Aangezien elco C3 inmiddels is opgeladen, zullen T2 en T3 echter nog een aantal seconden blijven geleiden totdat C3 grotendeels ontladen is via R4. In het Elektor-lab is een eenvoudiger versie met dezelfde functionaliteit (figuur 2) ontworpen voor gebruik met een goedkope PMR-set die bij Conrad te krijgen is (PMRportofoonset Active van Pocket Comm, bestelnr ). Deze portofoons hebben aparte klinkstekerbussen voor LS/Mic en PTT. Bij een oproep wordt een serie tonen geproduceerd die wordt gebruikt om T1 via R3 in geleiding te brengen. Door T1 wordt de PTTfunctie geactiveerd en de microfoonversterker ingeschakeld. Het is niet alleen het audiosignaal dat gebruikt wordt, maar ook de DC-offset bij inschakelen van het interne eindtrapje. Het aansturen van zowel de interne als externe luidspreker gaat namelijk via een uitgangselco van 100 F. Bij een oproep laadt deze zich op via R3 en de basis-emitter van T1. Om te voorkomen dat de uitgangselco bij veelvuldig inschakelen van de portofoon geladen blijft en de DC-offset met het audiosignaal dan niet meer voldoende is om T1 in geleiding te brengen, is D1 antiparallel aan de basis-emitter van T1 geschakeld, waarover de uitgangselco zich dan voor een deel kan ontladen. Om voor een minimum activeringstijd te zorgen wordt ook nog via de microfoonspanning voor een extra basisstroom gezorgd. Dit gebeurt door elco C1 via R1 op te laden. Via R2/D1 en de microfoon is er na uitschakelen ook weer een ontlaadcircuit. C2 zorgt er voor dat de schakeling niet reageert op stoorpulsen. Zoals in het tweede schema is te zien, wordt hier gebruik gemaakt van twee connectors, een 2,5-mm-jackplug voor een externe headset en een 3,5-mm-steker voor de PTT-functie. Deze aansluitingen gelden alleen voor de door ons gebruikte portofoonset. Controleer bij andere typen portofoons eerst de aansluitgegevens van de aanwezige connectoren, voordat u de schakeling daarop aansluit. Let bij het gebruik van de schakeling als babyfoon op de gevoeligheid van de toegepaste microfoon. In ons geval bleek de microfoon relatief ongevoelig te zijn. Waarschijnlijk is de microfoonversterker gedimensioneerd voor een stem dicht bij de PMR-unit. Bij gebruik als babyfoon zal de schakeling dus dicht bij de baby geplaatst moeten worden. (080701) Weblink [1] 254

256 Gert Baars Met een beetje handigheid is het mogelijk om een weegschaal te maken die gebruik maakt van een servo. Afhankelijk van het type servo kan direct tot een kilo of 5 gewogen worden met redelijke nauwkeurigheid. 1 Wanneer het principe van een servo nader wordt bekeken (figuur 1a), is te zien dat het simpel gezegd een regellus betreft waarbij de motorstand via een potmeter omgezet wordt in een spanning die vergeleken wordt met de spanning uit een PWM-omzetter. Aan de hand van die informatie wordt de motor zo verdraaid dat de gewenste positie overeenkomt met de gemeten positie (U1 = U2). Zoals figuur 1b laat zien, is voor het servoweegschaal-principe alleen maar een blokgolfoscillator nodig die een constante frequentie van ongeveer 50 Hz levert met een constante duty-cycle van ongeveer 10 %. Hiermee staat de stand van de motor-as in principe vast ingesteld. Wanneer in deze situatie geprobeerd wordt om mechanisch de motoras te verdraaien grijpt de regellus van de servo in en deze stuurt de motor zo aan dat de poging tot verdraaien wordt tegengewerkt. De motor moet dus een tegengestelde kracht leveren en dat kost vermogen, waardoor de stroom door de servo toeneemt. Deze stroom kan bij bijvoorbeeld een type RS-2 servo oplopen tot wel 1 A, terwijl de stroom in rust niet meer bedraagt dan enkele tientallen milliampères. Wanneer aan de motor-as nu een arm wordt bevestigd met daaraan een (weeg-)plateau en in de voedingslijn een ampèremeter wordt opgenomen, dan ontstaat zo een elektronische weegschaal. De weegschaal kan geijkt worden met een referentiegewicht, waarbij de armlengte zo wordt bepaald dat bij 1 kilo bijvoorbeeld 0,5 A stroom loopt. Twee kilo zal dan ongeveer 1 A vergen, enzovoort. Het is ook mogelijk de weegschaal van een spanningsuitgang te voorzien door te meten over een weerstand die in serie met de massaaansluiting van de servo is opgenomen (figuur 1c). Deze spanning is niet nul zonder gewicht, vanwege het eigen gebruik van de servo zonder belasting, maar ze is klein ten opzichte 255

257 van die bij enige belasting. Met bijvoorbeeld een meetversterker kan deze offset natuurlijk wel gecompenseerd worden. De nauwkeurigheid neemt dan toe en er kan zelfs aan een digitale uitlezing worden gedacht. 2 In figuur 2 is een eenvoudige uitgewerkte versie met PWM-oscillator en analoge uitlezing te zien. Met behulp van de twee potmeters kan men de offset en het weegbereik instellen. De lengte van de weegarm betekent een vermenigvuldiging van de torsie op de servo ten gevolge van het gewicht. Een verdubbeling van deze lengte betekent een halvering van het weegbereik en dus een dubbele nauwkeurigheid, maar ook een grotere nul-offset ten gevolge van het gewicht van de weegarm. Een armlengte van circa 10 cm blijkt in de praktijk een goed compromis te zijn. (090086) Weblink [1] Claus Torstrick Een nauwkeurige tijdbasis van een seconde is dikwijls nodig in de dagelijkse elektronicapraktijk. Nu kun je zoiets natuurlijk maken met een microcontroller, een kristal en een beetje software, maar nog voordeliger en eenvoudiger kun je het recyclen uit een afgedankt kwartshorloge. De auteur heeft een aantal van dergelijke klokjes onderzocht, het aandrijfprincipe was steeds hetzelfde: er wordt een stroompje door een magneetspoel gestuurd waarvan de richting elke seconde omdraait. Bij de module in de figuur stond de spoel over de pennen Pulse1 en Pulse2. In rust liggen beide pennen aan de voedingsspanning. De elektronica trekt beurtelings een van beide pootjes gedurende ongeveer 25 ms naar massa. Met slechts vijf componenten erbij is het doel bereikt (zie schema). Wanneer een van beide 256

258 Pulse-pootjes aan massa ligt, geleidt de corresponderende PNP-transistor. Zo verschijnt er elke seconde een mooi smal pulsje uit de uitgang, dat zich heel goed leent voor het aansturen van een digitale schakeling. De auteur heeft dit toegepast als tijdbasis voor een datalogger, met prima resultaat. Hoewel het horloge oorspronkelijk op 1,5 V werkte, loopt het geheel ook heel goed op een 3-V-lithiumcel. En dat al drie maanden lang, zonder problemen op die ene knoopcel. (090522) Steffen Graf Met de BQ24002 van TI kan men zeer eenvoudig een kleine lader voor enkele Li-Ion-cellen maken. Omdat het IC ook in een SSOP20- behuizing verkrijgbaar, is kan het nog zonder speciale hulpmiddelen gesoldeerd worden. Losse cellen zijn inmiddels ook bij postorderbedrijven verkrijgbaar. Cellen uit gebruikte (defecte) notebook-accu s zijn duidelijk goedkoper. Meestal zijn er maar een paar cellen defect en de andere zijn nog goed en meestal nog lang bruikbaar. Voor alle apparatuur met een voedingsspanning van 3,3 V is een enkele cel voldoende en levert deze gewoonlijk een lange gebruiksperiode. Omdat de laadscha- 257

259 Eigenschappen Voor losse Li-Ion-cellen. Geschikt voor alle lithiumcellen met een laadeindspanning van 4,1 of 4,2 V (lithium-kobalt, lithium-mangaan en LiPo) Omschakelbaar tussen een laadeindspanning van 4,1 en 4,2 V Voedingsspanning mag liggen tussen 4,5 en 10 V (afhankelijk van de laadstroom!) Laadstroom maximaal 1,2 A Laadstroom via shunt instelbaar Lineair geregelde laadschakeling Precharge-functie voor diepontladen cellen Laadstatus wordt aangegeven met twee LED s Twee behuizingen: SSOP20 en QFN keling aan 5 V voldoende heeft, kan hij gewoon op een USB-poort aangesloten worden of op een andere 5-V-voeding. Het laadproces begint met een kleine voorlaadstroom. Na het bereiken van een voldoende hoge celspanning, wordt overgeschakeld naar een constante laadstroom totdat het laadproces de eindspanning heeft bereikt. Dan wordt overgegaan op een constante spanning. De lader is geschikt voor cellen met een laad-eindspanning van 4,1 of 4,2 V. Het instellen op 4,1 of 4,2 V gebeurt met JP1 (pen 9 aan massa = 4,1 V, pen 9 aan V CC = 4,2 V). Het is belangrijk dat de maximaal toegelaten spanning voor de individuele cellen bij het laden niet overschreden wordt. De door de fabrikant aangegeven waarde is hierbij bepalend. De laadstroom wordt door de shuntweerstand aan de ingang (R1) bepaald en bewaakt. Een waarde van 0,1 geeft een laadstroom I L van1a(i L = 0,1 V/R1). Opdat de dissipatie van het IC niet overschreden wordt, mag de voedingsspanning bij deze stroom niet groter zijn dan 5,3 V. Bij een laadstroom van 0,5 A (R1 = 0,2 ) mag de voedingsspanning niet groter worden dan 7,6 V. De schakeling beschikt over een laadtijdbeperking en bewaakt de temperatuur van de cel. De maximale laadtijd wordt met JP2 ingesteld. Is er geen jumper geplaatst, dan wordt het laden in ieder geval na drie uur beëindigd, dus ook als de accu de eindspanning voor het laden nog niet heeft bereikt. Wanneer pen 13 van het IC met V CC verbonden is, dan wordt er na vier en een half uur uitgeschakeld, is pen 13 met massa verbonden, dan worden het zes uur. Na het bereiken van de eindspanning voor het laden wordt het laden natuurlijk voor de ingestelde tijd beëindigd. De laadtoestand is aan de LED s af te lezen. De rode LED (D1) brandt tijdens het laden en knippert als er een fout wordt ontdekt. Als de cel meer dan 90% opgeladen is gaat de rode LED uit en brandt de groene LED. Pen 7 (APG/THM) is de ingang van een venstercomparator met een onderdrempel van 0,56 V en een bovengrenswaarde van 1,5 V. Is de spanning op deze pen groter dan 1,5 V of lager dan 0,56 V, dan ziet het IC dat als een fout en wordt het laadproces onderbroken. Alleen als de spanning op pen 7 tussen 0,56 V en 1,5 V ligt kan er geladen worden. Deze venstercomparator is bedoeld voor het in de gaten houden van de voedingsspanning van het IC of de temperatuur van de lithiumcel. In de afgebeelde schakeling wordt de ingang gebruikt voor het in de gaten houden van de temperatuur. De spanning op pen 7 wordt bepaald door de spanningsdeler (R2/R3/NTC). Op pen 12 (CR) staat een referentiespanning van 2,85 V. De NTC die op K2 is aangesloten voor de bewaking van de temperatuur van de lithiumcel ligt parallel aan R3. Om laden mogelijk te maken, moet de NTC (respectievelijk de spanningsdeler inclusief NTC) zo gedimensioneerd worden, dat op pen 7 bij de maximale en minimale waarde van de toegelaten celtemperatuur de spanning binnen de drempelwaardes van de venstercomparator (0,56 V/1,5 V) ligt. Bij de aangegeven dimensionering van R2 en R3 is laden mogelijk zolang de weerstand van de NTC tussen 4k8 (bovenste temperatuurgrens) en 26k6 (onderste temperatuurgrens) ligt. Met een standaard 10-k-NTC (bijvoorbeeld Vishay ) wordt het laadproces bij celtemperaturen hoger dan 43 C en lager dan circa 5 C beëindigd. Bij een 12-k-NTC uit dezelfde reeks is dat 48 C, wat overeenkomt met de dimensionering van de EVM (Evaluation Module) van TI [1]. 258

260 Voor de berekening van de spanningsdeler in samenhang met de NTC-karakteristiek, vindt u in de datasheet [2] de formules of u maakt gebruik van de TempSense Designer Software [3]. Deze heeft een grafische gebruikersinterface en biedt nog wat extra mogelijkheden. (080286) Weblinks [1] [2] [2] slus462e.pdf [3] [3] bq24002.html Heino Peters Met de komst van digitale televisie is het vaak nodig een aparte ontvanger te gebruiken. Als je meerdere TV s in huis hebt moet je dan voor iedere TV een eigen digitale ontvanger (met abonnement) aanschaffen. De hier beschreven oplossing zorgt er voor dat je op twee (of meer) plaatsen in huis TV kunt kijken via één digitale ontvanger, terwijl die digitale ontvanger ook op beide locaties kan worden bediend. De schakeling die hiervoor nodig is wordt gevoed vanuit de tweede TV (zie figuur 1). 1 2 Voor de verbinding is een 4- aderige afgeschermde kabel tussen de digitale ontvanger en het tweede TV-toestel nodig (bijvoorbeeld Conradbestelnr ). Twee afgeschermde aders worden gebruikt voor het geluid (audio-l en audio-r) van de ontvanger naar de tweede TV, één ader voor het videosignaal en één ader voor het overbrengen van het infrarood signaal van de afstandsbediening die je gebruikt bij de tweede TV naar de ontvanger die bij de eerste TV staat opgesteld. Het infrarode oog van de tweede TV vangt het signaal op van de afstandsbedie- 259

261 ning die bij de digitale ontvanger hoort en stuurt dit via een kleine schakeling naar een IR-LED die op het infrarood oog van de digitale ontvanger bij de eerste TV is gericht. Het is voor deze opzet wel handig een tweede (programmeerbare) afstandsbediening aan te schaffen, zodat je niet steeds de originele afstandsbediening van de digitale ontvanger hoeft mee te slepen naar de tweede TV. 3 4 De meeste digitale ontvangers zijn voorzien van twee SCART-aansluitingen voor het aansluiten van de TV en de videorecorder. De tweede SCART-connector kunnen we prima gebruiken voor de signalen naar de tweede TV (zie aansluitgegevens in figuur 3). Is deze al bezet, dan kunt u natuurlijk ook de eventueel aanwezige cinch-bussen voor video- en audiosignalen gebruiken. De schakeling die nodig is om het ontvangen infrarood signaal bij de tweede TV om te zetten naar een nieuw signaal voor de infrarood LED bij de digitale ontvanger is in figuur 2 afgebeeld. Het infrarood signaal van de afstandsbediening is opgebouwd uit pulstreintjes van gemoduleerd infrarood licht. Hiervoor wordt een modulatiefrequentie gebruikt die per merk varieert van 30 tot 56 khz (B&O gebruikt zelfs 455 khz). In de praktijk komen frequenties van khz het meest voor. De modulatiefrequentie van een infrarood oog is meestal in het typenummer verwerkt: zo is de TSOP1736 gevoelig voor IR-licht dat gemoduleerd is op 36 khz, de TSOP1738 voor 38 khz, enzovoort. Figuur 4 toont een aantal IR-ontvangers met hun aansluitgegevens. Een infrarood oog is ook voldoende gevoelig voor andere frequenties die daarbij in de buurt liggen. We gaan bij onze schakeling daarom uit van een modulatiefrequentie van 38 khz en dekken zo het hele bereik van 36 tot 40 khz af. De IRontvanger demoduleert het infrarood signaal. Dit signaal dient als input voor onze schakeling die hier weer een nieuw gemoduleerd signaal van maakt voor de IR-LED die bij de digitale ontvanger wordt geplaatst. De auteur heeft zijn tweede TV opengeschroefd (pas op met eventuele hoogspanning in het apparaat!) om de ingebouwde IRontvanger te gebruiken en hier tevens de voeding voor de modulatieschakeling van af te leiden. Maar u kunt de schakeling ook voorzien van een eigen IR-ontvanger en een losse (netsteker-)voeding. Het uitgangssignaal van de IR-ontvanger wordt gebruikt voor het activeren van een astabiele multivibrator die is opgebouwd rond de bekende 555. De datalijn van het IR-oog is hoog in rust en laag als er een gemoduleerd IR-signaal binnenkomt. Aangezien de RESETingang van de 555 reageert op een actief laag signaal, is met R2, T1 en R3 een inverter gebouwd. Met P1, R1 en C1 stellen we de modulatiefrequentie voor IR-LED D2 in op ongeveer 38 khz. D1 zorgt ervoor dat de dutycycle van het uitgangssignaal kleiner is dan 50%, iets dat zonder deze diode niet haalbaar is. De stijgtijd van de oscillator op de threshold-ingang van de 555 wordt bepaald door P1 en C1, de daaltijd door R1 en C1. De verhouding tussen P1 en R1 bepaalt de dutycycle die hier ongeveer 30% is. Bij een voedings- 260

262 spanning van 5 V staat instelpotmeter P1 op 1 k, maar bij een lagere voedingsspanning moet deze waarde verlaagd worden naar ongeveer 500. Gebruik indien mogelijk een scoop om de oscillator af te regelen op 38 khz (periodetijd 26,3 s). Voor een testsignaal op de uitgang van de 555 verbinden we de ingang van de schakeling tijdelijk met massa. IR-LED D2 plaatst u zo voor de digitale ontvanger dat deze schijnt op het infrarood oog hiervan. Gebruik de mantel van de vierde afgeschermde ader van de kabel tussen de ontvanger en TV2 voor de negatieve aansluiting van D2. R4 is gedimensioneerd voor een stroom van circa 100 ma door de IR-LED. Bij gebruik van een voedingsspanning van 3,3 V moet R4 worden verlaagd tot 3,3. Deze schakeling kunt u ook gebruiken om via een afstandsbediening audio- en videoapparatuur te bedienen die in een gesloten kast staat. (090077) Weblinks [1] Ken Barry Met deze schakeling kunnen interessante en aantrekkelijke lichteffecten worden gemaakt met alleen een cluster rode en groene LED s. Eén effect is heen en weer van rood naar groen en vervolgens beide kleuren tegelijk aan. Behalve de triple LED s (Rapid Electro- 261

263 nics # voor groen, # voor rood) zijn alle onderdelen goedkoop en gemakkelijk te vinden, waarschijnlijk zelfs in uw losse-onderdelendoos. De waarden van de netwerken R3/C3, R4/C4 en R5/C5 bepalen de lengte van het knipperen. Met de gegeven waarden is dit ongeveer 18 seconden met een interval van 0,5 s. Rood en groen hebben niet dezelfde lichtintensiteit (in millicandela), vandaar dat D1 en D2 siliciumdioden en D3 en D4 germaniumdioden zijn, met als alternatief voor de laatste Schottky-dioden (BAT82) omdat de spanningsval daarover ook laag is, ongeveer 0,3 V. Voor Ge-dioden zijn de OA91, OA85 of AA119 nog wel te vinden. Wanneer D1 en D2 worden weggelaten, zijn groen en rood apart feller dan wanneer ze tegelijk branden. MOSFET T2 zet beide LED-bundels tegelijk aan met ruwweg dezelfde helderheid. In het display zit een geïntegreerde LDR die de helderheid automatisch aanpast aan het omgevingslicht. De schakeling leent zich heel goed voor experimenten en aanpassingen. Zo bepaalt bijvoorbeeld C1 de knipperfrequentie, en zorgt de verbinding tussen de R-ingang (reset) en O3-uitgang voor een pauze na de laatste flits of dat die er niet is als je die verbinding weglaat. Zeer kleurrijke en levendige effecten zijn te bereiken met driekleuren-led s met gemeenschappelijke anode. Het stroomverbruik van de schakeling hangt grotendeels af van de gekozen LED s. Met de genoemde LED s is dit circa 70 ma bij 6 V. (090458) Erhard Stark Wie een modelspoorbaan heeft en graag aandacht besteedt aan fraaie details, kan een realistisch laslicht zo nu en dan wel gebruiken. Met dit project laten we zien dat je daarvoor behalve een microcontroller en de juiste software eigenlijk niet veel nodig hebt. In deze schakeling zorgt een PIC10F200 microprocessor ervoor dat LED s D1 en D2 oplichten met verschillende frequenties en verschoven in de tijd ten opzichte van elkaar. Om er voor te zorgen dat het zo goed mogelijk op een laslicht lijkt, moeten beide LED s dicht bij elkaar worden gemonteerd. Het aanen uitgaan van de laselektrode wordt nagebootst met korte onderbrekingen van het flikkeren. Om het laslicht uit te schakelen moet ofwel de voedingsspanning eraf worden gehaald, ofwel pen 8 (GP3) met massa worden verbonden. Dit laatste is makkelijk te doen met een jumper op J1. Met geopende jumper is het laslicht actief. De software voor de microcontroller is gratis te downloaden via [1]. De configuratie van de PIC is geïntegreerd in de ASM-file, maar kan ook handmatig worden gedaan door alle configuratiebits op 0 te zetten. (110085) Weblink [1] 262

264 Ton Smits Met dit ontwerp is het mogelijk om een (lamellen-)gordijn open en dicht te laten gaan met behulp van een schakelklok. Hiervoor wordt aan het bedieningsgedeelte van het gordijn een elektromotor met vertraging gemonteerd. De schakeling is ideaal bij afwezigheid, bijvoorbeeld in de vakantie, om het huis toch een bewoonde indruk te geven. De constructie werkt al enkele jaren probleemloos bij de auteur op een aantal ramen met lamellengordijnen. Het oorspronkelijke ontwerp was een eenvoudige relaisschakeling met drukknoppen voor open en dicht en reed-relais als eindschakelaars. Voor de aandrijving is een kleine DC-motor met vertragingskastje en poelie gebruikt (alles van Conrad). Later is dit gemodificeerd om automatisch te werken op een schakelklok. Deze klok bedient een klein 230-V AC -relais met wisselcontact. Dankzij de twee timers stopt de motor na een aantal seconden als door een mechanisch defect een reed-relais wordt gemist. 263

265 De werking van de schakeling in figuur 1 is als volgt: in ruststand zijn relais RE1...RE3 onbekrachtigd en draait de motor uiteraard niet. Gordijn open Als de schakelklok het 230-V-relais RE3 van spanning voorziet, wordt de spanning op knooppunt C1/R1 hoog IC1 krijgt dan een triggerpuls op pen 2 van de 555, waarna de uitgang van IC1 (pen 3) hoog wordt en Re1 wordt bekrachtigd, met als gevolg dat de motor gaat draaien. Als de magneet reed-contact S1 ( OPEN ) bereikt, zal de 555 gereset worden. Mocht om een of andere reden de reedswitch niet schakelen, dan zal na het verstrijken van de monoflop-tijd (= 1,1 R C = circa 5 s) van de 555 het relais alsnog afvallen. Gordijn dicht De schakelklok laat Re3 afvallen, waardoor de andere 555-timer (IC2) via R5/C4 een triggerpuls ontvangt. De motor gaat nu in de andere richting draaien. Verder is de werking gelijk aan wat hierboven beschreven is onder Gordijn open. De dioden D2 en D5 voorkomen dat de uitgangen van de 555 s negatief kunnen worden getrokken bij het uitschakelen van de relais, wat anders tot foutsituaties van de timers kan leiden. De onderdelen van de aandrijving zijn allemaal van de firma Conrad [2]: een motor met vertraging (type RB35, bestelnr ) en een poelie (V-snaar schijf, bestelnr ) op de uitgaande as. Over de poelie is een rubber O-ring gelegd om voldoende frictie te krijgen met de aandrijfketting van het lamellengordijn. De magneet voor de bekrachtiging van de reed-contacten is een rond exemplaar met een gat in het midden (bestelnr ), waar het kettinkje van het lamellengordijn doorheen gaat. (090150) Weblinks [1] [2] Hugo Stiers Deze tester geeft door middel van een LED aan of een inductieve sensor een signaal levert. Hij kan worden gebruikt voor het testen van inductieve sensoren van het ABS en EBS in auto s, op nokkenas en vliegwiel van motoren, enzovoort. De schakeling is opgebouwd rond een dualopamp van het type LM358. Het zwakke signaal afkomstig van de sensor (bij langzaam draaien van het wiel) is een wisselspanning. De negatieve periodehelft hiervan wordt 820 maal versterkt door de eerste opamp, die hier als inverterende versterker is geschakeld. De tweede opamp is als comparator geschakeld en zorgt ervoor dat de rode LED regelmatig knippert. Om de kwaliteit van het sensorsignaal te beoordelen moet men heel langzaam met het 264

266 wiel draaien. Als de rode LED knippert wil dat zeggen dat de sensor een signaal levert en dat ook de afstand van de sensor ten opzichte van het poolwiel (tandwiel) correct is ingesteld. Wanneer de afstand (luchtspleet) te groot is, zal de sensor bij langzaam draaien geen signaal afgeven en de LED dus gedoofd blijven, maar bij sneller draaien zal de LED wel gaan knipperen. Onregelmatigheden bij het knipperen kunnen worden veroorzaakt door vervuiling van de sensor of beschadiging van het poolwiel (tandwiel). Als we een scoop aansluiten over de LED (bij draaiende motor) zien we een blokspanning met een patroon volgens de tanden van het tandwiel, waarbij de frequentie gelijk is aan de frequentie van het wisselspanningssignaal dat de sensor levert. Men kan met deze tester ook de polariteit van de aansluitdraden controleren. Maak daartoe de sensor los en verwijder hem van een metalen voorwerp. De LED gaat tijdens die beweging aan of uit. Als de aansluitdraden nu worden verwisseld, moet de LED bij dezelfde beweging van de sensor precies het omgekeerde doen. De schakeling is uitvoerig in verschillende werkplaatsen op diverse voertuigen getest en werkt probleemloos. De auteur heeft de tester ook aangesloten op sensoren bij draaiende motoren, zoals de nokkenas- en vliegwielsensoren bij een Volvo-truck (D13 A motor). Bij de nokkenassensor knippert de LED bij starttoerental, wanneer de motor eenmaal draait zien we de LED niet meer knipperen vanwege de hoge knipperfrequentie. (090316) Weblinks [1] Clemens Valens Op internet zijn voor weinig geld resistieve touchscreens te koop als reserve-onderdeel voor de Nintendo DS. Tijdens het ontwerp van de Scepter was er al het idee om deze van zo n touchscreen te kunnen voorzien en dat is ook de reden waarom er tussen de connectoren K6 en K7 ruimte is gelaten om de aansluitdraden langs te voeren. Tijdens het ontwerp van een microcontrollerkaart worden veel dingen bedacht, maar in de praktijk wordt niet altijd alles uitgevoerd. Zo was een van de onderwerpen die in de planning stonden een bibliotheek om de Scepter op Arduino-manier te kunnen programmeren, dat wil zeggen met een sketch, een loop en herconfigureerbare pins (in-/uitgangen). Waarom dan nu geen twee vliegen in één klap slaan en het touchscreen op Arduino-manier programmeren? Wel, dat is precies wat we hier gaan doen. Een resistief touchscreen bestaat uit twee potentiometers X en Y waarvan de plaats van de lopers wordt bepaald door de plaats waar op het scherm wordt gedrukt. Eén voor één worden de potmeters van spanning voorzien en wordt de spanning op de loper gemeten. Er zijn maar twee metingen X en Y nodig om de plaats (x,y) te bepalen waar op het scherm wordt gedrukt. In de praktijk heeft elke potmeter twee loperaansluitingen, dat zijn namelijk de contacten van de andere potmeter. Als er spanning op potmeter X wordt gezet, wordt de spanning op één van de contacten van de andere potmeter gemeten, en omgekeerd. De poorten die potmeters X en Y besturen wisselen dus bij het aansturen van zo n scherm steeds van 265

267 rol. De ene keer zijn het uitgangen om een spanning op de potmeter te zetten en de andere keer zijn het analoge ingangen om spanning te meten. Om een touchscreen te kunnen besturen met slechts vier poorten moeten dit dus herconfigureerbare poorten zijn. Bij de Scepter is er rekening mee gehouden dat voor de aansluiting van een touchscreen de poorten P0.13, P0.15, P0.21 en P0.22 worden gebruikt, die ook de A/D-converters AD1.4 tot AD1.7 bevatten. De aansluiting van het scherm op de Scepter is niet moeilijk. U kunt de speciale miniatuurconnector van de Nintendo DS gebruiken (te vinden op het internet), maar het is ook mogelijk om draden direct op de flatcable van het scherm te solderen na eerst de beschermlaag van het brede gedeelte van de flatcable af te krabben. En dan nu het programmeren op Arduinomanier. Om te beginnen hebben we de beschikbare poorten van de Scepter omgenummerd naar pins, 45 in totaal. Vervolgens is een tabel opgesteld waarin voor elke pin wordt aangegeven welke functies die pin kan hebben. Zo kan bijvoorbeeld PIN4 worden gebruikt als digitale ingang, digitale uitgang, analoge uitgang (een echte!) en analoge ingang. In het programma kan nu met pinmode (PIN37,OUTPUT) een digitale uitgang worden gedeclareerd en daarna kan PIN37 als digitale uitgang worden gebruikt. Met de functie digitalwrite(pin37,high) kan PIN37 hoog worden gemaakt, en met de functie digitalwrite(pin37,low) wordt deze laag gemaakt. Voor het analoge gedeelte wordt zoals bij Arduino een pin analoge ingang of analoge uitgang (alleen als dat mogelijk is) en vervolgens kan deze worden gelezen of kan ernaar worden geschreven. Besturen van het aanraakscherm is nu simpel: 266

268 pinmode(pin2,input); pinmode(pin1,output); pinmode(pin29,output); digitalwrite(pin29,high); digitalwrite(pin1,low); waarde = analogread(pin33); // Y0 wordt digitale ingang // X0 wordt digitale uitgang // X1 wordt digitale uitgang // X1 wordt 'hoog' // X0 wordt 'laag' // Lees de spanning op 'loper' Y1 Herhaal vervolgens deze instructies, maar dan met PIN1 verwisseld met PIN2, en PIN29 met PIN33 om de andere coördinaat te krijgen. Merk op dat hoewel er maar één analoge ingang wordt gelezen (Y1), de andere pin van de potmeter van het scherm moet worden afgeschakeld om de meting niet te beïnvloeden. Dit gebeurt door deze als digitale ingang te declareren. Analoge uitgangen à la Arduino, dat wil zeggen PWM-uitgangen op 490 Hz, worden op dezelfde manier gerealiseerd. Om als een Arduino met een PC te communiceren gebruiken we de functies Serial_begin, Serial_write en Serial_write_int. Het verschil in notatie ten opzichte van Arduino komt door het feit dat de Arduinobibliotheek voor de Scepter in C is geprogrammeerd en niet in C++. Om een Arduino-sketch te simuleren wordt eerst vanuit main de functie setup aangeroepen en vervolgens roept main regelmatig vanuit een eindeloze lus de functie loop aan. In het bestandsketch.c [1] is te zien dat het resultaat vrijwel overeenkomt met een echte Arduino-sketch. De broncode (app_touchpad) en de bijgewerkte Scepter-bibliotheek zijn te downloaden van [1]. (100609) Weblink [1] Lars Krüger Veel elektronici hebben wel een paar 12-Vloodaccu s (meestal gasdicht gesloten exemplaren) die in goede conditie gehouden moeten worden. Een simpele oplossing hiervoor is een kleine niet-gestabiliseerde netstekervoeding van 15 V. Dat leidt echter vaak tot overlading door de (te) hoge open spanning. Dat is te verhelpen door een kleine maar nauwkeurige serieregelaar te gebruiken. Deze heeft maar zes onderdelen nodig en kan zonder koeling rechtstreeks tussen de netstekervoeding en de accu geschakeld worden (zie schema). De schakeling is voldoende kortsluitvast (minstens 10 s) en heeft een geringe spanningsval van typisch 1 V over de collectoremitter-aansluiting van de transistor. 267

269 Als spanningsbron voldoet een netstekervoeding van ongeveer 12 tot 15 V en maximaal 0,5 A. Met een koellichaam voor T1 en een kleinere waarde voor R1 is de schakeling ook voor grotere stromen te gebruiken. (090014) Weblink Martin Louw Kristoffersen Spreek over buizenversterkers en menig ontwerper denkt direct moedeloos aan een bruikbare uitgangstrafo. Dit onderdeel staat voor altijd in de geschiedenisboeken als alleen voor insiders, omvangrijk en duur omdat het voor een specifieke buisopstelling en specifiek uitgangsvermogen ontworpen en gemaakt is. Er bestaan dikke boeken over uitgangstrafo s voor buizen en er zijn goeroes die er lezingen over geven. Met enige concessies aan vervorming (maar veel geld besparend) kan met een schemaconfiguratie bekend als SRPP (Series Regulated Push-Pull) een low-power-buizenversterker worden gebouwd, die geen beruchte uitgangstrafo nodig heeft. SRPP wordt normaal alleen gebruikt voor voorversterkertrappen, waarbij twee triodes worden toegepast in een soort cascadeschakeling. Bij deze schakeling zijn twee EL84 (6BQ5) vermogenspentoden in SRPP-triode-opstelling toegepast. Er is gekozen voor een EL84 omdat hij goedkoop is, overal verkrijgbaar en weinig moeite heeft met een scheve overbelastingssituatie. In dit geval zorgen twee van deze buizen in SRPP-schakeling voor een warme buizensound die tegenwoordig zo gevraagd is. Voordat we de opzet van de schakeling beschrijven, moeten we er nog op wijzen dat het nabouwen van deze versterker alleen wordt aanbevolen voor degenen die al ervaring hebben met het werken met buizen op hoge spanningen, of op advies en assistentie kunnen rekenen van een ouwe rot. 268

270 Voor de veiligheid staan twee zenerdioden in antiserie geschakeld aan de uitgang van de versterker. Deze componenten beschermen de uitgang (dat wil zeggen uw koptelefoon en oren) tegen mogelijke gevaarlijke spanningen bij inschakelen of bij het doorslaan van condensator C3. De voeding is geschikt voor twee kanalen, ofwel een stereo versie van de versterker. De tussen haakjes vermelde componenten- en zekeringwaarden gelden voor een (Amerikaanse) voedingsspanning van 110/120 V. De voeding is conventioneel van opzet, met uitzondering van de 6,3-V-gloeispanning die opgetild wordt tot een niveau van circa +80 V door spanningsdeler R7/R8. Dit is gedaan om te voorkomen dat de maximum kathodegloeidraadspanning die is gespecificeerd voor de EL84 (6CA5) wordt overschreden. R6 is een belastingweerstand die de buffercondensatoren C8 en C9 snel maar gecontroleerd ontlaadt als de versterker uitgeschakeld wordt. Over iedere gelijkrichterdiode D3...D6 is een antiratelcondensator geplaatst. Wanneer we ervan uitgaan dat de buizen in de versterker ruwweg dezelfde emissie hebben, dan zal tussen de anode van V1 en het stuurrooster van V2 de halve spanning van ongeveer +145 V staan. Net zoals bij andere versterkers is het aan te bevelen bij deze SRPP-versterker bij voorkeur nieuwe condensatoren van hoge kwaliteit te gebruiken voor het bereiken van een optimale klankkwaliteit, maar ook voor de veiligheid. (081151) Burkhard Kainka Uit oude theorieboeken herkent u waarschijnlijk vast nog wel het opwekken van een zaagtand met een neonlampje en een condensator. De schakeling in figuur 1 van een simpele relaxatie-oscillator werkt volgens hetzelfde principe maar met een NPNtransistor in plaats van een neonlampje en dat bij een veel lagere spanning. Iedereen kan het zelf uitproberen, het werkt gewoon. Maar waarom? De auteur verklaart de werking van de schakeling als volgt: 1 2 De NPN-transistor heeft bij omgekeerd bedrijf (emitter positief ten opzichte van de collector) tussen de emitter en de collector een negatieve karakteristiek, wat gemakkelijk is te meten. De basis-emitter-diode vertoont bij circa 9 V het bekende avalanche-effect (lawine-effect). Daarbij ontstaan de ladingsdragers in de sperlaag zo snel, dat ze vele andere ladingsdragers ook uit het rooster bevrijden 269

271 kunnen. Het aantal ladingsdragers en daarmee ook de stroom neemt exponentieel toe. Dit effect komt precies overeen met wat in een 9-V-zenerdiode gebeurt. De inwendige weerstand van deze diode is echter nog positief. Daar komt dan nu nog de omgekeerde transistor bij. De emitter en collector wisselen weliswaar hun rol, maar vanwege de principieel symmetrische opbouw werkt de transistor ook omgekeerd. Er kan een kleine stroomversterking van 3 tot 10 gemeten worden. De werking van de transistor berust echter op het feit dat er ladingsdragers door de dunne basis tot in de sperlaag komen. En nu komt de kern van de zaak: juist in deze sperlaag treedt ook het lawine-effect op. Er zijn dus nog meer ladingsdragers die nog meer ladingsdragers uit het rooster bevrijden, een lawine in het kwadraat zogezegd. Als deze lawine eenmaal op gang gekomen is, dan is er nog maar een kleine spanning nodig om het in stand te houden. De collectorstroom versterkt dus het lawine-effect en zorgt voor de negatieve karakteristiek. De ontlaadstroom is krachtig genoeg om een LED te laten branden (zie figuur 2). Daar is dan echter wel een spanning voor nodig die groter is dan 9 V. De schakeling werkt heel goed met twee bijna lege 9-V-batterijen. De LED houdt het heel lang vol en haalt de laatste druppel lading uit de batterijen. De flitsfrequentie neemt daarbij af bij een steeds lager wordende batterijspanning. De laadweerstand werd om mechanische redenen tussen de batterijen gemonteerd om de opbouw te vereenvoudigen. (110195) Michael Gaus Deze schakeling is bedoeld voor iedereen die de straten in het landschap van zijn modelspoorbaan een stukje levendiger en realistischer wil maken: een mobiele verkeerslichtinstallatie zoals die gebruikt wordt bij werkzaamheden aan de weg. Met slechts enkele componentjes kunnen we twee verkeerslichten realistisch aansturen. Elk verkeerslicht bestaat uit drie LED s, rood, geel en groen, die via hun anoden met elkaar verbonden zijn. De armatuurtjes kunt u zelf maken of kant-en-klaar kopen [1]. De aansturing gebeurt door een AVR-microcontroller, een ATtiny13. De software stuurt beide verkeerslichten na elkaar aan via multiplexing. Zodoende kunnen we volstaan met drie voorschakelweerstanden voor de LED s en vijf ingangen op de microcontroller. De verkeerslichten kunnen op twee verschillende manier worden gebruikt. Met jumper 270

272 JP1 doorverbonden loopt de overgang van rood naar groen via geel (of amber) zoals men dat in Duitsland en Engeland gewend is. Met JP1 open volgt na rood direct groen, zoals in Nederland en Frankrijk. Op deze manier zijn twee verschillende volgordes mogelijk. De interne klok van de ATtiny13 wordt gedeeld door acht, waarmee we op een klokfrequentie van 1,2 MHz uitkomen. Het multiplexen komt softwarematig tot stand met een timer-interrupt die elke 5 ms wordt aangeroepen en afwisselend één van beide verkeerslichten met de juiste kleur aanstuurt. We kunnen volstaan met de fabrieksconfiguratie van de fusebits in de ATtiny13, dus opnieuw configureren is niet nodig. De software voor de microcontroller is te downloaden via [2]. De broncode is gemaakt met de CodeVision AVR C-compiler. Deze compiler is gratis verkrijgbaar voor persoonlijk en niet-commercieel gebruik. Meer dan 4 KB code kun je met deze gratis versie niet compileren, maar dat is ruim voldoende voor onze toepassing [3]. (110203) Weblinks [1] artikelnr [2] [3] Christian Tavernier Vooropgesteld dat het elektriciteitsnet niet de bron is van al te sterke storingen, kunnen we stellen dat een netwerk via het stopcontact zeer goed werkt in huishoudens met een enkelfasig elektriciteitsnet. Dit geldt helaas niet voor driefase-netwerken. Als de zender en ontvanger niet op dezelfde fase zijn aangesloten, kunnen ze niet communiceren. De fasen zijn dan wel in het transformatorhuisje gekoppeld, maar omdat de hoogfrequente signalen van de powerline-adapter de kwhmeter niet kunnen passeren, is deze koppeling onbereikbaar en dus nutteloos. In zo n geval moet er dus vóór de kwh-meter (gezien vanuit het thuisnetwerk) een koppeling worden aangebracht. Een dergelijke koppeling is zeer eenvoudig. Het schema is beperkt tot 4 condensatoren die een hoogfrequentverbinding tussen de fasen vormen. De opbouw levert geen moeilijkheden op, maar omwille van de veiligheid moeten de condensatoren beslist X1 modellen zijn, geschikt voor 440 V AC (bijvoorbeeld Farnell ). De zekeringen zijn theoretisch niet noodzakelijk, maar ze geven een extra beveiliging voor het geval dat een condensator stukgaat. De print [1] past in een standaard DIN-rail behuizing. Hierdoor is het mogelijk om de schakeling naadloos te integreren in elk willekeurig, niet al te ouderwets, elektriciteitsnet. De behuizing is een twee modulen brede Boss BE350/605T (Farnell ). De aansluiting op het elektriciteitsnet dient met de nodige voorzichtigheid te gebeuren. 271

273 Vanzelfsprekend sluiten we eerst de stroom af; de schakeling werkt direct. Het enige probleem dat zich kan voordoen, is een situatie waarin de zender van de powerline set verbonden is met fase 3 van het schema. Condensator C3 heeft een fatale invloed op de door de zender opgewekte hoogfrequente signalen. Deze worden namelijk door de condensator kortgesloten. In een dergelijke situatie bestaat de eenvoudigste oplossing uit het losnemen van de verbinding tussen de koppeling en de nul, waardoor de condensator geen deel meer uitmaakt van de schakeling. (081170) Weblink [1] Tony Ruepp Walkmans worden tegenwoordig nauwelijks meer gebruikt. En toch zou het zonde zijn om ze dan maar weg te gooien. De ingebouwde audioversterker is nog heel goed te gebruiken, bijvoorbeeld voor de hier gepresenteerde elektrosmog-detector die geschikt is voor verschillende toepassingen. Lezers die bekend zijn met hoogffrequenttechniek zullen in het schema meteen de twee detector-ontvangers herkennen, die met spoelen en dioden zijn opgebouwd. Deze dienen voor het opvangen en detecteren van hoogfrequente signalen. L2 is een spoel van 4 windingen en is bedoeld voor de hoogste frequenties, de tweede detector vangt de lagere frequenties op. Daarom heeft L1 meer windingen nodig; dit is een HFsmoorspoel van circa 250 H. Deze waarde is niet kritisch, het mag ook best 220 H of 330 H zijn. De uitgangen van beide detectors worden aangesloten op de kabel die vroeger naar de weergavekop van de walkman leidde. Let er daarbij op dat het niet zeker is of de afscherming van deze kabel ook verbonden is met de massa van de versterker. Omdat het een stereoversterker is, kunnen beide kanalen tegelijk gebruikt en beluisterd worden. Op één kanaal van de versterker kan nog een derde spoel worden aangesloten (via C3). De detectiediode wordt in dat geval niet gebruikt. Een geschikte spoel voor L3 is bijvoorbeeld een telefoonadapterspoel. Eventueel kan hier ook een draadantenne worden aangesloten. Dit is bedoeld voor het ontdekken 272

274 van laagfrequente elektrische en magnetische velden (in het hoorbare gebied). Hiermee zal in elk geval een 50-Hz-brom in de koptelefoon te horen zijn. Wat er uiteindelijk precies te horen zal zijn, is moeilijk te voorspellen. Elke plaats heeft zijn eigen unieke stoorsignalen. Met wat oefening moet het mogelijk zijn om individuele storingsbronnen aan hun karakteristieke geluid te herkennen. In totaal kunnen er dus vier verschillende opnemers op de ingangen worden aangesloten: ANT1 (staafantenne van circa 50 cm lang), ANT2 (staafantenne van ongeveer 3,5 cm), ANT3 (draadantenne van circa 1 m lengte voor laagfrequente elektrische velden) en een spoel voor magnetische velden. Tot slot nog twee tips: voor D1 en D2 zijn alleen germaniumdioden geschikt. Siliciumdioden hebben een veel hogere drempelspanning, wat leidt tot een geringere gevoeligheid; de schakeling geeft geen uitsluitsel over de absolute veldsterkte van de ontvangen signalen en zegt ook helemaal niets over de eventuele schadelijkheid van deze signalen. Dit is alleen een instrument voor het opsporen en vergelijken van storingsbronnen. (090151) Sajjad Moosavi Deze schakeling maakt het mogelijk om zelf eenstemmige melodietjes te componeren zoals u het zich misschien nog wel kunt herinneren van de Nokia 3310 mobile telefoon. De schakeling kan worden toegepast als deurbel, extra telefoonbel of als signaalgever bij een alarminstallatie: succes gegarandeerd! Eenstemmige muziek is samengesteld uit muzieknoten met een bepaalde toonhoogte en tijdsduur. De noten kunnen worden geselecteerd uit de tabel op de volgende bladzijde. Om dergelijke muziek gemakkelijk te kunnen samenstellen, heeft Nokia een programmeertaal ontwikkeld met de naam RTTTL (Ringing Tone Text Transfer Language). In de tabel is te zien dat elke noot een andere frequentie heeft, in overeenstemming met de gekozen octaaf. Een octaaf is een natuurlijke muzikale interval die precies overeenkomt met een verdubbeling van de frequentie. Een noot wordt gekozen uit de juiste rij en de juiste kolom, bijvoorbeeld A4 (220 Hz) of A#7 (1864,7 Hz). Twee opeenvolgende noten verschillen in frequentie exact een factor 1,0594 (de 12 e -machtswortel uit twee). De noot E6 (1318,8 Hz) is dus gelijk aan 1,0594 maal 1244,8 Hz (D#6). Behalve de toonhoogte moet bij muziek ook de duur van de toon worden bepaald. Hedendaagse muziek is gecomponeerd in een bepaalde maatsoort en elke noot klinkt gedurende een vaste fractie van de maat (1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16...). In een vierkwartsmaat be- 273

275 Octaaf Noot A 27,5 55,0 110,0 220,0 440,0 880,0 1760,0 3520,0 7040,0 A#/Bb 29,1 58,3 116,5 233,1 466,2 932,4 1864,7 3729,4 7458,9 B 30,9 61,7 123,5 247,0 403,9 987,8 1975,7 3951,3 7902,7 C 32,7 65,4 130,8 261,6 523,3 1046,6 2093,2 4185,5 8372,9 C#/Db 34,6 69,3 138,6 277,2 554,4 1108,8 2217,7 4435,5 8871,1 D 36,7 73,4 146,8 293,7 587,4 1174,8 2349,7 4699,5 9398,9 D#/Eb 38,9 77,8 155,6 311,2 622,4 1244,8 2489,5 4979,1 9958,1 E 41,2 82,4 164,9 329,7 659,4 1318,8 2637,7 5275, ,6 F 43,7 87,3 174,7 349,3 698,7 1397,3 2794,6 5589, ,4 F#/Gb 46,2 92,5 185,1 370,1 740,2 1480,4 2960,8 5921, ,5 G 49,0 98,0 196,1 392,1 784,3 1568,2 3137,1 6274, ,2 G#/Ab 51,9 103,9 207,7 415,5 830,9 1661,9 3323,7 6647, ,8 staat een maat uit vier 1/4-noten die elk een tel duren. Het aantal tellen per minuut kan variëren en wordt het tempo genoemd. Het tempo wordt uitgedrukt in de eenheid BPM (Beats per Minute). Het RTTTL-formaat bestaat uit een reeks karakters die is verdeeld in drie secties: naam, standaardwaarde en data. De naam bestaat slechts uit een begrijpelijk woord waarmee het muziekstukje wordt aangeduid. De sectie standaardwaarde bevat drie waarden, gescheiden door een komma. Hierin worden beschreven: d (duur van de noot), b (het tempo), o (het gekozen octaaf). De sectie data bestaat ook uit een hoeveelheid strings die worden gescheiden door een komma. Elke string beschrijft een tijdsduur, toonhoogte, octaaf en een optionele punt die een verlenging aangeeft van de voorafgaande noot. Bij wijze van voorbeeld staat in het kader de RTTTL-code voor Beethovens bekende muziekstukje Für Elise. Hier is goed te zien dat de code bestaat uit drie delen, gescheiden door een dubbele punt. Het eerste deel bestaat uit de naam van het muziekstukje, hier FurElise, met verontschuldigingen aan Beethovens erfgenamen voor het ontbreken van de umlaut op de letter u. Het tweede deel van de code bevat de standaardwaarden, waarbij d=4 betekent dat elke noot zonder extra aanduiding van tijdsduur een kwart noot is. Hier betekent o=6 dat het middelste octaaf wordt gebruikt en b=125 is een aanduiding voor het tempo (125 BPM). Het derde deel van de code geeft de feitelijke muzieknoten. Elke noot wordt gescheiden met een komma en specificeert een duur, een toonhoogte (in overeenstemming met de eerste kolom van de tabel) en een specificatie van de gebruikte octaaf. Als geen duur en octaaf wordt gespecificeerd, geldt de standaardwaarde. FurElise:d=4,o=6,b=125:8e, 8d#, 8e, 8d#, 8e, 8b5, 8d, 8c, a5, 8p, 8c5, 8e5, 8a5, b5, 8p, 8e5, 8g#5, 8b5, c, p, 8e5, 8e, 8d#, 8e, 8d#, 8e, 8b5, 8d, 8c, a5, 8p, 8c5, 8e5, 8a5, b5, 8p, 8e5, 8c, 8b5, 2a5 274

276 Het schema toont een ATtiny13-microcontroller die is geprogrammeerd om het RTTTLformaat te lezen (met enkele aanpassingen). De controller kan strings opslaan in het EEPROM-geheugen en noten genereren in de vorm van een blokgolf. De frequentie van de noten wordt gelezen uit een tabel die is opgeslagen in het programmageheugen en de tijdsduur van de noten wordt telkens door de software berekend. Alle noten in het gebied van octaaf 3 tot 7 (110 Hz ,7 Hz) kunnen door deze schakeling worden weergegeven. De hier toegepaste microcontroller gebruikt de interne klokoscillator. Poort PB0 fungeert als uitgang voor het muzieksignaal. De hier gebruikte emittervolger laat qua filtering en versterking ruimte voor verbeteringen. En omdat het programma de controller niet echt intensief bezig houdt, kunnen de niet aangesloten I/O-poorten eventueel nog voor andere taken worden gebruikt. Het geheugen van deze controller bedraagt 1 kb, wat voldoende is om ongeveer 20 liedjes op te slaan. Wie dit onvoldoende vindt, kan een microcontroller kiezen met een wat groter geheugen. Voor het programmeren van de microcontroller wordt de volgende procedure gehanteerd: 1 Converteer het gekozen RTTTL-muziekstukje met behulp van de Converter Utility. 2 Compileer daarna het.asm-bestand met een AVR-compiler (zoals de met AVRstudio meegeleverde compiler). 3 Programmeer vervolgens de microcontroller met een geschikte programmer. De in stap 1 gebruikte Converter Utility is te zien in figuur 2. Dit programmaatje is geschreven in Visual Basic en draait op elke Windows-computer. Kopieer of typ hierin de muziekdata en specificeer de klokfrequentie van de microcontroller (hier 9,6 MHz). Klik daarna op Convert. Het muziekstukje wordt nu geconverteerd en het bestand ringtones.inc wordt aangemaakt. Als nu het bestand rtttl.asm wordt gecompileerd met ringtones.inc en AVR-studio zullen de bestanden rtttl.hex en rtttl.eep worden aangemaakt. Deze twee bestandjes kunnen nu met de programmer naar de microcontroller worden gestuurd. (090243) Downloads & Producten Geprogrammeerde controller (speelt alleen Popcorn -song) Software zip (gratis download) ATtiny13 broncode en hex-bestanden Converter -toepassing Steffen Graf De BQ24013 is een gemakkelijk te gebruiken laadregelaar voor lithium-ion- en lithiumpolymeer-accu s. Het is handig dat er al MOSFET s in geïntegreerd zijn die een laadstroom tot 2 A aan kunnen. Dankzij de hoge schakelfrequentie van 1,1 MHz is slechts een kleine spoel nodig. Ten opzichte van een lineair geregelde laadcontroller heeft de schakelende versie een duidelijk hoger rendement. Nog een pluspunt is dat er zowel accupakketten met één cel en met twee cellen (serieschakeling) geladen kunnen worden. Twee LED s geven aan of de accu geladen wordt (D1 brandt) of al vol is (D2 brandt). De stroom kan aangepast worden door de dimensionering van weerstanden [1]. Daarbij worden drie verschillende stroomwaarden gedefinieerd: de 275

277 laadstroom aan het begin (precharge), de laadstroom zelf en de laadstroom aan het eind. Bij de aangegeven waarden is de precharge- stroom 67 ma, de laadstroom 667 ma en de eindstroom weer 67 ma. Natuurlijk zorgt het IC voor een correct laadverloop en let het er ook op dat de maximaal toelaatbare celspanning niet wordt overschreden wat bij lithium-accu s zoals bekend heel belangrijk is. Het is daarom belangrijk dat jumper JP1 alleen voor het laden van twee cellen wordt aangebracht. Bij het laden van een enkele cel mag de jumper niet geplaatst zijn, omdat anders de laadspanning voor een cel veel te hoog wordt er is dan explosie- en brandgevaar! De minimale voedingsspanning V CC voor het laden van een cel is 5 V en voor het laden van twee cellen 9 V. De maximale voedingsspanning van het IC is volgens de datasheet 16 V. Het IC is helaas alleen verkrijgbaar in een QFN20-behuizing en daarom lastig te solderen. Tegenover dit nadeel staat weer het voordeel dat de complete laadschakeling met een laadstroom van 2 A op een printje van 2,5 cm 2 past. Voor het prototype (laadstroom 670 ma) werd voor L1 een spoeltje gekozen van 4,7 H met een inwendige weerstand (DCR) van 82 m en een stroom (DCI) van 1,72 A. Wilt u tot 2 A laden, dan moet de inwendige weerstand minder zijn dan 25 m en de toegestane stroom (DCI) ongeveer 4 A (of hoger). Voor R15 is gekozen voor een SMD-weerstand van 150 m (0805) van Vishay (onder andere bij Farnell verkrijgbaar) en voor C3 is een keramische SMD-filmcondensator genomen met 25 V werkspanning. Let bij het gebruik van een elco op een lage ESR. Een overzicht van de verschillende versies van het IC vindt u op [2]. In het prototype werd een BQ24103A toegepast. (081147) Weblinks [1] [2] [2] bq24103a.html 276

278 A.J. Ribbink De eisen die aan een microfoonvoorversterker worden gesteld, zijn heel anders dan de eisen waaraan een lijnversterker moet voldoen. Bij de eerste zijn vooral een grote versterkingsfactor met een lage ruisbijdrage van belang, terwijl een lijnversterker een veel groter signaal moet kunnen verwerken zonder te vervormen. Een microfooningang heeft een gevoeligheid van enkele millivolts; een lijningang moet enkele volts aankunnen. Meestal wordt hierdoor voor beide typen ingangen een ander type schakeling toegepast. Met de hier beschreven schakeling kan echter gelijktijdig aan beide eisen worden voldaan. Met één potmeter kan zowel de versterkingsfactor als het volume geregeld worden. Een zeer veel voorkomende (audio-)versterker is weergegeven in figuur 1. Bij deze schakeling bepaalt de verhouding tussen terugkoppelweerstand R en R1 de versterkingsfactor volgens R R V 1 R1 Volumeregelaar R P is eigenlijk niet anders dan een spanningsdeler die bestaat uit de delen R3 en R2, waarbij R2 + R3 = R P. Op andere wijze getekend, levert dit het schema in figuur 2. De spanningsdeling volgt de formule R D 2 R2 R3 Versterkingsfactor V en deelfactor D bepalen samen de versterking van het gehele circuit U uit V D U in De uitgangsspanning is zodoende regelbaar door variatie van R1 en/of R2. Door de tegengestelde werking van R1 en R2 een grotere waarde van R1 resulteert in een kleinere uitgangsspanning en een grotere 277

279 waarde van R2 vergroot juist de uitgangsspanning kunnen deze worden samengevoegd zoals in figuur 3 getoond wordt. Hierdoor kan met slechts één potmeter zowel de versterking als het volume worden geregeld. In figuur 3 is R1 nog aanwezig om de maximale versterking te begrenzen. De toegevoegde weerstand R4 heeft twee taken: hij voorkomt eventuele (ongewenste) kortsluiting van de versterkeruitgang en vormt samen met potmeterdeel R3 de spanningsdeler voor de volumeregeling. De schakeling is zowel bij IC s bruikbaar als bij discreet opgebouwde versterkers. De waarde van R4 kan aangepast worden aan de gewenste uitgangsimpedantie en de volumeregelkromme. Wanneer terugregeling tot nul volt aan U uit niet nodig is, kan U uit ook rechtstreeks aan de uitgang van de versterkschakeling worden afgenomen. Een slecht contact van de loper van de potmeter zal niet al te veel gekraak opleveren, omdat R1+RP+R4 parallel geschakeld zijn aan terugkoppelweerstand R. De versterking in geval van slecht contact van de loper wordt dan kleiner, waardoor het gekraak beperkt blijft. In de meeste schakelingen heeft R1 een veel kleinere waarde dan R2. Voor een soepele regeling moet R1 dan ook minder snel van waarde veranderen dan R2. Een (reverse) logaritmische potmeter is dus aan te bevelen. Bij een normale logaritmische potmeter zal bij rechtsom draaien van de pot het volume afnemen! Een reverse log potmeter of een logaritmische schuifpotmeter op zijn kop geplaatst geeft wel een normale, prettige afregeling. Geschikte weerstandswaarden zijn bijvoorbeeld 50k voor R P, 22 k voor R, 56 voor R1 en 220 voor R4. Hierbij is de maximale versterking zo n 360 maal en de minimale versterking zo n 1,5 maal. De condensatoren moeten ten opzichte van R1 en R4 een (veel) lagere impedantie bezitten (bij de laagst weer te geven frequentie). Weerstand R in bepaalt in grote mate de ingangsimpedantie van de schakeling en kan worden aangepast op de te verwachten signaalbronnen. Ontstoringsfilters en/of frequentieafhankelijke netwerken kunnen hier (voorafgaand) aan gekoppeld worden. Frequentieafhankelijke tegenkoppeling is met deze schakeling niet aan te bevelen vanwege de verandering van de RC-component bij volume- en versterkingsveranderingen. (090182) Luc Lemmens Er zijn veel methodes en gereedschappen om de isolatie van elektriciteitsdraad te strippen. Sommigen gebruiken daar hun tanden voor, striptangen zijn er in alle soorten en maten, een schaar, kniptang of scherp mes voldoen ook vaak prima, maar met name bij heel dunne draad laten de meeste tools het afweten: de isolatie wordt alleen maar een stukje uitgerekt of de metalen kern raakt zo beschadigd dat de draad ingekort moet worden om een volgende poging te kunnen wagen. Zowel de vraag als het antwoord voor dit probleem kwamen uit een onverwachte hoek: in de poppenhuizen-/miniaturen-wereld worden minuscule gloeilampjes toegepast met zeer dunne soepele aansluitdraden. De leverancier van deze verlichting verkoopt er ook een stripping tool voor, dat in de elektronica gewoon een krokodillenbek heet! In de labpraktijk worden deze gebruikt als meetklem, of als klemmetje op een zogenaamd derde handje. Ook zijn er zeer goedkope setjes meetkabeltjes verkrijgbaar die 278

280 aan beide uiteinden een krokodillenbekje hebben. Zonder enige aanpassing blijken deze uitermate geschikt te zijn om moeiteloos isolatie te verwijderen zonder de geleider(s) te beschadigen. In dit geval geldt zelfs dat de meest goedkope uitvoeringen het best bruikbaar zijn, de veerkracht moet bij voorkeur zo gering mogelijk zijn. Wel moet de vertanding aan het uiteinde mooi in elkaar grijpen, anders is de klem niet geschikt voor dunne draad. Het gebruik vraagt enige handigheid: leg de draad netjes in de klem en zet met duim en wijsvinger net genoeg druk op de bekjes om de isolatie in te knippen, daarna kunt u de isolatie er af trekken. Afhankelijk van het soort draad en de dikte van de isolatie moet even geëxperimenteerd worden, maar iedereen met een beetje gevoel heeft al gauw de slag te pakken. Natuurlijk zijn we meteen aan het experimenteren geslagen om te kijken of dit gereedschap geschikt is voor andere problematische isolatie. Flatcable is ook een dankbaar en gewillig slachtoffer, zonder noemenswaardige inspanning zijn de individuele aders in no time netjes gestript. Bij sommige 9-V-batterijclips zijn de aansluitdraden nogal stug en is de isolatie dik in verhouding tot de ader vaak ook geen favoriete opgave met gangbare striptools en ook hier levert de krokodillenbek prima werk. Ook al is ze hier niet voor ontworpen, ze voldoet prima als draadstripper! (110283) Ralf Beesner Alles is bij dit project geheel in stijl: deze klokschakeling geeft niet alleen de tijd weer in morsecode, maar laat zich ook volledig bedienen door middel van een morsesleutel! En een wekker zit er ook nog op! Tijdens het ontwikkelen bleek dat een 32- khz-klokkristal en een ATmega met speciale lowpower-clockmode niet per se noodzakelijk zijn. Ook met een standaard kristal van 3,6864 MHz en met een ATtiny45 komt het stroomverbruik in idle-mode op een waarde die geschikt is voor voeding met batterijen. Bij normaal bedrijf is dat ongeveer 0,2 ma, wat per jaar neerkomt op 1,8 Ah. Het kristal moet op de ingangen PB3 en PB4 van de ATtiny45 worden aangesloten. De zoemer komt aan PB0. Voor het streep- en puntcontact houden we zodoende PB1 en PB2 over. Behalve de microcontroller, het kristal, 279

281 de zoemer en beide toetsjes hebben we alleen nog een afvlakcondensator voor de voedingsspanning nodig en een instelpotmeter voor het geluidsniveau. Het kristal is niet voorzien van de belastingcondensatoren ( pf) die in de datasheet worden aangeraden. De oscillator werkt zonder meer, de frequentie is alleen een paar honderd Hertz te hoog. Dat komt echter goed uit, want daardoor loopt de klok iets te snel, wat met software (door het invoegen van een korte wachttijd) heel eenvoudig is te compenseren. De reset-toets is hopelijk zelden nodig. In het prototype is hiervoor microswitch gebruikt, maar in het uiteindelijke schema en in het printontwerp van de auteur [1] is deze uitgevoerd als twee contactvlakjes. De schakeling draait op 3 V, afkomstig van twee AA-batterijen. Het printje is klein genoeg om met twee schroeven aan de achterkant van de batterijhouder te bevestigen. Zoals gezegd is de klok helemaal met morsecode te bedienen. Als de batterijen zijn geplaatst, wordt de tijd 0 uur weergegeven. Het geluid dat elk kwartier klinkt (hierna de gong genoemd) is ingeschakeld. U hebt de beschikking over de volgende commando s:? Help geeft een lijst met commando s; Z tijd instellen; T tijd raadplegen; G gong (slagwerk) aan/uit; C controle: geeft de gongstatus, alarmstatus, enzovoort; M morse-seinsnelheid instellen; W wektijd instellen; A alarm aan/uit; E stop alarm (moet met de punt-toets gebeuren); K correctieseconden instellen van s, waarmee het uur korter wordt De commando s voor het instellen van een tijd verwachten een getal van vier cijfers, achter elkaar ingevoerd zonder wachttijd. De aan/uit-commando s verwachten een 0 of een 1 en de morse-seinsnelheid is in te geven als tweecijferig getal. Zodra getallen in hun geheel zijn ingevoerd, worden ze herhaald. Als er geen cijfers maar andere tekens zijn ingevoerd, wordt RPT van repeat gegeven, in morse. In beide gevallen gaat de klok in idlemode. Dat betekent dat er eerst een commando (opnieuw) moet worden gegeven voordat er een nieuwe waarde kan worden ingevoerd. In de subroutine voor de morse-seinsnelheid wordt gecontroleerd of de opgegeven seinsnelheid binnen realistische grenzen ligt, namelijk tussen 10 en 30 WPM (woorden per minuut). Is dat niet het geval, dan klinkt opnieuw RPT en wordt de seinsnelheid naar 20 WPM gereset, zodat de klok niet onbedienbaar wordt. De huidige software-versie controleert niet of de ingegeven tijdwaarden kloppen. Invoer van bijvoorbeeld 1299 wordt geslikt. Het getal wordt na de invoer herhaald en de gebruiker moet zelf nagaan of het een zinnige waarde is. Alleen als er tijden groter dan 2359 worden ingevoerd, klinkt RPT. Zoals altijd is de broncode van de software gratis te downloaden van de Elektor-webpagina bij dit artikel [1]. Het belangrijkste deel van die software is de interrupt-routine, die één keer per seconde door de timer geactiveerd wordt. Deze verhoogt de secondenteller en rekent deze om in dagminuten. Als er een dag verstreken is (1440 minuten), dan wordt de dag-minutenteller in het hoofdprogramma weer op nul gezet. Het hoofdprogramma roept alleen maar even de tijdberekening en de toetsenscanner op en valt dan tot de eerstvolgende interrupt terug in idle-mode. Om te zorgen dat het klokje toch onmiddellijk reageert als er een toets 280

282 wordt ingedrukt, staan de Pin Change Interrupts voor PB1 en PB2 aan. De power-down-mode kunnen we helaas niet gebruiken als we de microcontroller op een kristal laten draaien. Vrijwel alle functieblokken in de controller worden dan namelijk met één enkele registerwaarde uitgeschakeld. In idle-mode gebruiken de meeste van die functieblokken wel stroom, dus dan moet je ze apart uitschakelen. De auteur heeft daar de registers PRR en DIDR0 voor gebruikt, maar misschien zijn er nog wel meer mogelijkheden om stroom te besparen. (110170) Weblink [1] Ton Giesberts Deze schakeling is een modificatie van de op [1] gevonden schakeling. Het doel van de schakeling is, dat een apparaat op K2 aangesloten, de netspanning voor andere op K3 aangesloten apparaten pas inschakelt als K2 voldoende belast wordt. Zes vermogensdioden in serie met de via K2 aangesloten belasting genereren een spanningsval van ongeveer 2 V wanneer de belasting ingeschakeld wordt. Deze spanning stuurt de triac aan, waardoor de op K3 aangesloten belasting van spanning wordt voorzien. C1 vermindert de storingsgevoeligheid voor spikes. Om vroegtijdig inschakelen door een netfilter, standby-vermogen enzovoort te vermijden, kan de drempel met R1 verhoogd worden. Met 47 zal dit ongeveer 10 W zijn, maar dit is erg afhankelijk van het gedrag van de triac en de vorm van de belastingstroom. Is de stroom niet sinusvormig of R1 te klein, dan triggert de triac later en kan het zijn dat niet de volle netspanning doorgegeven wordt aan K3, een soort dimmertoestand dus. Wees voorzichtig bij het veranderen van de waarde van R1. De hele schakeling is met de netspanning verbonden! Haal alle stekers los voordat er aan de schakeling gewerkt wordt. C2 en R3+R4 vormen een zogenaamd snubber-netwerk dat schakelpieken onderdrukt die bijvoorbeeld door inductieve belastingen worden gegenereerd. We hebben gekozen voor een triac van ST die meer stroom kan verwerken dan de TIC225 uit het originele schema en die toch een redelijke lage triggerstroom heeft. De BTA16-600SW kan 16 A continu verwerken en 160 A piek. Waar goed op gelet moet worden, is het suffix SW. Deze triac valt onder de categorie logic level en heeft een triggerstroom van slechts 10 ma maximaal, symmetrisch voor kwadranten I en III. Dat is bij een TIC225 niet het geval. Staat de triac op het punt te triggeren en is de triggergevoeligheid voor beide kwadranten niet hetzelfde, dan kan het gebeuren dat de triac slechts in één kwadrant triggert. Er ontstaat dan gelijkrichting, wat de 281

283 meeste apparaten niet kunnen verwerken. Op zijn minst zullen dan zekeringen aanspreken. De weerstand in het snubber-netwerk bestaat uit een serieschakeling van twee weerstanden (R3 en R4). Standaard weerstanden zijn vaak niet voor de volle netspanning geschikt. Ook kunnen spikes over langere tijd er voor zorgen dat een weerstand het begeeft en daarmee ook de triac. Let op met de maximale stroom van de belasting. Zonder koeling zal de triac ongeveer 1 A kunnen verwerken, maar wordt dan eigenlijk al te heet. Zorg voor een klein koelplaatje als er duidelijk meer dan een 0,5 A door de triac gaat lopen. De junctie van de triac mag maximaal 125 C worden. In de praktijk is het beter uit te gaan van 70 C, een hogere temperatuur reduceert de levensduur van de halfgeleider. De schakeling is zeer compact en kan wellicht ingebouwd worden in de verdeeldoos. (100390) Weblink [1] [1] gadget-freak/2008/09/ [1] flavio-plugs-intosmart-extens.html Gert Baars De HF-wobbulator met spectrum-analyser uit Elektor oktober 2008 bezit een ontvangeroptie waarmee deze als directe-conversieontvanger kan worden gebruikt. Die ontvanger bezit dan echter een ruisvloer van 80 dbm, terwijl dat eigenlijk 107 dbm zou moeten zijn bij 1 Vgevoeligheid. Voor een goede ontvanger moet dus nog wat bijversterkt worden. Een breedbandversterker levert echter veel extra ruis en zal daardoor niet veel verbetering geven. MOSFET van het type BF982. Deze produceert relatief weinig ruis en levert een grote versterking. De uitgangstrap maakt gebruik van een BFR91A voor wat extra versterking. Voorversterkers waarbij zowel de gate als de drain zijn afgestemd, kampen vaak met terug- Bij wijze van experiment heeft de auteur een selectieve ontvanger ontwikkeld met een bandbreedte van ongeveer 4 MHz. Omdat een versterking van minimaal 35 db nodig is, bestaat de voorversterker uit twee versterkingselementen. De ingangsversterker is opgezet rond een dual-gate 282

284 werking via inwendige capaciteit. Door de drain in dit geval relatief laagohmig te houden wordt dat voorkomen. In het geteste exemplaar zijn de in- en uitgangskring loodrecht op elkaar georiënteerd om inductieve koppeling te vermijden. Ondanks de grote versterking was de versterker zo zelfs zonder afscherming al perfect stabiel. De twee luchtspoelen in de schakeling bestaan beide uit 4 windingen verzilverd koperdraad van 1 mm met een binnendiameter van 6 mm, met een tap op 1 winding. De versterker is in principe bedoeld voor de 2-meter-amateurband, maar is met andere spoelen ook inzetbaar voor bijvoorbeeld de FM-omroepband. FM-detectie wordt bereikt door iets op de flank van het MF-filter af te stemmen. Deze is bij 15 khz offset slechts een paar db lager dan de centrale doorlaatfrequentie, zodat van demping eigenlijk niets merkbaar is. De gemeten gevoeligheid in de 2-meter-band was ongeveer 1 V (6 db). Een goede antenne draagt natuurlijk altijd bij aan de ontvangst. Een breedband (scanner-) buiten-antenne zal goede resultaten geven. Met de wobbulator-ontvangeroptie ontstaat zo een leuke monitor-ontvanger. Door de scanfrequenties van de spectrum-analyser in te stellen op 144 en 146 MHz en te scannen wordt elke uitzending binnen deze band direct zichtbaar. Wanneer een signaal wordt bespeurd is het een kwestie van de scan-stopknop aan te klikken en dan met de rechter muisknop op het signaal in het display te klikken. Daarna schakelt de ontvanger direct over op deze frequentie en kan het signaal beluisterd worden. Vervolgens kan het scannen natuurlijk weer gewoon hervat worden om naar andere signalen te speuren. Voor smalband FM-detectie dient men op het scherm van de ontvanger de radiobutton FMN te kiezen en deze zorgt dan voor de juiste offset voor flankdetectie bij 25 khz bandbreedte. Deze waarde is instelbaar via het setting -menu (default Hz) en kan proefondervindelijk worden gewijzigd voor het beste resultaat. Voor de voeding van de schakeling kan men een 9-V-batterij gebruiken. Het is ook mogelijk de versterker rechtstreeks vanuit de wobbulator te voeden als in de schakeling uitgangscondensator C6 wordt vervangen door een kortsluiting; in het menu options moet dan de optie use probe worden aangevinkt. (090134) Weblinks [1] Wilfried Wätzig Voor het testen van zijn schakelingen had de auteur steeds weer verschillende digitale signalen nodig. Een eenvoudige functiegenerator was niet toereikend. Snel werd deze pulsgenerator met drie uitgangen ontworpen, die verschillende pulsvolgorden met instelbare frequentie kan genereren. Kern van het geheel is een ATtiny13 van Atmel. Deze kleine AVR-controller heeft vijf bruikbare poorten, drie daarvan (PB0, PB1, PB2) worden als uitgang voor de pulsen gebruikt en twee (PB3, PB4) als ingang voor de ADC. Met de drie schakelaars SELECT en het R2R-netwerk (R5, R6, R7, R8, R13, R14) wordt een spanning op PB4 ingesteld, die in het programma de puls-sequentie-modus (0...7) bepaalt. Met de door potentiometer P1 ingestelde spanning op PB3 wordt de frequentie van de pulsen geregeld. Het instelgebied loopt van 290 Hz tot circa 8 khz. 283

285 In de tekening zijn de tijdvolgordediagrammen voor de modi afgebeeld: Modus 0/1: pulsen met variabele frequentie, niet overlappend (positief/geïnverteerd) Modus 2/3: pulsen met variabele frequentie, geheel overlappend (positief/geïnverteerd) Modus 4/5: pulsen met variabele frequentie, deels overlappend (positief/geïnverteerd) Modus 6: 3-bits binaire teller met variabele frequentie Modus 7 is een speciale modus. De uitgangen PB0 en PB1 leveren daarbij PWM- 284

286 signalen met een frequentie van 2300 Hz. Op uitgang PB1 is een PWM-signaal beschikbaar dat cyclisch van % ( ) en terug loopt (zaagtand, frequentie ongeveer 0,5 Hz). Het PWM-signaal op PB0 kan men via ADC3 besturen. Op PB2 staat de puls van TIMER0, hierover direct meer. De firmware voor de mini-pulsgenerator werd met AVR Studio 4 van Atmel in assembler geschreven. Bijzondere waarde werd gehecht aan een snelle code, omdat de opwekking van de uitgangspulsen in de interrupt-routine van TIMER0 plaatsvindt. De pulssequentie wordt met een cyclusteller van opgewekt, de waarden van de drie uitgangssignalen zijn in een als matrix uitgevoerde tabel als functie van de modus (0...6) opgeslagen. De juiste waarde uit de matrix PULS[MODUS, CYCLUS] wordt bij iedere interrupt van TIMER0 uitgelezen en op de uitgangen gezet. De microcontroller ATtiny13 wordt geklokt door de interne RC-oscillator van 4,8 MHz. De fuse-bits moeten als volgt worden ingesteld: FUSES: CKSEL = 0,1 4.8 MHz CKDIV8 = 0 no divide by 8 SUT = 1,0 slow rising power Source- en hexcode kunnen worden gedownload van de Elektor-website, details over het programma vindt u in een readme-file. Wie niet zelf wil programmeren, kan een voorgeprogrammeerde controller onder nummer in de Elektor-shop bestellen ( (090444) Vladimir Mitrovic Voor het testen van een elektronische schakeling bij lage spanning kan een regelbare voeding goed van pas komen. Aangesloten op een voeding van 3 tot 16 volt gelijkspanning levert de schakeling een stabiele uitgangsspanning van 0 tot 1,5 V. Met de multiturn potmeter P1 kan de uitgangsspanning heel nauwkeurig worden ingesteld. De BC uitgangstransistor verhoogt de uitgangsstroom tot ongeveer 200 ma bij een minimale voedingsspanning van 3,5 V. Er moet wel rekening gehouden worden met de dissipatie van de transistor. Neem een wat zwaarder type als dat nodig is. T1 kan ook worden weggelaten en R2 kan worden vervangen door een draadbrugje als 3 ma bij 3 V voldoende is, of 10 ma bij 6 V of ma bij V. Deze waarden zijn de maximale uitgangsstroom van de TLC271-opamp. Zonder T1 is de minimale voedingsspanning 3,0 V. (090421) 285

287 Tuck Choy De uitstekende hybride hoofdtelefoonversterker van Jeff Macaulay met een enkele ECC82/12AU7-buis, gepubliceerd in [1], spoorde de auteur aan enkele wijzigingen aan dit ontwerp uit te voeren, met een extra ingangsvoorversterker als resultaat. Deze werd bewerkt in het Elektor-lab met het hier getoonde resultaat. De originele versterker was ontworpen voor bronnen die een lijnsignaal met een grootte van ongeveer 1 V eff leveren en een uitgangsimpedantie van circa 35 hebben. Helaas schijnen er geen harde internationale standaards te zijn voor hoofdtelefoon-uitgangsniveaus of -impedanties. Bij het aansluiten van enkele betere hoofdtelefoons zoals de AKG type K601 (impedantie 125 ) en K701 (62 ) op een Rega Mira voorversterker (die slechts 600 mv rms aan de uitgang levert) bleek dit te resulteren in een beperkt dynamisch bereik, vooral bij oudere CD-opnamen. De eerste tests met wijzigingen van de BC517-darlington-uitgang van de hoofdtelefoonversterker waren geen succes. De lage anodestroom van de buis maakt deze specialistische versterkertrap noodzakelijk. Iedere poging om de uitgang meer te versterken leek het systeem te veranderen van een buizenversterker in een transistorversterker en het resultaat was niet bemoedigend. Het grootste probleem van de originele hoofdtelefoonversterker is zowel zijn kracht als zwakheid, omdat de unity-gain kathodevolger in de eerste plaats geen enkele spanningsversterking geeft. De goede eigenschappen van de buis komen hier zonder twijfel goed naar voren dankzij de lage anodespanning en daardoor lage ruisen vervormingkarakteristieken. Het schema toont een stereo-versterker ten opzichte van het mono schema van de Specificaties Opwarmtijd: min. 30 minuten Belastingsimpedantie: 33 Voedingsspanning: 12,1 V DC Stroomopname: 235 ma Versterking (33 belasting): 4,5 Max. uitgangsspanning: 730 mv (THD = 3%, clipping waarneembaar) THD + N: 0,13% (1 mw/1 khz/b = 80 khz) S/N: 87 db (ref. 1 mw, B=22kHz) Bandbreedte: 17 Hz...3,5 MHz (bij 1 mw) Uitgangsimpedantie : 2 DC-offset: max. 1 mv (33 belasting) max.3 mv (150 belasting) Meetgegevens Spanningen gemeten t.o.v. systeemmassa T1/T6 basis 0,7 V T2/T7 basis 1,4 V T3/T8 basis 3,8 V T3/T8 emitter 2,8 V ECC82 rooster 4 V T10/T12 emitter 6,2 V T9/T11 basis 0,67 V ECC82 anodes 10 V ECC82 pen 5 9,4 V D2 (over diode) 0,8 V T5 VCE 1,3 V R6/R14 (over component) 6,85 V originele versterker. Het zoeken naar een geschikte ingangsversterker om de spannings- 286

288 versterking een beetje te vergroten leverde uiteindelijk een dubbele BC550C inverterende shunt-feedback-versterker op, met een spanningsversterking van ongeveer 8 maal. Dankzij het feit dat dit een inverterende versterker is, kan enige negatieve terugkoppeling (circa 3%) worden toegepast via 33-k -weerstand R19 (R25). De terugkoppeling veroorzaakt een 80% gelijkspanning van enkele millivolts aan de uitgang van de versterker. De in het kader vermelde specificaties werden verkregen met actieve terugkoppeling. Zonder terugkoppeling voeren de uitgangen geen gelijkspanning. De negatieve terugkoppeling werd heel bruikbaar gevonden, onder andere bij gebruik van de AKG K701, om de performance verder op te voeren. Maar dit is een tamelijk subjectieve aangelegenheid, experimenteer Literatuur [1] Hybride hoofdtelefoonversterker, [1] Elektor juli/aug Downloads & Producten PCB layout download / verkrijgbaar via 287

289 hier het beste zelf mee. Condensator C1 (C6) is zodanig gedimensioneerd dat ook lage frequenties vrijwel onverzwakt worden doorgegeven. In het prototype van de versterker had de ECC82/ 12AU7 ongeveer 15 minuten nodig om op te warmen tot zijn optimale instelling. Dit is het gevolg van de relatief geringe gloeidraadspanning van ongeveer 9,4 V van serieregelaar T4. De functies van T5/C5 en T4 worden in het originele artikel verder uitgediept. Onderdelenlijst Weerstanden R1,R8,R9,R15 = 10 k R2,R4,R10,R12 = 91 k (E96: 90k9) R3,R11 = 15 k R5,R13 = 22 R6,R14,R16,R17,R22,R23 =1k R7=39k R18,R21,R24,R27 = 560 R19,R25 = 33 k R20,R26 = 8k06 Condensatoren C1,C6 = 2 2/100 V, steek 22,5 mm (max mm) C10,C12 = 10 /63 V, steek 22,5 mm (max mm) C2,C7 = 100 n MKT, steek 5 of 7,5 mm C3,C8,C11,C13 = 100 /25 V, steek 2,5 mm, max. 8,5 mm C4,C9 = 2200 µ/25 V, steek 7,5 mm, max. 18 mm C5 = 1000 /25 V, steek 5 mm, max. 10 mm Halfgeleiders D1,D3 = rode LED D2 = 1N4004 T1,T2,T6,T7,T9,T10,T11,T12 = BC550C T3,T5,T8 = BC517 T4 = BD139 Diversen V1 = ECC82 of 12AU7 9-pens ( Noval ) buisvoet voor printmontage, bijvoorbeeld Conrad bestelnr Op het enkelzijdige printontwerp kan men een stereo versterker bouwen. De layout van deze print kan gratis worden gedownload van de Elektorwebsite. De grote koperen vlakken zijn aangebracht om een zo groot mogelijk massavlak te verkrijgen, dat helpt ruis en alle soorten storing zo laag mogelijk te houden. (080310) G. van Zeijts Bij het lezen van een artikel over de magneetzweeftrein [1] zal elke techneut zich afvragen hoe het systeem werkt. Je komt dan tot de ontdekking dat het best een knappe constructie is, die bestaat uit veel magneten en spoelen en een intelligente schakeling om daarmee een trein op te tillen en te laten rijden. Het basisprincipe is echter erg eenvoudig en bestaat uit spoelen die metaal of 288

290 een andere spoel aantrekken of afstoten en daardoor iets verplaatsen. Het leek me leuk om dat principe eens na te bouwen. Voor de mechanische constructie is een doorzichtige nylon buis (inwendige diameter 10 mm) rondgebogen en met een koppeling vrijwel naadloos in een ovaalvorm gezet. Deze ovaalvorm heeft een laag geplaatst deel en een deel dat maximaal 30 mm hoger ligt. In de buis zit een kogel met een diameter van 8 mm. Deze is afkomstig uit een kogellager. Op het lage deel, bijna onderaan, is de startspoel (Holding coil) geplaatst en daar dichtbij in volgorde de spoelen L1...L5. Vóór het starten wordt de startspoel bekrachtigd om de kogel te vangen, om een goed reproduceerbare startpositie te hebben. Als de kogel stil ligt, wordt de startspoel gedeactiveerd en L1 wordt kort bekrachtigd, waardoor de kogel vrij snel in de richting van L1 beweegt. Daarna worden spoelen L2...L5 op de juiste momenten kortstondig bekrachtigd, waardoor de kogel steeds meer snelheid krijgt en de ovaal geheel rond rolt. De timing van het in- en uitschakelen van de spoelen bepaalt het resultaat. De uitdaging van het geheel was de juiste timing van de bekrachtigingen van de spoelen. Het schema van de stuurelektronica en de interface is zeer eenvoudig en bestaat uit telkens een darlington-npn-transistor tussen de parallelle poort van een PC en een spoel. In mijn constructie heb ik gebruik gemaakt van een transistoruitvoering waarbij vier darlingtons in één behuizing zijn opgenomen, in dit geval in het typenummer MP4101. Deze power transistor 4 in 1 kwam veel voor in (inmiddels verouderde) matrixprinters, zoals die bij bosjes op de gemeentewerven werden/ worden weggegooid. Bekende 4-in- 1 -typen zijn bijvoorbeeld de STA401A, de STA405A, de MP4101 en de MP4105. Omdat bij deze 4- in-1-darlingtons heel weinig externe componenten nodig zijn, is er gemakkelijk mee te werken. Maar gewone darlingtons zullen ongetwijfeld ook voldoen. Alle gebruikte spoelen (zware relaisspoelen) hebben een weerstand van 12 en worden op 12 V gelijkspanning gebruikt. De indicatie- LED s werken met een voorschakelweerstand van 270 op een spanning van5venlichten op zodra de desbetreffende spoel bekrachtigd wordt. Het programma is geschreven in Visual Basic 5 en werkt prima onder Windows XP. Het is gratis te downloaden via [2]. De firmware is zoveel mogelijk voorzien van documentatie. 289

291 De spoelen worden vanuit de parallelle poort met een eenvoudige interface aangestuurd. De module INPOUTV4.bas moet aan het project worden toegevoegd. Deze module maakt het mogelijk om onder Windows XP de parallelle poort te gebruiken voor externe sturingen door Visual Basic. Het bestand Inpout32.dll moet in de map C:\Windows\System32 geplaatst worden. Bij opstarten laat het programma twee delen zien: For Operation. Dit is bedoeld voor normaal gebruik. Het geeft de mogelijkheid om met een zelf te kiezen aantal spoelen te werken. For Adjustments. Hiermee kan de timing proefondervindelijk worden uitgezocht, afhankelijk van de snelheid van de gebuikte computer en de constructie van de trein. Voor elke spoel moet bepaald worden wanneer hij bekrachtigd moet worden. Op datzelfde moment wordt de vorige spoel gedeactiveerd. In het programma wordt deze timing uitgevoerd met dom tellen. Dit had uiteraard ook gekund met timers. In beide gevallen verstoort Windows XP het constant blijven van de timing, omdat Windows de eigenschap heeft om tijdens het draaien van een gebruikersprogramma steeds even tijd in te ruimen om een aantal andere zaken te regelen (denk aan de toetsenbord-interface). Om dit tijdens het draaien van een gebruikersprogramma te beletten, bezat Visual Basic onder Windows 95/98 met de module Ports.bas en Ports.dll het commando RealTime True/False. De timing was daarmee veel gemakkelijker goed te krijgen, omdat Windows dan verhinderd wordt eigen dingen te gaan doen. Helaas lukt dat niet meer onder Windows XP, omdat de poorten steeds minder rechtstreeks toegankelijk zijn door een gebruiker... (100336) Weblink [1] [2] Ian Field Pulserende fietslampen trekken de aandacht en vallen veel meer op dan constant licht. Mocht u er nog geen hebben, dan publiceren we hier een leuk zelfbouwproject. We hebben er naar gestreefd alleen goedkope, gerecyclede componenten te gebruiken. Het duurste onderdeel was de LED-werklamp met magneet en uitschuifbare haak. De diac van het type DB3 is misschien moeilijk verkrijgbaar; de auteur heeft er één uit een 18- W-spaarlamp van Philips gesloopt. Koop geen type met een lager wattage, want de Philipslampen van 8 W en 11 W bevatten normaal gesproken geen DB3-diac. In het prototype werd een 2SD1266- transistor gebruikt. Deze is hier vervangen door de meer gangbare BD433. Deze heeft een TO126-behuizing en moet goed gekoeld 290

292 De schakeling is eigenlijk slechts een doodordinaire blokkeeroscillator. Het nadeel is dat er 60 windingen zeer dun koperdraad op de toroïde moeten worden gelegd! De gebruikte draad was afkomstig van een oude 6-V-netspanningsadapter. Maak eerst de twee wikkelingen van 12 windingen (0,5 mm). De wikkeling van 60 windingen is gemakkelijker te maken door de eerste helft in de ene richting te wikkelen en de tweede helft in de andere richting. Neem ongeveer een meter van het dunne draad (0,1 mm) en steek het door de toroïde. Houd dan de twee uiteinden vast en laat het gewicht van de kern het midden vinden. Leg nu met één van de uiteinden 30 windingen op de toroïde (plak het andere eind zolang even vast aan een batterij, zodat het niet in de war raakt). Als de eerste 30 windingen klaar zijn, maak dan het andere eind los en voer dat 30 keer door de ring om het totaal op 60 windingen te brengen. worden. Het lastigst verkrijgbare onderdeel is waarschijnlijk de ferrietringkern. Het hier gebruikte type met een binnendiameter van 9,16 mm, een buitendiameter van 17,76 mm en een dikte van 6,63 mm werd uit een oud moederbord gesloopt. Vraag eens bij de plaatselijke computerwinkel een afgedankt moederbord om componenten van af te slopen. De gemakkelijkste manier om de wikkelingen voor de collector en basis met de juiste fase aan te sluiten, is om eerst 12 windingen op de kern te leggen en dan een lus van draad uit te trekken en deze tot aan de kern in elkaar te draaien om pas daarna de andere 12 windingen te maken. De middenaftakking wordt verbonden met de +1,5-V-voedingsspanning. De twee wikkelingen zijn identiek, het maakt dan ook niet uit welke aan de collector en welke aan de basis wordt aangesloten. We hoeven verder alleen nog op de fase van de secundaire spoel te letten. Als het licht maar enkele keren per minuut flitst, wissel dan de draden om. Nu moet het licht in een normaal tempo flitsen. Eventueel kan de frequentie met de potmeter van 470 nog worden vergroot. De weerstand van 180 begrenst de basisstroom. De pulsen aan de secundaire kant worden gelijkgericht door een UF4007-diode om een elco te laden. Telkens als de spanning op de condensator 32 V bereikt, triggert de diac en gaat de lading naar de 24 parallel geschakelde LED s. De pulsen door de diac zijn 2 A, dat is ruim voldoende voor de LED s. De elco van 47 F is proefondervindelijk gekozen. Bij een waarde van 100 F zouden de LED s heel fel oplichten. Maar niet voor lang! Overigens, pulserend licht is heel opvallend voor andere weggebruikers op goed verlichte wegen, maar niet zo geschikt om te zien waar je naar toe gaat op onverlichte fietspaden. Een logische oplossing is het toevoegen van een tweede potmeter en een extra schake- 291

293 laar. De schakeling is dan ook geschikt voor een flitstempo dat continu licht benadert. Met een schakelaar om het maximale flitstempo te kiezen, moet het mogelijk zijn om een onverlicht fietspad te berijden in het pikkedonker. Zoals gewoonlijk moet gelet worden op de wegenverkeerswet en op het feit dat het hoogste flitstempo erg irritant kan zijn voor andere weggebruikers. Dit moet alleen worden gebruikt op onverlichte wegen buiten de bebouwde kom. Het maximale flitstempo is ook een grotere belasting voor de componenten, vooral voor de batterij! (110164) Hans Oostwal Soms kun je voor weinig geld een mooie kantoor- of stationsklok op de kop tikken. Om deze klokken binnen een bedrijf zoals de spoorwegen allemaal synchroon te laten lopen en om ook het gedoe met zomer/wintertijd en lege batterijen te voorkomen, zijn ze gewoonlijk aangesloten op een klokimpulsnetwerk dat aangestuurd wordt door een moederklok of radiosignaal. Deze geeft elke minuut een impuls waarvan de polariteit telkens wordt omgekeerd. Als je zo n klok thuis wilt gebruiken, dan wil je natuurlijk ook dat hij precies op tijd loopt. Daarvoor zorgt deze schakeling die onderstaande functies biedt: ze wordt aangestuurd door een DCF77- module, dus altijd de exacte tijd; goedkoop, dankzij toepassing van een microcontroller (hier een PIC16F648a) bestaat de schakeling uit slechts enkele componenten en is ze gemakkelijk op gaatjesprint op te bouwen; ze geeft elke minuut een impuls en elke impuls is in polariteit omgekeerd aan de vorige; ook alfanumerieke tijd- en datumweergave via LCD; automatische omschakeling tussen zomer- en wintertijd; backup van de tijd bij stroomuitval (EEPROM in PIC). Let er bij het gebruik van zo n klok op dat sommige exemplaren door middel van het aanbrengen of verplaatsen van stropjes op verschillende werkspanningen kunnen worden ingesteld. Kies in dat geval voor de laagste spanning, meestal 24 V. Volgens de ervaringen van de auteur werken PTTklokken ook goed op circa 12 V. Het schema van de hardware is in de figuur te zien. Het hart van de schakeling bestaat uit een PIC16F648a die gebruik maakt van zijn interne klok van 4 MHz. Daarop is een standaard tweeregelig LCD aangesloten (HD44780-compatibel) waarop de bedieningsinstructies of de tijd en de datum worden getoond. De voeding wordt betrokken uit een lichtnetadapter die een gelijkspanning levert tussen 9 en 18 V. Voor de elektronica wordt hieruit een stabiele 5 V afgeleid met behulp van stabilisator IC2. De spanning van de adapter gaat rechtstreeks naar de MOSFET driver-chip TC4427A die de klokspoel aanstuurt. Deze driver kan werken met spanningen tussen 4,5 en 18 V en levert een stroom van maximaal 500 ma (piek 1,5 A). Dit is voldoende voor de meeste klokken. Voor het leveren van een groter vermogen kunt u extra transistoren of relais toevoegen. Omdat de klokspoel nogal inductief is, is de voeding goed ontkoppeld met enkele keramische condensatoren (C1...C4) en elco C5. 292

294 Voor de ontvangst van het tijdsignaal zorgt een DCF77-ontvang- en decoder-module van Conrad (bestelnr ). Deze wordt ook gevoed uit de 7805-stabilisator. De niet inverterende uitgang van deze module is aangesloten op poort RA4 van de controller. Omdat het langegolfsignaal van de DCF-zender niet altijd overal goed te ontvangen is (zeker niet als je de ontvanger inbouwt in een metalen kast), is het raadzaam de DCF-module in een apart kunststof kastje onder te brengen dat op enige afstand van de klok kan worden neergezet. De broncode van de software (beschikbaar op de Elektor-website onder nr ) is geschreven in Flowcode 3 Pro. Hierbij is uitgegaan van het programma dat is geschreven voor de DCF-klok met E-blocks die in december 2007 is gepubliceerd ( ). Dit programma is voor deze toepassing aangepast en aangevuld met een gedeelte dat via de poorten B6 en B7 elke minuut een in polariteit steeds omgekeerd signaal genereert. De bediening gebeurt grotendeels met druktoets S1. Deze toets die is aangesloten op poort A1, heeft verschillende functies: als bij het inschakelen van de voedingsspanning S1 niet ingedrukt is, volgt een 293

295 warme start. Dit is de normale situatie. Na een spanningsuitval worden de analoge tijd en de polariteit bewaard in de EEPROM en deze zullen na een warme start weer worden teruggezet; wanneer S1 wordt ingedrukt tijdens het inschakelen van de voedingsspanning, wordt een koude start uitgevoerd (noodzakelijk wanneer de schakeling de eerste keer wordt gebruikt, zie hieronder); als S1 wordt ingedrukt tijdens normaal gebruik, verschijnen op de tweede regel van het display de variabelen a_hrxx en a_ minutexx waarmee men de instelling van de analoge klok kan volgen. Om de analoge klok en de digitale klok te synchroniseren moet de analoge klok eerst op 00:00 gezet worden. Heb je een klok die je alleen elektrisch kunt laten lopen, dus een klok zonder de mogelijkheid om handmatig (door een knopje of iets dergelijks) de wijzers te verzetten, dan kun je na de koude start S1 ingedrukt houden en worden er continu klokpulsen verstuurd. Stoppen op 00:00 doe je door S1 weer los te laten. Bij een klok waar wel handmatig de wijzers kunnen worden verzetten, zet men deze eerst op 00:00 en schakelt dan de voedingsspanning in met S1 ingedrukt. Laat S1 los als de mededeling cold start... done op het LCD verschijnt. Wanneer het DCF-signaal goed wordt ontvangen, verschijnen na enkele minuten in het display tijd en datum, en zal de analoge klok op de juiste tijd worden gezet. Wanneer de analoge klok een afwijking van een minuut heeft ten opzichte van de tijd op het LCD, klopt de polariteit van de impulsen niet met de stand van de stappenmotor in de klok. Dit kan men oplossen door de klok op de juiste tijd in te stellen en dan de aansluitdraden te verwisselen. Voer deze handelingen wel binnen een minuut uit. (090035) Weblinks [1] Downloads & Producten Geprogrammeerde controller Geprogrammeerde PIC Software Flowcode en hex-bestand Andreas Köhler Voor de aansturing van zeven-segmentdisplays met een microcontroller was het driver-ic SAA1064 van Philips tot nu toe de standaard. Daarmee kunnen viercijferige displays worden samengesteld die met I2C kunnen worden aangestuurd. Maar of er nu een DIL24- of een SO24- behuizing wordt gebruikt, het IC is domweg groot. Een minimale voedingsspanning van 5 V en een ruststroom van 10 ma zijn eveneens niet meer van deze tijd. Een interessant alternatief voor zulke problemen is het IC MAX6958 van Maxim. Die heeft een kleinere QSO-behuizing met maar

296 pennen, werkt ook op 3,3 V en heeft een shutdown- mode waarin nog maar 20 A verbruikt wordt. Overtuigd door deze vooruitgang ontwikkelde de auteur met dit IC een schakeling voor een digitale thermometer. Naast de MAX6958 zelf, vier LED-displays met gemeenschappelijke kathode (TLR 324 van Toshiba) en een AT89C2051-microcontroller van Atmel (een andere microcontroller zou ook kunnen) is dan alleen nog maar een temperatuursensor nodig. De gekozen LM75 van National Semiconductor past zeer goed bij de rest van de elektronica, omdat deze ook met I2C werkt. Voor de klok van de controller is voor deze simpele toepassing elk kristal met een frequentie tussen 4 en 12 MHz bruikbaar. Bij de in assembler geschreven firmware voor de controller had de auteur te maken met de 295

297 complexiteit van de display-driver vanwege het geringe aantal pennen. De hier door Maxim toegepaste vorm van multiplexen is eerder uitvoerig in Elektor beschreven [1]. Wilt u precies weten wat er in deze driver allemaal gebeurt, dan is er in application note 1880 van Maxim [2] voldoende informatie te vinden. Vanzelfsprekend staat op de Elektorwebsite bij dit artikel [3] niet alleen een kanten-klare hex-file voor u klaar, maar ook de volledige broncode met commentaar van de auteur kunt u daar gratis downloaden, zodat u ook zelf aanpassingen kunt doen. Wilt u alleen maar de schakeling nabouwen en niet zelf programmeren, dan kunt u via Elektor een kant-en-klaar geprogrammeerde controller bestellen [3]. (080536) Weblinks [1] Charlieplexing, Elektor juli/augustus 2006, [1] blz. 58, [2] [2] id/1880 [3] Hermann Nieder Het kleine processorboard uit het Elektor- R8C-project van 2006 [1] heeft inmiddels een plaatsje gevonden in tal van projecten. Dit board is zeer eenvoudig in eigen controllertoepassingen te gebruiken. Hier laten we dat ook weer zien: het kan ook CAN! In de Elektor-uitgave van februari 2006 [1] werd een minimaal systeem besproken waarmee de controller via een RS232-interface geprogrammeerd kan worden. Deze minimale schakeling wordt hier eveneens gebruikt en wel voor het programmeren (met behulp van de bootloader die in de R8C is geintegreerd) en voor de communicatie met een PC via RS232. Het geheel functioneert ook met een USB/TTL-kabel, waardoor zelfs de transistors T1 en T2 en de schakeling daaromheen kan worden weggelaten. Voor de CAN-communicatie wordt de CANinterfaceprint uit Elektor 11/1999 gebruikt [2]. Daarbij wordt de CAN-controller SJA1000 van Philips gebruikt, die wordt vergezeld van de CAN-transceiver PCA82C250. De 2 8-polige header uit het schema wordt rechtstreeks met connector K3 van de CANbus-interface verbonden. Met wat handigheid en een (kort!) stukje lintkabel kan ook een adapter gemaakt worden voor de bijna identieke CAN-bus-interface voor PC s (Elektor 6/2000 [3]). Deze is uitgerust met een 25- polige SUB-D-connector. De CAN-controller wordt met behulp van 32 registers aangestuurd [4]. Om een register van de SJA1000 vanuit de R8C te beschrijven wordt eerst het adres op poort P1 gezet. Dan wordt ALE voor het overnemen van dit byte geset en gereset. Aansluitend wordt het databyte via poort P1 uitgevoerd. Tenslotte wordt /WR van 1 naar 0 geset om het databyte in het eerder gekozen register te plaatsen. Bij het lezen van een register moet allereerst het adres zoals boven besproken naar de CAN-controller worden gestuurd. Nu moet poort P1 van de R8C worden ingesteld voor lezen. Met setten en resetten van /RD wordt het byte uit het gekozen register-adres gelezen. De auteur heeft een PC-programma geschreven in VisualBasic 5, waarmee CAN-berichten kunnen worden ontvangen en verzonden. Het programma gebruikt de functie-bibliotheek RSCOM.DLL van Burkhard Kainka die van zijn website gedownload kan worden [5]. De firmware voor de controller is gedeeltelijk gebaseerd op reeds eerder in Elektor gepubli- 296

298 ceerde R8C-programma s, want het zou zonde van de tijd zijn om het wiel nogmaals uit te vinden. De PC-software en de firmware voor de controller kan zoals gebruikelijk gratis gedownload worden van de Elektor-website [6]. De RS232-communicatie tussen PC en R8C gebeurt op 9600 baud. Bij de CAN-communicatie kan er gekozen worden voor een transfer-snelheid van 20 of 50 Kbit/s. Dat wordt bij het initialiseren ingesteld als er op het formulier van VisualBasic op de desbetreffende knop wordt gedrukt. Bij het initialiseren wordt de inhoud van de registers 0 tot 31 van de SJA1000 in een listbox onder elkaar getoond. Na ontvangst van een datapakket tonen labels rechts naast de listbox de registers 20 en 21 (de eerste beide bytes van de ontvangstbuffers). Bovendien wordt daar ook de identifier van het pakket evenals het RTR-bit getoond, dat CANremote-frames onderscheidt van data-frames. De identifier van de zender kan door het invoeren van een waarde in het juiste tekstveld aangepast worden. Bovendien kan met een checkbox het RTR-bit geset of gereset worden. Deze invoer wordt met een druk op de knop Identifier overgenomen. Als extra worden nog rechts via labels de inhouden van de registers 10 en 11 (de eerste beide bytes van de zendbuffers) getoond, evenals de toestand van de RTR-bits. Door het drukken op de knoppen voor het verversen van de registerinformatie kan gecontroleerd worden of de gewenste veranderingen werden doorgevoerd. Op dezelfde manier kunnen individuele registerinhouden ook direct worden veranderd. Bovendien is er voor elk van de beide resetmodi van de SJA1000 een aparte knop beschikbaar. Door middel van een andere knop wordt het zenden van de SJA1000 gestart. Weblinks [1] [2] [3] [4] [4] SJA1000.pdf [5] [6] 297

299 Weer een andere knop dient ervoor om zijn ontvangstbuffer te wissen. De auteur heeft zelf al ettelijke experimenten uitgevoerd. Met twee R8C/13-boards en twee CAN-bus-interfaces en dan twee maal het PCprogramma starten (of op twee PC s laten draaien) kan er via de CAN-bus naar hartelust gecommuniceerd worden, wat in de software mooi te volgen is. (110302) Jac Hettema Deze regelaar is ontworpen voor een generator met verhoogde uitgangsspanning. Dit type generatoren wordt toegepast op sommige schepen en voertuigen van hulpdiensten. Het gaat hierbij om een aangepaste versie van een normale generator die in auto s wordt toegepast. De veldwikkeling is hierbij op de 12 (of 24) V boordspanning aangesloten, terwijl de generatorwikkeling voor 230 V is gemaakt. Deze 230 V moet nu stabiel worden gehouden worden door middel van de 12 V veldwikkeling. Hoewel het goed mogelijk is om hiervoor een schakelende stabilisator te gebruiken, is hier gekozen voor een opzet met de aloude 723. De generator is een 3-fasig exemplaar waarvan de veldspoel op 12 V DC werkt. De stroom door de veldspoel en het toerental van de generator bepalen de uitgangsspanning ervan. Omdat de uitgangsspanning relatief hoog is, wordt deze via optocouplers toegevoerd aan de 723, die verder in een standaard configuratie is geschakeld. De uitgang stuurt door mid- 298

300 del van driver T1 twee parallel geschakelde 2N3055 s aan, die de stroom voor de veldspoel leveren. In het prototype zijn TLP620-optocouplers toegepast. Deze zijn geschikt voor wisselspanning omdat ze aan de ingang zijn voorzien van twee antiparallel geschakelde LED s. Hiermee functioneert de regeling vrij goed, de uitgangsspanning blijft over een groot toerentalbereik binnen de gestelde grenzen. Bij dit type optocoupler kan de gevoeligheid van de twee interne LED s echter verschillend zijn, doordat het bij de fabricage niet goed mogelijk is om de afstand tussen beide LED s en de transistor exact gelijk te maken. Voor een nauwkeuriger regeling kan men beter gebruik maken van twee optocouplers per faseaansluiting, waarvan de ingangen antiparallel en de uitgangen gewoon parallel worden geschakeld. Door midden onder de optocouplers op de print een zaagsnede aan te brengen, wordt gezorgd voor voldoende isolatie tussen primaire en secundaire zijde. In plaats van een BD136 voor T1 kan men ook een TIP32 of iets dergelijks nemen. Gebruik voor T2 en T3 liefst typen met een kunststof behuizing, dus geen TO3. (110441) Jacob Gestman Geradts Er zijn tegenwoordig veel intercoms te koop die zijn uitgerust met een videocamera, om niet alleen te kunnen horen, maar ook te kunnen zien wie er voor de deur staat. De lens van de camera is helaas bij uitstek een plek waar veel mensen tegenaan gaan leunen tijdens het gesprek, zodat er van een videobeeld in dat geval niet veel meer over blijft. Een oplossing is om niet één maar twee camera s aan de straatzijde te installeren, bij voorkeur een eindje uit elkaar. Door de twee beelden afwisselend weer te geven is op zijn minst de helft van de tijd te zien wat er zich voor de deur afspeelt. Dankzij deze videoschakelaar die aan de straatzijde niet al te ver van beide camera s 299

301 moet worden geïnstalleerd, kan aan de huiszijde met één monitor worden volstaan en hoeven er ook geen extra videoleidingen te worden getrokken. Het schema bevat daartoe niet alleen een videoschakelaar, maar ook de in Elektor al vele malen met succes gebruikte videoversterker waarmee helderheid en contrast apart zijn in te stellen. De reden voor deze toevoeging is dat de afstand tussen straat en huis tamelijk groot kan zijn en de bijbehorende kabeldemping op deze manier gecompenseerd kan worden. Het schakelende deel is opgebouwd met het bekende CD4060-IC, waarvan de schakelaar IC2.A en IC2.D om de beurt één van de twee videosignalen doorgeven, omdat zij via schakelaars IC2.B en IC2.C twee stuursignalen ontvangen die met elkaar in tegenfase zijn. Het ritme waarmee de videosignalen elkaar afwisselen wordt opgewekt door een good old 555 die bij deze dimensionering elke camera afwisselend 2 seconden lang weergeeft. De schakeling kan natuurlijk op veel andere plaatsen worden toegepast, bijvoorbeeld overal waar twee camera s toezicht moeten houden en er maar één videolijn beschikbaar is. (100587) Frank de Leuw Dit LED-knipperlicht bestaat uit slechts vijf onderdelen en is geschikt als project voor beginnende elektronicahobbyisten. Ook de werking ervan is eenvoudig te volgen. Na het inschakelen van de 9-V-batterijspanning wordt condensator C1 opgeladen via de 1-M -weerstand. De condensator is rechtstreeks met de emitter van de PNP-transistor (BC557) verbonden. De basis van deze transistor is via de LED met de 9-V-batterijspanning verbonden en krijgt daardoor een spanning die gelijk is aan de batterijspanning min de spanningsval over de LED. Bij een rode LED is deze spanningsval gelijk aan 1,6 V. De spanning op de basis wordt dan: 9 V 1,6 V = 7,4 V. Op een gegeven moment wordt de spanning op de condensator zo hoog dat bij de PNPtransistor een kleine stroom van de emitter naar de basis gaat lopen. Vervolgens begint deze transistor te geleiden en loopt er een stroom van de emitter naar de collector. Omdat de collector van de PNP-transistor is 300

302 verbonden met de basis van de tweede transistor (een NPN-type), krijgt deze laatste hierdoor een (kleine) basisstroom en begint ook te geleiden. Omdat de collector van de NPN-transistor op zijn beurt weer rechtstreeks met de basis van de PNP-transistor is verbonden, sturen beide transistoren elkaar zodanig aan dat ze zeer snel volledig in geleiding komen. Dit wordt het lawine- of thyristoreffect genoemd. Door de twee geleidende transistoren wordt de condensator kortgesloten en bijna volledig ontladen. Bovendien laat de NPN-transistor hierbij een (relatief grote) stroom door de LED vloeien, waardoor deze fel oplicht. Als de condensator is ontladen sperren de transistoren weer en begint het hele proces opnieuw. Met de aangegeven waarden van de onderdelen (C1 = 1 F,R1=1M ) flitst de LED ongeveer elke twee seconden. De schakeling werkt al bij batterijspanningen vanaf 2 V en de stroomopname is hierbij zo gering dat de schakeling op een 9-V-batterij enkele maanden kan blijven werken. Ook oude, bijna lege 9-V-batterijen kunnen nog lang dienst doen voor deze schakeling. De LED-flitser kan ook heel eenvoudig tot metronoom of toongenerator worden omgebouwd door zoals in het tweede schema is aangegeven een kleine 8- -luidspreker in serie met de LED te schakelen. Of de luidspreker tikt of fluit hangt af van de waarden van condensator C1 en weerstand R1. Bij de eerder aangegeven waarden blijft de LED één keer per twee seconden flitsen en klinkt tegelijkertijd een tikkend geluid uit de luidspreker. Bij een hogere herhalingsfrequentie van de schakeling verandert het tikken in een fluittoon. Dit wordt bereikt door voor C1 en R1 kleinere waarden te nemen. In het tweede schema is dit 22 k voor R1 en 100 nf voor C1. (110213) Sjabbo van Timmeren De auteur is motorweg-racecoureur in de Classics-klasse voor het KNMV ONK. Onlangs heeft hij zijn motor (een 1-cylinder viertakt motor, type BSA Goldstar 500cc) omgebouwd van contactpunten (1 vonk elke 2 omwentelingen) naar elektronische ontsteking (1 vonk elke omwenteling, dus een verdubbeling van het aantal pulsen). Daarna gaf de toerenteller natuurlijk niet meer het juiste toerental aan. Een nieuwe toerenteller die geschikt is voor een elektronische ontsteking (bijvoorbeeld van Krober) kost heel wat geld (zo n e 175). Daarom werd eerst eens gezocht in oude halfgeleidergidsen hiervoor moest toch wel een elektronische oplossing te vinden zijn! Die werd snel gevonden in de vorm van een monostabiele multivibrator. Met een paar aanpassingen is de hier afgebeelde schakeling ontstaan, waarmee de oude toerenteller weer het juiste toerental aangeeft. Probleem opgelost voor e 5, e 170 bespaard en nog leuk geknutseld ook! (100312) 301

303 Andrew Denham Iedereen weet dat als de deur van de koelkast te nonchalant wordt dichtgedaan, deze soms weer een heel klein beetje openspringt. Net genoeg om het koelkastlampje aan te laten gaan, maar dat is in veel gevallen niet te zien. Ook s avonds niet, tenzij je van heel dichtbij kijkt. Na een dag niet thuis te zijn geweest, kunt u dan worden geconfronteerd met zure melk en bedorven kip. Na diverse ochtenden met discutabele melk besloot de auteur hier iets aan te doen. Het resultaat is deze kleine schakeling. Het lampje in zijn koelkast gaat altijd aan, zelfs als de deur maar 2 mm openstaat, dus dat is een goed uitgangspunt. hoog worden getrokken. Elke ingeschakelde functie vergroot het stroomverbruik. Omdat de schakeling permanent uit een batterij wordt gevoed, is de brown-out-bescherming niet nodig. Er zijn geen A/D-converters of comparators nodig en ook geen watchdogtimer, waardoor het laagste stroomverbruik in slaapmodus wordt bereikt. De typische waarde is 1,2 na, met een gegarandeerd maximum van 770 na bij 3 V (700 na bij 2 V). Een lithiumbatterij van het type CR2032/1HF heeft een capaciteit van 230 mah en een nominale spanning van 3 V [2]. Op basis hiervan De TEMT6000 fototransistor van Vishay ziet zichtbaar licht en is zowel goedkoop als gemakkelijk te verkrijgen. Deze tor heeft een verwaarloosbare dark-current en trekt zonder problemen een paar microampères. Omdat de schakeling op batterijvoeding werkt, moet het stroomverbruik zo laag mogelijk zijn. Een PIC met slaapstand is hiervoor heel geschikt. De 12F629 is een goede keuze: klein, goedkoop, gemakkelijk te verkrijgen, heeft een interne RC-oscillator en ook nog vijf I/O-pennen. Volgens de datasheet van de PIC12F629 [1] moeten voor minimaal stroomverbruik alle pennen als input worden gedefinieerd en 302

304 zou de batterij bij de aangegeven stroom in slaapmodus langer dan 250 jaar meegaan. Het is dus de moeite waard om een CR2032 met aansluitpennen op een print te solderen. Zelfs bij de maximale slaapstroom houdt deze het langer dan 30 jaar uit absoluut langer dan de koelkast zelf! De voordelen van een lithiumbatterij zijn de lange levensduur en de eigenschap om ook bij lage temperaturen stroom te kunnen leveren. Een voor de hand liggende keuze voor het alarmgeluid is een piëzobuzzer, alweer goedkoop en makkelijk verkrijgbaar. Deze kan direct door twee poorten van de PIC worden aangestuurd en is gemakkelijk bestand tegen 3V pp. Na wat tests bleek de Kingstate KPEG827 [3] een geschikte kandidaat. Deze maakt met 3 V aansturing genoeg herrie tussen 2,0 khz en 4,5 khz. Het PIC-programma werd ontwikkeld met producten van MikroElektronika: de volledige versie van de MikroBasic compiler en het BigPIC4-board. Het uiteindelijke programma is echter zo klein, dat het met de gratis versie van MikroBasic kan worden gecompileerd (gratis tot 2K code, te downloaden van [4]). Voor het gemak werd de 8-pens DIL-versie van de PIC gebruikt. Deze kan eenvoudig worden geprogrammeerd met behulp van een simpele DIL-voet adapter. ICP kan ook als u SMD wilt gebruiken, maar de voet neemt veel plaats in en maakt daarmee de winst van SMD op een kleine print weer ongedaan. De auteur gebruikte de PicFlash2 programmer van MikroE, maar met de onboard EasyPIC4 programmer gaat het ook. De broncode is uiteraard gratis te downloaden van de Elektor-website [5]. De timer werkt met alles wat de GPIO.3- ingang laag kan trekken en houden. Het is dus mogelijk om een temperatuursensor van bimetaal te gebruiken, of een aanpassing van de software voor uitlezing van een enkeldraadstemperatuursensor. De vertraging voordat het alarm afgaat, is softwarematig in te stellen tussen ongeveer 1 en 255 seconden. Even een waarschuwing: er zijn veel verschillende PIC-programmers. Als u iets anders gebruikt dan de MikroE programmer met de code van de Elektor-website, zorg er dan voor dat de PIC-oscillator correct wordt geconfigureerd. Niet alle software leest de configuratie correct; deze moet worden ingesteld op INT RC OSC met GPIO.4 en GPIO.5 als I/O. Elke andere instelling stopt de oscillator en kan de PIC beschadigen. Bij sommige programmers moeten deze parameters vooraf handmatig worden ingesteld. Controleer bij twijfel de source-code listing. Na wat experimenteren met de poortinstellingen, verbruikte de testchip 0,02 A in slaapmodus. Na triggering wordt dit 500 A gedurende de timerperiode van 1 minuut en daarna het dubbele, zodra de buzzer geluid geeft. Dit is ruim onder de maximale batterijstroom (10 ma, piek) waardoor de unit met een nieuwe batterij ongeveer 10 dagen blijft blèren, wat hopelijk nooit zal gebeuren. Als de koelkast 20 keer per dag minder dan een minuut open is, wordt de levensduur van de batterij gereduceerd tot ongeveer 9 jaar, nog steeds een behoorlijke tijd. Op de foto is een prototype te zien dat in het Elektor-lab op een klein stukje gaatjesprint werd gebouwd. De gebruikte lichtsensor is een TEPT5600 (deze lijkt op een UV-LED). In tegenstelling tot de TEMT6000 moet de TEPT5600 vanwege de kleinere openingshoek recht op de lichtbron worden gericht. Ook moet de waarde van R1 ongeveer worden verdubbeld. Weblinks [1] [1] devicedoc/41190c.pdf [2] [2] oem/images/ pdf/ [2] Panasonic_Lithium_CR2032_CR2330.pdf [3] [4] [5] Downloads en producten Geprogrammeerde microcontroller : geprogrammeerde PIC12F629 Software zip: MikroBasic broncode en hex-files, te downloaden van 303

305 Zelfs op gaatjesprint is de schakeling klein genoeg om in een kleine ABS-behuizing te worden gemonteerd. Bij voorkeur een exemplaar met een batterijcompartiment omdat dit de ideale plek is voor de buzzer. Door een klein gaatje in de zijkant kan de sensor het licht zien. Het gaatje wordt met heldere epoxyhars gevuld om vocht buiten de behuizing te houden. Hiervoor wordt eerst de binnenkant met tape afgeplakt, waarna het gaatje kan worden gevuld. De print kan worden vastgezet met hete lijm. De unit kan met dubbelzijdige tape of klittenband aan de wand van de koelkast worden gemonteerd. Bij het eerste gebruik, of na vervanging van de batterij, moet de deur van de koelkast worden gesloten of de sensor worden afgedekt. Als de sensor daarna licht detecteert gaat na 60 seconden het alarm af. Als de deur weer dicht is, gaat de controller terug naar de slaapstand. Voor een goede werking moet de koelkast wel een werkend lampje hebben. (080700) Vladimir Mitrovic In deze schakeling is te zien hoe weinig hardware er nodig is om een veelzijdige tijd- en intervalmeter te maken met een gebruiksvriendelijk LC-display. Een AVR-microcontroller van het type ATtiny2313 meet nauwkeurig de tijd tussen twee opeenvolgende logische signalen op ingangen PD2 en PD3. In het s-meetbereik kunnen intervallen worden gemeten van 10 s tot 30 minuten (!) met een resolutie van 1 s. In het ms-meetbereik bedraagt de tijdsduur 1 ms tot vier uur met een resolutie van 1 ms. In deze schakeling bepalen de DIP-schakelaars de functies van het instrument: S2 1-8: selecteert de flanksoort (stijgend of dalend) voor het starten van de meting S2 2-7: selecteert de flanksoort voor het stoppen van de meting S2 3-6: meting in ms of s en resolutie S2 4-5: meetmethode (continu of eenmalig) Tabel 1 geeft een gedetailleerd overzicht van de beschikbare schakelaars en opties. Alle relevante gegevens worden weergegeven op een display met 2 rijen van elk 16 karakters. 304

306 Tabel 1 S2 1-8 S2 2-7 S2 3-6 S2 4-5 Gemeten tijdsinterval off off x x van dalende flank tot volgende dalende flank off on x x van dalende flank tot volgende stijgende flank (tijd tussen twee positieve pulsen) on off x x van stijgende tot dalende flank (duur van positieve puls) on on x x van stijgende flank tot volgende stijgende flank x x on x meettijd in s (t(min) = 10 s, t(max) = 1800 s (30 minuten)) x x off x meettijd in ms (t(min) = 1 ms, t(max) = s (4 uur)) x x x off continu meten: zodra de meting is beëindigd wordt de volgende gestart x x x on eenmalig meten: als de meting is beëindigd zal het programma stoppen (x = don t care) Tabel 2 EEPROM-adres EEPROM-waarde LSB MSB LSB MSB Max. meettijd voor het s-bereik [s] Max. meettijd voor het ms-bereik [s] De bovenste regel toont de geselecteerde meettijd, de gekozen tijdseenheid en de meetmethode. De tweede regel geeft de gemeten waarde. LED D4 brandt tijdens een meting en is in de tussenliggende tijd uit. De belangrijkste functie hiervan is te laten zien dat er wel degelijk iets gebeurd tijdens lange meetintervallen. In het s-meetbereik wordt de 8-bits Timer/ Counter0 in de ATtiny2313 gebruikt in de zogenaamde Normal Mode waarbij de Compare Match Output B is geactiveerd. Hij telt dan de pulsen van de systeemklok. Bij een 8-MHzkristal en een deeltal 8 voor de prescaler zal Timer/Counter0 elke s met één worden verhoogd. Het Output Compare Register (OC0B) is ingesteld op 255, zodat de Output Compare- 305

307 pen (OC0B) elke 256ste puls omgeschakeld wordt. De OC0B-uitgang is intern doorgekoppeld naar de ingang van Timer/Counter1 die de pulsen op pen OC0B in 16-bits resolutie telt. Op deze manier ontstaat een 25-bits teller (16 bits van T/C1, een OC0Bbit en 8 bits van T/C0). In de software is nog eens 6- bits extra resolutie gecreerd. Tijdens de meting draait het programma in een lus en wacht het op een stopvlag terwijl de Overflow Flag van Timer/Counter1 (TOV1) continu in de gaten wordt gehouden. Zodra TOV1 hoog wordt, zal de 6-bits SW-teller door het programma worden verhoogd en de TOV1-vlag worden gewist. Hier is veel zorg besteed aan de programmering, om te voorkomen dat een onduidelijke tijdvertraging ontstaat tijdens het herkennen van de stopconditie. 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1,R3 = 10 k R2=1k R4=39 R5 = 1k8 P1 = 10k pot Condensatoren C1=22 F/35V radiaal C2,C3,C6 = 100 nf C4 = 47 pf afstemcondensator C6=22pF Halfgeleiders D1 = 1N4001 D2,D3 = BAT41 D4 = low current LED IC1 = 78L05 IC2 = ATtiny2313, geprogrammeerd, Diversen S1 = drukknop, steek 6 mm S2 = 4-weg DIP switch K1,K2 = PCB-kroonsteen, steek 5 mm K3 = 10-pens kraagheader X1 = 8 MHz kristal LCD1 = LCD module, 2 regels, 16 karakters, bijv. DEM16217 Print I, verkrijgbaar via Een 31-bits teller kan een getal bevatten tot Om praktische redenen is in het s-meetbereik de maximale meettijd beperkt tot s, wat overeenkomt met een tijdsduur van 30 minuten. In het msmeetbereik verloopt alles op vergelijkbare wijze, maar is de processorklok eerst gedeeld met een factor 8. Na de meting wordt het resultaat in de software gedeeld door 125 waardoor er een maximum van milliseconden ontstaat. Om praktische redenen wordt ook hier het meetbereik beperkt. Het maximale meetinterval van ms komt overeen met een tijdsduur van vier uur. De meting wordt gestart zodra een stijgendeof dalende flank wordt herkend op processorpen PD2. Hiermee wordt externe interrupt INT0 gestart. De meting stopt als de benodigde flank wordt herkend aan ingang PD3, waarmee interruptvector INT1 wordt opgeroepen. Het programma voor dit project kan gratis worden gedownload van de Elektor-website [1]. Het is geschreven in Bascom-AVR waarbij voor de tijdkritische instructies assembycode is ingevoegd. In de hoofdlus houdt het programma periodiek de S2-schakelaars in de gaten, start het een meting en stuurt het vervolgens de gemeten waarde naar het display. Zodra een verandering in de instelling van de schakelaars wordt ontdekt, zullen alle instellingen opnieuw worden ingelezen en zal de eerste regel van het display overeenkomstig worden aangepast. 306

308 Aan het begin van de meetcyclus zullen beide Timer/Counter-registers en het softwareregister (voor bits 26-31) op nul staan. Ook OC0B is gereset en INT0 is aangezet. Nu zal het programma in een lus wachten tot aan de INT0-voorwaarde wordt voldaan, waarmee de INT0-routine zal worden gestart. In deze routine wordt Timer/Counter0 gestart, worden enkele tellers op een bepaalde waarde ingesteld, wordt LED D3 aangezet, de INT0- interrupt uitgezet en de INT1-interrupt aangezet. Deze lus loopt door totdat een door de stopflank veroorzaakte INT1-interrupt optreedt. Dan zal Timer/Counter0 worden gestopt en alle interrupt-bronnen even worden afgeschakeld. Timer/Counter1 wordt gestart aan het begin van de cyclus. Het is niet nodig deze te stoppen en opnieuw te starten tijdens het programmaverloop, omdat het de pulsen telt van Timer/Counter0 (die door de software wordt gestopt aan het einde van de cyclus). De meting is voltooid zodra de software merkt dat beide interruptmogelijkheden zijn afgeschakeld. Dit is herkenbaar aan de hand van het daarvoor bestemde hardware- en softwareregister. Vervolgens wordt LED D3 afgeschakeld, wordt er zo nodig nog wat rekenwerk worden verricht en wordt uiteindelijk de gemeten waarde naar de onderste regel van het display gestuurd. Wat de nauwkeurigheid betreft: het hardwaregedeelte van de tellers telt keurig alle binnenkomende pulsen. Hier vinden geen afwijkingen plaats. De softwarecounter daarentegen telt de Timer/Counter1-overflows met een kleine vertraging. Maar als alle timers zijn gestopt, wordt het softwaredeel van de teller gesynchroniseerd met het hardwaredeel. De INT0- en INT1-routines zijn zorgvuldig geschreven: ze geven precies evenveel klokcycli vertraging. Er is een bepaalde vertraging tussen het moment dat de interruptvoorwaarde ontstaat en het tijdstip dat deze wordt afgehandeld. Deze vertraging hangt samen met de instructie die de processor uitvoert op dat moment. Instructies duren klokcycli, dus deze vertraging bedraagt maximaal 3 cycli. Maar omdat voor Timer/Counter0 de klok eerst door 8 wordt gedeeld, bedraagt deze fout altijd minder dan ±1. Dus de enige factor die hier echt de nauwkeurigheid bepaalt, is de kristalfrequentie. Bij een goed afgeregeld kristal is deze nauwkeurigheid ongeveer Bedenk dat goed als er op het display bijvoorbeeld t = s te lezen is. Een ander ding dat moet worden overwogen, is de maximale meettijd die in het msbereik kan oplopen tot uren. Hiervoor wordt een speciale softwareteller gebruikt. Er zijn in feite twee van deze tellers: wacht om te starten en wacht om te stoppen. De counter telt door tot de maximale meettijd wordt bereikt. Als deze periode wordt overschreden, zal t > op het display verschijnen. In dit project zijn de maximum meettijden ingesteld op 30 minuten in het sbereik en 4 uur in het ms-bereik. Net als bij de andere schakelaars wordt S2 4-5 uitgelezen voordat de meting begint. Het programma functioneert echter op een andere manier wanneer deze schakelaar gesloten is (en de oneshot/hold-mode is geactiveerd. De time counter voor het meten van de maximale tijd wordt geblokkeerd zolang er op een Start-signaal wordt gewacht. Maar wanneer er gewacht wordt op het Stop-signaal, wordt deze blokkade opgeheven. Hierbij wordt voor onbepaalde tijd gewacht op een nietrepeterende puls, hoewel de pulsduur nog steeds gelimiteerd is tot de maximale meettijd. Wanneer het resultaat wordt weergegeven, wacht het programma in een lus, waarbij S2 4-5 continu in de gaten worden gehouden. Zodra de schakelaar wordt geopend, gaat het programma verder. Het programma Tmeter_Elektor.bas zal moeten worden gecompileerd en in de microcontroller worden geprogrammeerd. Ook moeten de fuse-bits van de processor juist worden ingesteld (CKSEL = 1111), omdat anders de RC-oscillator als processorklok wordt gebruikt. Het is belangrijk dat de kristalfrequentie precies 8,000 MHz bedraagt. 307

309 Met trimmer C4 kan het kristal exact worden afgeregeld. Als het kristal nauwkeurig genoeg is, kan C4 door een condensator met een vaste waarde vervangen worden. Desgewenst kan ook een externe precisie-kristaloscillator worden gebruikt. Condensatoren C4 en C5 kunnen dan worden weggelaten en de oscillator wordt dan aangesloten op de XTAL1-pen. Het contrast van het display kan worden ingesteld met P1. De maximale meettijden worden in het begin van het programma gedeclareerd als constanten: Const Tmax_us_default = 1800 max measuring time for us range [s] Const Tmax_ms_default = max measuring time for ms range [s] Deze meettijden worden in het programma gebruikt, maar kunnen naar wenst worden ingekort, bijvoorbeeld: Const Tmax_us_default = 60 max measuring time for us range [s] Const Tmax_ms_default = 300 max measuring time for ms range [s] Deze laatste waarden zullen de meetcyclus verkorten tot 60 seconden respectievelijk 5 minuten. Natuurlijk moet het programma opnieuw worden gecompileerd na het wijzingen van deze waarden. En daarna moet de processor opnieuw geprogrammeerd worden. Het is erg belangrijk om de optimale maximale meettijd te kiezen. Het programma loopt in een lus en wacht tot de maximale meetijd voorbij is als het ingangssignaal constant is (of het wacht tot twee maal de maximale meettijd wanneer de niveau-overgangen te langzaam gaan. Een andere manier om de maximale meettijd te beïnvloeden, is het in de EEPROM van de microcontroller programmeren van geschikte 16-bits binaire waarden, waarbij als type unsigned gebruikt wordt. De in tabel 2 weergegeven waarden moeten in seconden gegeven worden. Het verloop van het programma is als volgt: wanneer de EEPROM leeg is (FFh), wordt de maximale meettijd uit het programma gebruikt; als de EEPROM-waarde voor het s-bereik groter is dan 1800, zal de maximum meettijd uit het programma worden gebruikt; ook zolang de EEPROM-waarde voor het ms-bereik groter is dan 14400, zal de maximum tijd uit het programma worden gebruikt; zodra de EEPROM-waarde binnen het toegelaten bereik valt, zal deze worden gebruikt als maximale meettijd. De DIP-schakelaars worden door het programma ingelezen aan het begin van elke hoofdlus. Als een langdurige meting al is gestart, kan het wachten worden ingekort door de reset-schakelaar even te bedienen. Bij een eenmalige meting (Oneshot/Hold-mode) wordt een nieuwe meting als volgt gestart: open schakelaar S2 4-5 om continu meten weer te activeren en sluit de schakelaar dan weer, of reset de controller om de schakeling weer scherp te stellen voor het volgende startsignaal. Tot slot: voor een goede werking dienen de ingangspulsen een keurig CMOS-niveau te hebben en vrij te zijn van contactdender en inslingerverschijnselen. (080876) Weblink [1] Downloads & Producten PCB PCB-layout, te downloaden via Geprogrammeerde controller ATtiny 2313, reeds geprogrammeerd Software Bascom & assembly codeprogramma 308

310 Clemens Valens Als er in een schakeling behoefte is aan een hogere spanning dan in de schakeling reeds aanwezig is, kunnen we natuurlijk gebruik maken van een IC dat een complete DC/DCconverter bevat. Maar als we over een variabele spanning willen beschikken, is het veel moeilijker een passend IC te vinden. Het is echter niet ingewikkeld zelf een dergelijke schakeling te realiseren, zeker niet als we in het bezit zijn van een zo eenvoudig te programmeren controller-bord als een Arduino. Bovendien stelt dit ons in staat met de schakeling te experimenteren en zodoende de werking beter te begrijpen. Het schema heeft geen verrassingen en bestaat uit een klassieke boostconverter. De MOSFET wordt aangestuurd met een PWMsignaal uit de C en de uitgangsspanning wordt vervolgens gemeten door een analoge ingang van de C. De controller regelt het signaal MLI op basis van het verschil tussen de gemeten spanning en de gewenste spanning. Wegens ruimtegebrek laten we een uitgebreide beschrijving van de schakeling achterwege, maar enkele interessante details willen we u niet onthouden. De kleine condensator parallel aan de diode zorgt voor een rendementsverhoging van de schakeling. R3 stelt de belasting voor. Met de hier gebruikte onderdelen is een stroom van meer dan1amogelijk (de MSS1260T-683MLB-zelfinductie van Coilcraft vormt de beperkende factor), maar het rendement is maximaal 89% bij ongeveer 95 ma (bij een uitgangsspanning van 10 V). De uitgangsspanning mag niet hoger dan 24 V worden, omdat anders de analoge ingang van de controller wordt beschadigd ( 5 V). Voor hogere spanningen moeten weerstand R1 en R2 aangepast worden. De MOSFET wordt aangestuurd door de C die niets anders is dan een kleine Arduinoprint. De PWM-frequentie van een Arduino is ongeveer 500 Hz, te laag voor deze toepassing die een frequentie vraagt van minstens een factor 100 hoger. Het is dus niet mogelijk de PWM-functie van de Arduino te gebruiken. Dat hindert niet, we kunnen de Arduino ook in assembler programmeren. Dan is een maximale frequentie van 62,5 khz mogelijk (de C draait op 16 MHz). Voor het bemonsteren van de uitgangsspanning is een frequentie van 100 Hz acceptabel, hierdoor kunnen we de standaard analoge functies en timers van de Arduino gebruiken. De seriële poort van de Arduino komt ook van pas, deze wordt gebruikt voor het versturen van de waarde voor de uitgangsspanning (tussen 5 en 24 V) en voor het ophalen van informatie over de werking van de omvormer. Dankzij de flexibiliteit van de Arduinoomgeving heeft het programmeren niet meer dan een half uur in beslag genomen. U kunt het programma downloaden van [1]. (090894) Weblink [1] 309

311 Werner Wille Wie veel fietst, heeft er vast wel eens aan gedacht om zijn mobiele apparaten, zoals een mobieltje of navigatiesysteem, op te laden met boordstroom van de fietsdynamo. Deze schakeling laat zien dat dit helemaal niet zo moeilijk is te realiseren door toepassing van een geïntegreerde schakelende spanningsregelaar. De wisselspanning van de fietsdynamo wordt door een bruggelijkrichter (D1... D4) met afvlak-elco (C1) omgezet in een gelijkspanning. Voor de bruggelijkrichter worden Schottky-dioden gebruikt, omdat daarmee maar half zoveel spanning verloren gaat als bij normale silicium-dioden (circa 0,3 V in plaats van 0,75 V per diode bij 1 A). Dat is ook nodig, omdat de gebruikte regelaar LT1076-CT5 aan zijn ingang ongeveer 8 V nodig heeft om aan zijn uitgang een gestabiliseerde spanning van 5 V te leveren, die geschikt is voor apparaten die via een USBaansluiting worden gevoed of geladen. Afvlakelco C1 wordt via de bruggelijkrichter opgeladen tot de topwaarde van de wisselspanning. Vooral bij een naafdynamo kan dat meer dan 10 V zijn. Bij belasting is de gemiddelde spanning natuurlijk kleiner, maar altijd nog voldoende voor de LT1076-CT5, als tenminste Schottky-dioden voor de gelijkrichter en 1000 F (of meer) voor C1 worden gebruikt. De LT1076-CT5 is een geïntegreerde stepdown-converter voor maximaal 2 A. De uitgangsspanning ligt vast op 5 V als feedbackaansluiting FB (pen 1 van het IC) rechtstreeks met de uitgangsspanning aan elco C3 wordt verbonden. Omdat we met een schakelende regelaar te maken hebben, moet C3 een low- ESR type zijn (bijv. Panasonic-serie FC). De opbouw van de schakeling komt verder overeen met de standaard toepassing uit de datasheet [1] van Linear Technology. De gebruikte spoel van 100 µh (L1) moet minimaal geschikt zijn voor 1 A DC (gelijkstroomweerstand kleiner dan 0,3 ). De schakeling is gemakkelijk op te bouwen op gaatjesprint. Voor de USB-kabel aan de uitgang wordt een USB-verlengkabel doorgeknipt. De helft met de vrouwelijke connector (bus) wordt aan de uitgang op de print gesoldeerd. Natuurlijk moet daarbij gelet worden op de juiste polariteit. Ter bescherming tegen weersinvloeden is het aan te raden de print na het vastsolderen van de (van trekontlasting voorziene) in- en uitgangkabels in te gieten in kunsthars. (100676) Weblink [1] 310

312 Jérémie Hinterreiter Tegenwoordig neemt muziek bij jongeren (en minder jongeren) een steeds grotere plaats in als vrijetijdsbesteding. Velen hebben zich overgegeven aan deze liefhebberij en dromen vaak over de mogelijkheid hun talent op het podium waar te maken. Eén van de grootste problemen waar men mee geconfronteerd wordt, is de prijs van de apparatuur. Talloze amateurs op muziekgebied zingen via de versterker van de gitarist of zelfs van de bassist! En hier lopen we tegen technische problemen aan. Niet wat betreft de aansluiting van de 6,3-mm-klinksteker (jackplug), maar wel wat de kwaliteit van het geluid betreft (tekst is nauwelijks verstaanbaar) en het geluidsvolume (de versterker lijkt minder decibels af te geven dan bij een gitaar). Bovendien kan het rondzingen schade toebrengen aan luidsprekers en is het zeer onaangenaam voor ons gehoor. De nu volgende eenvoudige en goedkope schakeling kan hiervoor de oplossing zijn. Een gitaarversterker is ontworpen om het geluid van een gitaar zo goed mogelijk te versterken. De bandbreedte van de versterker hoeft niet zo uitgestrekt en vlak te zijn als bij hifi (vooral de hoge tonen), zodat een dergelijke versterker de menselijke stem niet natuurgetrouw kan weergeven. Met een adapter die de beperkte bandbreedte van de versterker compenseert door eerst de frequenties te versterken die vervolgens door de versterker weer onderdrukt worden, moet het mogelijk zijn de kwaliteit van de zang te verbeteren. Dat is wat we met deze schakeling willen bereiken. De adapter is opgebouwd rond een dubbele FET-opamp, een TL072CN, dit is een IC met een lage ruis en een goede prijs/kwaliteitsver- 311

313 houding. De NE5532 is ook bruikbaar; deze levert ongeveer dezelfde geluidskwaliteit maar is duurder in aanschaf. De schakeling bestaat uit twee trappen. De eerste trap heeft als doel het versterken van het microfoonsignaal en het aanpassen aan de ingangsimpedantie. Voor een kleine gitaar- of basversterker van 15 W bedraagt de gebruikte versterking ongeveer 100 maal (versterking = P1/R1). Voor krachtigere versterkers kan de versterking door middel van P1 teruggebracht worden naar ongeveer 50 maal. De tweede trap versterkt de frequentieband (instelbaar met P2 en P3) die door de gitaarversterker onderdrukt wordt om de stem van de zanger/es zo helder en duidelijk als mogelijk is, weer te geven. Aarzel niet om de adapter zo goed mogelijk op de versterker en luidspreker af te stemmen door te experimenteren met de waarde van de onderdelen en het type condensator. Een blokbatterij van 9 V voorziet ruimschoots in de energiebehoefte van de schakeling. Het delernetwerk R4/R5 zorgt voor omzetting in een symmetrische voeding van ±4,5 V. (090041) Alfred Rosenkränzer Bij audio-eindtrappen met meerdere parallel geschakelde HEXFET s komt het vaak voor dat de dissipatie niet gelijkmatig over de individuele transistors wordt verdeeld. Dat komt door de sterk variërende gate/source-spanning die bijvoorbeeld bij een IRFP240 (respectievelijk IRFP9240) kan variëren tussen 2 V en 4 V. Dat moet in de gebruikelijke versterker- 312

314 schakelingen eigenlijk worden gecompenseerd door source-weerstanden van circa 0,22 (zie deelschakeling), maar dat lukt daarmee slechts ten dele. Een mogelijke oplossing voor dit probleem is zoals bekend het selecteren van de te gebruiken transistoren op een zo gelijk mogelijke gate/source-spanning. Voor het bouwen van prototypen of kleine series betekent dat naast de kosten van een testopstelling ook dat men aanzienlijk meer transistoren moet bestellen dan eigenlijk nodig zijn. Het hier voorgestelde idee maakt het mogelijk met een paar instelpotmeters de verschillen in gate-spanningen weg te werken, wat in een simulatie met het programma Simetrix werd bevestigd. De tweede deelschakeling laat zien wat daarvoor in de versterker gewijzigd moet worden. (110168) Dr. Stefan Krauß Normaal gesproken heeft een digitale decoder in modellocomotieven twee uitgangen voor de lichtsturing. De ene schakelt de frontseinverlichting aan de voorzijde bij het vooruit rijden, de andere die aan de andere kant bij het achteruit rijden. Als een loc is voorzien van rode achterlichten, oftewel sluitseinen, worden die eveneens met deze beide uitgangen verbonden (zie afbeelding op de volgende bladzijde). Anders dan auto s zijn locomotieven symmetrisch: de voorzijde is de kant die naar de rijrichting wijst. Een loc met sluitseinen heeft dus achterlichten aan beide zijden. Moderne decoders ondersteunen function mapping, het vermogen om functies aan de diverse uitgangen toe te kunnen wijzen. Zo kun je 313

315 zijn niet nodig voor gloeilampjes, zoals hier getekend, maar wel als deze als LED zijn uitgevoerd. Zener D1 zorgt samen met R1 voor de 5-V-voeding van het IC. bijvoorbeeld omschakelen tussen de signalering voor trajectrijden en voor rangeren, waarbij de frontseinverlichting aan beide zijden van de loc brandt. De sluitseinen, indien aanwezig, moeten in dat geval juist niet branden (deze voorschriften zijn overigens van land tot land verschillend). Dat zou je kunnen doen door de achterlichten met een decoderuitgang te verbinden die je speciaal voor dat doel hebt geprogrammeerd, maar die uitgang is dan niet meer beschikbaar voor andere functies, zoals de verlichting van de machinistencabine. Voor zo n geval is deze schakeling bedoeld: hij zorgt ervoor dat de sluitseinen doven zodra de frontseinverlichting aan beide zijden aan gaat. De schakeling komt in serie naar de beide paren achterlichten en bestaat in wezen uit de vier NAND-poorten van een 74HC00 die de LED s aansturen. Voorschakelweerstanden R6/R7 en R1 begrenzen de LED-stroom op zo n 10 ma. De pull-up-weerstanden R4/R5 Een alternatieve schakeling met transistoren T1 en T2 is gegeven voor het geval ook de rode lichten zijn uitgevoerd met gloeilampjes. De transistoren werken als inverters en daarom moet IC1 een 74HC02 worden, NOR in plaats van NAND. Daarnaast kan ook R1 worden verhoogd naar 2k2 om het stroomverbruik wat in te perken. De aansluitingen voor de achterlichten aan beide zijden van de loc zijn als volgt: achterlicht voorzijde = D2/D3 (LED-versie) resp. LA4 (lampversie) achterlicht achterzijde = D4/D5 (LED-versie) respk.la3 (lampversie) De schakeling kan gemakkelijk op een stukje gaatjesboard worden gemonteerd en in de loc worden geplaatst. De ware soldeerartiest neemt misschien liever een SMD voor IC1 en stukjes koperdraad voor de verbindingen en verpakt het geheel daarna in een stukje krimpkous. (090419) Christian Tavernier De hier volgende spanningsmeter is een beetje bijzonder: u kunt er de spanning van het net mee meten terwijl de afwijkingen ten opzichte van de nominale waarde met een vrij grote precisie te volgen zijn. Het meetbereik van de voltmeter bedraagt zo n vijftig volt en is naar believen te centreren rond 220 of 240 V. De schakeling maakt gebruik van een meetbrug aan de secundaire kant van een transformator. De laagspanning die aan de secundaire zijde van TR1 beschikbaar is, is verhoudingsgewijs nagenoeg het evenbeeld van de primaire spanning en wordt gelijkgericht door D1, gefilterd door C1 en door D5 op 12 V gestabiliseerd. Deze laagspanning wordt ook door D2 gelijkgericht, maar nu niet gestabiliseerd en slechts zeer zwak gefilterd om de schakeling 314

316 reactief te houden. Gelet op de waarde van R3, R4 en P2, kan de spanning op het knooppunt van R3 en R4 afgeregeld worden op 12 V (bij een nominale waarde van de netspanning). Bij iedere verhoging of verlaging hiervan verandert de spanning op dit knooppunt en slaat meter M1 uit. Een speciale meter met centraal nulpunt is niet nodig, omdat we met P1 en P2 over voldoende instelmogelijkheden beschikken. Wel moeten we de waarde bepalen die hoort bij de middenpositie van de wijzer, bijvoorbeeld 240 V. Zodoende ontstaat er naar beide kanten een meetgebied om afwijkingen naar boven of beneden waar te nemen. In het schema is aangegeven hoe we één van de twee meest verkochte modellen toe kunnen passen. Na aanpassing van R2 en eventueel R3 en R4 is de schakeling geschikt voor vrijwel ieder, redelijk gevoelig meetinstrument. Met een regelbare transformator, ook wel variac genaamd, is het afregelen van de schakeling niet ingewikkeld. Variacs zijn echter dun gezaaid. De meeste kans maakt u nog op een technische school. Wellicht dat u er daar een voor de duur van het afregelen kunt lenen. We zetten om te beginnen P1 in de middenstand en stellen de variac in op 220 V. Vervolgens regelen we P2 zodanig af dat de meter nul aanwijst. Verhoog de spanning van de variac nu naar 260 V en regel P1 zó af, dat de wijzer het einde van de schaal bereikt. De twee afregelingen hebben door de eenvoud van de schakeling een geringe uitwerking op elkaar en daarom moet de afregeling enkele malen herhaald worden om tot het beste compromis te komen. Maar dat kost niet meer dan een paar minuten. Als u ten slotte nog een schaalverdeling van 220 tot 260 V aanbrengt, beschikt u over een prachtige voltmeter met een opgerekte schaalverdeling om de geringste veranderingen van de lichtnetspanning te kunnen volgen. (081181) Leo Szumylowycz Deze tester bestaat uit twee geïntegreerde afstandsbedieningsontvangers waarvan de uitgangen met een LED aangeven of er een IRsignaal in het gevoeligheidsbereik van het IC ontvangen wordt. Om alle gangbare IR-ontvangers te kunnen testen heeft de ene IR-ontvanger zijn gevoeligheidsmaximum bij 36 khz (TSOP1736) en de andere bij 38 khz (TSOP1738). De uitgangen van beide IC s zijn via D1 en D2 met R2 en de indicator-led (D4) verbonden. Zodra een van de IC-uitgangen van hoog naar laag gaat, brandt de LED. De dioden ontkoppelen de uitgangen van elkaar. De andere LED (D3) dient alleen maar als voedingsindicator. Voor de LED s moeten exem- 315

317 goed zichtbaar oplichten. De auteur heeft in zijn prototype 5-mm-LED s gebruikt die circa mcd leveren bij 20 ma. plaren worden genomen die wit licht produceren met minimaal mcd bij 20 ma, zodat ze ook bij 5 ma (maximale uitgangsstroom van de IR-ontvanger-IC s) nog De zenerdiode beperkt de voedingsspanning voor de IR-ontvanger-IC s tot circa 4,3 V. De IC s werken vanaf ongeveer 3,2 V betrouwbaar. Voor de voeding volstaat een blokbatterij van 9 V, die pas vervangen hoeft te worden als de spanning tot7visgezakt. (100151) José Basilio Carvalho De hier beschreven infrarood (IR) decoder werd ontworpen om met een E-blocks ontwikkelsysteem [1] commando s van RC5- compatibele afstandsbedieningen voor audio/ video-apparatuur te verwerken. De E-blocksopstelling bestond uit: 1 PICmicro USB-multiprogrammer EB- 006 met een kristal van 4 MHz; 1 EB-007 (8 drukknoppen) aangesloten op PORTC; 1 EB-005 imitatie LCD board (16 4) aangesloten op PORTA; 1 EB-004 LED-board of board met 8 relais, aangesloten op PORTD; 1 EB-004 LED board aangesloten op PORTE (of gewoon een LED en een weerstandje van 470 op RE1). Het originele EB-005 E-block heeft een 16 2 LCD. Voor dit project werd een EB-005 bestudeerd en op gaatjesprint nagebouwd voor gebruik met een 4 16 LCD. De zelfgemaakte print heeft een SIL-aansluitstrip met busjes 1 waarin ook 16 1en16 2 LCD s geprikt kunnen worden, deze bleken allemaal dezelfde penaansluitingen te hebben. Foto s van de zelfgebouwde EB-005 staan op [2]. Het beschreven IR-decoder-board is aangesloten op PORTB. 316

318 2 3 De PIC16F877 microcontroller draait op 4 MHz om de signalen van het RC5-protocol van Philips te decoderen. De complete opzet met E-blocks kan gebruikt worden om verdachte afstandsbedieningen te testen en om 8 apparaten te schakelen met een goed functionerende afstandsbediening. De decimale waarden van het adres en het commando zijn af te lezen op het 16 4 LC-display. De eigenlijke decoder (figuur 1) is gewoon een standaard schakeling van het TSOP1736 IR-decoder-IC met een paar extra onderdelen om het te laten samenwerken met PORTA van de E-blocks (uitgaande van sub-d connectors). De toetsen 1 tot 8 van de afstandsbediening worden gebruikt om de acht bits van PORTD afzonderlijk aan of uit te zetten. Hiermee kunnen willekeurige belastingen geschakeld worden via het 8-voudige relais-board. De standbytoets wordt gebruikt om alle acht uitgangen tegelijk in en uit te schakelen. Er zijn ook acht druktoetsen om handmatig de toestand van een willekeurige uitgang te veranderen. Door drukknop 1 en 2 tegelijkertijd in te drukken gaan alle uitgangen aan of uit. De toestand van de uitgangen is op het LCD te zien. Bits 6 en 7 van PORTB worden gebruikt om het adres van de uitgang te kiezen; 00 = TV, 01 = VCR, 10 = SAT, 11 = Hi-Fi. Het programma werd ontwikkeld met Flowcode, de grafische ontwikkelomgeving voor E-blocks. Een deel van het programma is te zien in figuur 2. De resulterende.fcf-file kan gratis gedownload worden van de Elektorwebsite [2]. Het programma koppelt het LC-display aan PORTA, initialiseert poorten, leest de status van de bits 6 en 7 in de variabele mode, zet de RB/INT-interrupts aan en start een lus. Een niveauwisseling van 1 naar 0 op de RB0/INT-pen roept de start -macro aan; deze wordt alleen maar gebruikt om een variabele in te vullen en dan naar de irdec -macro te springen. In de ir-dec - macro zijn wat vertragingen ingebouwd om RB0 uit te lezen tegen het einde van het S1-bit en gedurende de start van de tweede helft van het S2-bit. Wanneer het resultaat 010 is, wordt het signaal herkend als afkomstig van een geldige RC5- afstandsbediening. Nog een aantal vertragingen slaan het togglebit over (wordt hier niet gebruikt); vervolgens worden de vijf adresbits en zes commandobits in de variabelen adr en cmd opgeslagen. In de ir-dec -macro verschijnen 14 pulsen van 300 s op pen RE0 om met een scoop in detail de timing van de preamble- en adres/commando-bits van het RC5-signaal te kunnen zien. Als het decoderen van het IRsignaal goed gaat, roept de ir-dec -macro de output -macro aan. In deze output -macro verschijnen de waarden van het adres en het Weblinks [1] [2] Downloads Software Flowcode (.fcf) file Extra informatie Foto s van zelfgebouwde EB

319 commando in decimale notatie op het display, de variabelen adr en mode worden vergeleken om de modus van het apparaat te controleren en de waarde van de variabele cmd wordt naar PORTD gestuurd, waardoor de uitgangsstatus in binaire vorm wordt getoond. Een knipperende LED op pen RE1 toont de activiteit van een niet-rc5 afstandsbediening (Sony, Panasonic, en dergelijke). De hoofdlus roept ook de sw_key -macro aan om de schakelaars van PORTC uit te lezen om de PORTD uitgangen handmatig te bedienen. (080996) Fredi Krüger Zogenaamde OptoMOS- of PhotoMOS-relais nemen een bijzondere positie in: door hun opbouw kan men ze ergens tussen de gebruikelijke optocoupler en de conventionele SSR (Solid State Relais = halfgeleiderrelais) plaatsen. Terwijl een (analoge) optocoupler een stuurstroom door middel van een LED in proportioneel (meestal infrarood) licht omzet en aan de uitgang het licht door een fototransistor weer in een proportionele stroom verandert, gaat het er bij een MOS-halfgeleiderrelais om, een belasting te schakelen. Schakelen kunnen ook de bekende halfgeleiderrelais voor wisselspanningen. In principe stuurt een geïntegreerde optocoupler daarbij een thyristor of triac. Ze zijn er ook met extra elektronica voor het schakelen op de nuldoorgang van de wisselspanning. Terwijl mechanische relais in verschillende uitvoeringen voorkomen en deze willekeurige stromen evenals gelijk- en wisselspanningen kunnen schakelen, kan men optocouplers hoogstens voor het potentiaalvrij schakelen van stromen in het ma-gebied gebruiken. Conventionele halfgeleiderrelais daarentegen kunnen ook voor hoge stromen en hogere spanningen gebruikt worden, maar ze zijn niet geschikt voor gelijkspanningen of hogere schakelfrequenties. Zoals het principeschema laat zien, bevat een modern optisch relais weliswaar net als een optocoupler een zend-led, het licht bestuurt echter geen gewone transistor of Darlington, maar twee complementaire MOSFET s in serie. Hierdoor kunnen deze componenten gelijk- en wisselspanningen met schakeltijden in het gebied van enkele ms schakelen. Ze worden door verschillende fabrikanten gemaakt voor stromen tussen 50 ma en 10 A, spanningen tussen 20 V en 2 kv met ONweerstanden van enkele m tot 100 voor stuurstromen van ma en zijn hoofdzakelijk als vervanging voor elektromechanische relais bedoeld. 318

320 Bij distributeurs vonden we bijvoorbeeld PS7141-2B (NEC), PVN012APbF (International Rectifier), LBB110 (Clare) en LH1502BB (Vishay Semiconductors). Meer fabrikanten zijn Toshiba, Fairchild, Aromat (NAiS), Panasonic, Sharp, Cosmo en Avago. Voordelen van deze OptoMOS-relais zijn: kleine opbouw ook als SMD; lange levensduur; geen contactslijtage; geen dender bij het schakelen; geen vonkvorming; hoge schakelsnelheid; trillingsongevoelig; ongevoelig voor magnetisme; geen magnetische strooivelden; gering stuurvermogen. Er zijn verschillende uitvoeringen, waaronder ook typen met maximaal acht relais in één behuizing. Belangrijk is de terminologie volgens het voorbeeld: X form Y. De X staat voor het aantal schakelaars in één behuizing en de Y voor het type schakelaar. B geeft een verbreekcontact aan en met A wordt een maakcontact bedoeld. Er zijn zelfs exemplaren met ieder een maakcontact (normally open)eneen verbreekcontact (normally closed), daarmee kan men dan een omschakelaar maken. In het Elektor-lab hebben wij de TLP4227G-2 van Toshiba getest. Bij dit type gaat het om een relais 2 form B, dus om twee verbreekcontacten in een achtpolige DIP-behuizing, die geschikt zijn voor spanningen van maximaal 350 V en stromen van maximaal 150 ma. Onze metingen leverden zonder LED-stroom een weerstand van ongeveer 15 op. Bij ongeveer 0,5 ma door de LED begon de uitgangsweerstand hoger te worden. Vanaf circa 0,9 ma sprong de uitgangsweerstand dan naar meer dan 300 M. Er zijn ook zogenaamde MOSFET-Gate-Driveroptocouplers met een extra voedingspanning voor de uitgang (bijvoorbeeld FOD3180 van Fairchild), die heel snel kunnen schakelen (250 khz of meer zelfs). Bij dergelijk snel schakelen ontstaan natuurlijk ook EMC-problemen. (080683) Webink Datasheet_Sync/214/4495.pdf Lars Näs Een missing-pulse-detector is een monostabiele multivibrator die telkens opnieuw getriggerd wordt door een binnenkomende puls voordat zijn ingestelde pulstijd is verstreken. Bij kamertemperatuur ligt de schakeldrempel voor opgaande flanken (V th+ ) van het CD40106BC Schmitt trigger-ic bij % van de voedingsspanning (V CC : 5 V...15 V). De condensator C1 laadt zich in de RC-tijd (R1 C1 seconden) op tot 63% van de volledige spanning. Dit komt ongeveer overeen met de schakeldrempel, zodat hiermee de logische toestand van pen 6 op IC1 wordt veranderd. 319

321 We kunnen er dus van uit gaan dat de condensator bij een ingangssignaal met een periodetijd korter dan T R1 C1 [ s] op de basis van T1 weliswaar steeds wordt opgeladen via R1, maar dat deze nooit ver genoeg wordt opgeladen om de schakeldrempel te bereiken op ingangspen 5 van de poort. De uitgang van deze Schmitt-trigger (pen 6) blijft dus altijd hoog. Voor een periodetijd van 3 seconden (of een frequentie van 0,3 Hz) kunnen we bijvoorbeeld kiezen voor R1 = 330 k en C1 = 10 F. Wanneer het signaal op de basis van T1 langer hoog is dan T, blijft de transistor gesloten, maar de condensator wordt geladen tot V th+, waarna pen 6 van de Schmitt triggerpoort laag wordt gemaakt. Als er geen pulsen op de ingang komen (en het ingangsniveau dus laag is), raakt de transistor in verzadiging. De condensator zal zich dan ontladen en de beginvoorwaarden voor een nieuwe puls zijn weer bereikt. Het triggersignaal kan bijvoorbeeld afkomstig zijn van een Hall-sensor die, in combinatie met een magneet op een wiel, kan dienen als bewaking of een as wel of niet draait. De schakeling maakt gebruik van één van de Schmitt-triggers in een CD40106BC, dus de andere poorten blijven beschikbaar voor andere toepassingen. Houd er rekening mee dat de schakeldrempels van CD40106-chips van verschillende fabrikanten van elkaar kunnen verschillen. Dat kan invloed hebben op de berekening van de periodetijd T. (080137) Gert Baars Het besturen van een servo betekent vaak dat er een PWM-signaal naar de servo-ingang gestuurd moet worden, waarbij de frequentie van dit signaal ongeveer 50 Hz bedraagt en de duty-cycle variabel is. De duty-cycle ligt vaak zo rond de 5 tot 10%. Dit komt dan overeen met een pulsbreedte van ongeveer 1 tot 2 ms. Het omzetten van een weerstandswaarde naar een PWM-signaal is redelijk eenvoudig mogelijk met een instelbare RC-constante. Het omzetten van een spanning naar een PWM-signaal is iets lastiger, maar biedt de nodige voordelen. Wanneer de stand van de servo met een spanning instelbaar is, kan dit gebeuren via een potmeter die als spanningsdeler werkt, maar ook via bijvoorbeeld de uitgangsspanning van een sensor zoals een Hall-sensor, een LDR of een NTC, zodat gemakkelijk een regellus gemaakt kan worden om positie, lichtsterkte of temperatuurvariatie naar de servo te sturen. Deze kan dan op zijn beurt bijvoorbeeld een gas- of waterklep open of dicht draaien. De schakeling is dus universeel inzetbaar te noemen. Er bestaan speciale PWM-modulator-IC s, maar het kan ook eenvoudig met een viervoudige opamp van het type LM324. In de schakeling is opamp C geschakeld om een bias van de halve voedingsspanning te leveren. Opamp D is geschakeld als blokgolf-oscillator, waarbij de frequentie ten behoeve van de servo ongeveer 50 Hz is. De duty-cycle is vast ingesteld op iets meer dan de maximale 10%. Hierna volgt een integrator die deze puls van vorm verandert naar een driehoekig verloop. Door deze driehoek met als comparator geschakelde opamp B te vergelijken met gelijk- Weblink [1] 320

322 spanning U in, ontstaat aan de uitgang een PWM-signaal dat geschikt is om de servo direct aan te sturen. De frequentie is ongeveer 50 Hz en de duty-cycle is met U in te variëren van 0,5 tot 4 V (van iets minder dan 5% tot ruim 10% dus). De servo, bij het prototype een RS-2, reageert hierop met een hoekverdraaiing van ongeveer 200 graden. De overdracht is hierbij dan dus 200/(4 0,5) = 57 graden hoekverdraaiing per volt ingangsspanningsvariatie. (090046) Oliver Micic De kleine superheldere Luxeon-LED s van Philips Lumileds zijn geschikt voor veel toepassingen, bijvoorbeeld voor kleine maar fijne (zeg maar felle) zaklampen. De volle lichtsterkte is echter niet altijd nodig, wat de vraag naar een eenvoudige manier van helderheidsregeling doet ontstaan. Na enig denkwerk heeft de auteur de hier beschreven schakeling ontworpen. Met een Eigenschappen Drie helderheidsniveaus instelbaar Eenknopsbediening Microcontroller-besturing Stroomverbruik in sleep-modus slechts 1,2 A ATtiny is een praktische eenknopsbediening mogelijk: de helderheid kan in drie standen worden ingesteld, bij de vierde keer drukken wordt de LED uitgeschakeld. Omdat de AT- 321

323 Onderdelenlijst Weerstanden R1 = 3,3 (1206) R2 = 390 (1206) Condensatoren C1 = 100 n (1206) C2 = 22 µ/10 V (SMD) Halfgeleiders T1,T2 = 2N2222 (SOT-23) IC1 = ATtiny25-20SU (SOT-8, geprogrammeerd, EPSnr ) LED1 = Luxeon-LED 1 W (SMD), wit Diversen: Druktoets Print [1] 100% tiny dan naar de slaap-modus gaat, daalt de stroomopname tot ca. 1,2 µa. Tijdens normale werking stijgt de stroomopname naar ongeveer 12 ma, daarbij komt nog de stroom door de LED. Bij 4,5 V heeft de auteur afhankelijk van de ingestelde helderheid een totaal stroomverbruik van 50 ma, 97 ma en 244 ma gemeten. Andere LED-stromen zijn in de kleine schakeling met een eenvoudige wijziging van R1 in te stellen, de maximale stroom door de LED is echter 350 ma. Wie meerdere LED s wil toepassen, moet ook een ander type transistor gebruiken, de 2N2222 is geschikt voor een maximale stroom van 600 ma. Bij de erg eenvoudige schakeling valt verder op dat een kristal ontbreekt, daar de interne 8-MHz-oscillator van de ATtiny25 wordt gebruikt. In de met BASCOM geschreven firmware [1], die met PWM werkt, is de interne deler (1:8) ingeschakeld. Dit moet ook bij wijzigingen zo blijven, zodat de firmware ook werkelijk op 1 MHz draait, wat stroom bespaart. Een kleine print voor dit project is via de Elektor-website verkrijgbaar [1] (en zoals altijd gratis te downloaden). De auteur heeft er een Weblinks [1] [2] Downloads & Producten Print download / verkrijgbaar via Geprogrammeerde controller controller ATtiny25 Software source-code en hex-file ronde vorm aan gegeven, waardoor deze goed in een zaklamp met drie AA-batterijen past. (081159) 322

324 Gerd Haller en Michael Gaus Bij het testen van schakelingen is er vaak de behoefte om een gedefinieerd signaalniveau te injecteren, bijvoorbeeld een logisch niveau voor de ingang van een digitale schakeling of een bepaalde referentiespanning voor een analoge ingang. De hier voorgestelde universele spanningsinjector is daarvoor heel geschikt. Hij biedt de keuze tussen vaste 323

325 signaalniveaus van 0 V, 2,5 V, 3,3 V, 4,096 V en 5 V. Daarnaast kan met een potentiometer een variabele uitgangsspanning tussen ongeveer 2,9 V en 7,3 V worden ingesteld. De referentiespanningsgenerator REF192 die 2,5 V levert, vormt het hart van deze universele spanningsbron. Deze spanning gaat naar opamp IC4.a. De versterking van deze opamp kan worden veranderd door weerstanden bij te schakelen. Daarmee verandert ook de uitgangsspanning. Voor het kiezen van het gewenste signaalniveau wordt een decimale teller van het type 4017 gebruikt. De klokingang wordt bestuurd door een druktoets met een RC-combinatie en een Schmitt-trigger voor het onderdrukken van de contactdender. Elke keer dat de toets wordt ingedrukt telt de 4017 een stap verder en activeert hij een FET die de overeenkomstige uitgangsspanning inschakelt. Daarnaast is aan elke uitgang van de 4017 een LED gekoppeld, die het gekozen spanningsniveau aangeeft. Uitgang 6 van de teller is verbonden met de reset-pen, zodat de teller na zes trappen weer teruggezet wordt. Als het gekozen spanningsniveau 0 V is, wordt de referentiespanningsbron via de Shutdown-pen uitgeschakeld. Weerstand R4 aan de uitgang van de spanningsbron zorgt dan voor een daadwerkelijke spanning van 0V. De schakeling kan worden gevoed uit een 9- V-batterij of een 9-V-accu. Het geheel kan bijvoorbeeld in een kleine penvormige kunststof behuizing worden ingebouwd. De uitgangsspanning kan dan via een testpen worden geïnjecteerd. Voor de massalijn kan het beste een kabel met meetklem worden gebruikt, die gemakkelijk kan worden verbonden met de massa van de te testen schakeling. (110342) Jochen Brüning Veel microcontrollertoepassingen, zoals die met logging- of trackingfuncties, gebruiken de actuele tijd en vaak ook de actuele datum. Deze informatie kan worden geleverd door een Real Time Clock (RTC) met backup-batterij, bijvoorbeeld met het RTC-IC DS1307. Dit IC kan met een minimum aan externe onderdelen in een schakeling worden geïntegreerd. De software-ontwikkeling is ook te overzien omdat voor veel van de gebruikelijke programmeeromgevingen modules, intrinsieke functies, header-bestanden of bibliotheken beschikbaar zijn. Bovendien zijn op het web talloze programmeervoorbeelden te vinden. Tot zover geen probleem, behalve het feit dat de klok eerst een keer moet worden gelijkgezet voordat deze daarna enkele jaren en dankzij de backup-batterij ook bij uitgeschakeld systeem ongestoord verder kan lopen. Voor deze sporadische handeling moeten dus voorzieningen worden getroffen. In software, maar ook in hardware, omdat bij het gelijkzetten toetsen en een display worden gebruikt (die daarna overbodig zijn). Met de 324

326 voor de open-collector-uitgangen van het IC en een IC-voet met extra lange pennen nodig (voor deze laatste kunnen ook twee busheaders worden gebruikt). De complete RTCschakeling wordt hierdoor draagbaar en ze kan tussen verschillende schakelingen worden uitgewisseld zonder dat de ingestelde tijd verloren gaat. De enige voorwaarde is dat de desbetreffende schakelingen van een passende voet en bedrading zijn voorzien. hier voorgestelde tijdmodule wordt dit probleem opgelost omdat hierbij het RTC-IC samen met de bijbehorende componenten, in principe een batterij en een klokkristal, als insteekmodule is uitgevoerd. De schakeling wordt daarvoor op een klein stukje (gaatjes-)print opgebouwd. Naast IC, kristal en batterij zijn nog een ontkoppelcondensator (C1), twee weerstanden (optioneel) Het belangrijke voordeel van deze opzet is dat in de target-schakeling en het bijbehorende programma alleen de tijdleesfunctie hoeft te worden gerealiseerd. Het gelijkzetten van de klok gebeurt in een hiervan gescheiden (bijvoorbeeld op een breadboard opgebouwde) schakeling. Nadat de tijdmodule eenmalig is gelijkgezet, kan deze met tikkende klok naar zijn uiteindelijke bestemming worden gebracht en er simpelweg ingestoken! (110285) Christian Tavernier Zelfs wanneer u de accu van uw auto of motor steeds zorgvuldig onderhoudt, kunt u nog steeds wel constateren dat de levensduur van uw accu toch aanmerkelijk korter is dan u op grond van de hoge aanschafprijs had verwacht. Weliswaar zijn daar meerdere oorzaken voor aan te wijzen, maar zo ongeveer de voornaamste oorzaak van accuslijtage is het fenomeen van sulfatering van de elektroden. Om beter te kunnen begrijpen hoe dat in zijn werk gaat, moeten we er enige scheikunde bijhalen. In een loodaccu vindt bij het ontladen, dus bij het leveren van stroom, de volgende chemische reactie plaats: Pb+2H 2 SO 4 + PbO 2 PbSO 4 +2H 2 O + PbSO 4 Dit houdt in: poreus lood van de ene elektrode en poreus looddioxide van de andere elektrode reageren met het zwavelzuur waar beide elektroden in hangen en daarbij komt loodsulfaat en water vrij. Bij het opladen vindt juist de omgekeerde reactie plaats: PbSO 4 +2H 2 O + PbSO 4 Pb+2H 2 SO 4 + PbO 2 In dit geval zorgt de elektrische stroom ervoor dat loodsulfaat en water worden omgezet in lood, zwavelzuur en looddioxide. In principe is de reactie dus perfect omkeerbaar en dat is trouwens ook de reden dat men een accu een groot aantal malen kan opladen en weer ontladen. Maar met het verstrijken van de tijd en de vele herhalingen van die laad- en ontlaadcyclus, verloopt die tweede reactie echter steeds minder volledig: niet alle loodsulfaat wordt meer omgezet. Er blijven dus resten loodsulfaat achter op de elektroden van de 325

327 accu. Loodsulfaat geleidt slecht en het heeft de neiging om zich op te hopen op de plaatsen waar het eenmaal neergeslagen is. Dat verschijnsel heet sulfatering. Het is een cumulatief proces dat langzaamaan steeds erger wordt. Verkeert een accu eenmaal in een voldoende vergevorderd stadium van sulfatering, dan is hij op geen enkele gangbare manier meer volledig op te laden. Vanwege de slechte geleidbaarheid van het loodsulfaat neemt de inwendige weerstand van de accu toe, wat de oplaadstroom drukt en daarmee het rendement van de chemische reactie bij het opladen vermindert, waardoor zich nog meer loodsulfaat op de elektrode achterblijft, enzovoort. Nu bestaat er wel een procédé waarmee je het loodsulfaat in een accu kunt verwijderen voordat het te laat is, maar dat is moeilijk uitvoerbaar en bovendien worden er zeer bijtende chemicaliën bij gebruikt, wat niet zonder gevaar is. Daarbij komt dat de meeste accu s tegenwoordig zijn geseald en het dus vrijwel onmogelijk is om bij het elektrolyt te komen zonder de accu te beschadigen. Met de schakeling die we hier voorstellen, kunt u uw accu elektronisch desulfateren, maar hoe eerder in het leven van uw accu u met de 80% Onderdelenlijst Weerstanden R1 = 470 k R2=22k R3 = 330 R4 = 220 Condensatoren C1 = 100 F /25V C2 = 100 nf C3 = 2,2 nf C4=47nF C5 = 100 F /25V,lowESR Halfgeleiders D1 = Zener 15 V / 0,4 W D2 = BYW IC1 = NE555 T1 = IRF9540 Diversen L1 = 220 H / 3,5 A L2=1mH/1A behandeling begint, hoe meer rendement u daarvan zult hebben. Het principe berust op Amerikaans onderzoek waarbij is aangetoond dat de loodsulfaatkristallen door ionenagitatie stukje bij beetje worden vergruisd wanneer er korte maar hevige stroompulsen aan de accu worden toegediend. Mocht u enigszins sceptisch zijn ten aanzien van de be- 326

328 trouwbaarheid van dit procédé dan kunt u het toch zonder groot financieel risico uitproberen want de schakeling is eenvoudig en niet duur. Ons schema is ontleend aan de vele ontwerpen die we vonden op internet aan de overkant van de Atlantische Oceaan. Het lijkt wijdverbreid daar, deze methode van desulfatering, vooral in de Verenigde Staten. Het schema lijkt nog het meest op dat van een spanningsbooster, oftewel een schakelende voeding van het type boost. IC1, een 555, is in astabiele modus geconfigureerd. Hij fungeert hier als oscillator met een frequentie in de orde van grootte van khz; hij genereert een periodiek pulssignaal aan de uitgang, maar met zeer gering vermogen. Die pulsen zijn eerst nog te zwak om T1 open te trekken. Daardoor kan C5 zich via zelfinductie L2 opladen tot de accuspanning. Wanneer T1 gaat geleiden, en dat gebeurt maar heel kort onder besturing van de zwakke pulsen, ontlaadt C5 zich op brute wijze via T1 en L1. Wanneer T1 dan weer uitschakelt, kan de stroomstoot van die ontlading door L1 niet onmiddellijk weg naar massa. Het gevolg is dat die stroomstoot vanaf diode D2 de accu in moet. Nemen we een goede kwaliteit condensator voor C5 en een korte verbinding met voldoende dik draad van de schakeling naar de accu, dan kunnen we stroomstoten van 5 tot 10 ampère bereiken. Het stroomverbruik van de schakeling is desondanks gering, in de grootteorde van 40 ma, dat komt door het geringe vermogen dat de oscillator hoeft te leveren. De uitvoering van de schakeling is niet moeilijk, zeker niet wanneer u het voorgestelde printontwerp gebruikt, maar voor optimaal functioneren van de schakeling is de juiste keuze van de componenten wel heel belangrijk. De zelfinducties moeten ongewijzigd blijven. Ze zijn verkrijgbaar bij bijvoorbeeld RS Components onder artikelnummer (L1) en (L2). Ook voor diode D2 is het aangegeven type het beste. Als het niet anders kan, kunt u eventueel wel een equivalent nemen, maar dat moet dan ook een ultrasnel type zijn. Zo ook moet C5 een type met een lage serieweerstand zijn (low ESR), zoals het soort dat in schakelende voedingen wordt gebruikt. Zoals u al kunt zien aan de print-layout, worden T1 en D2 gemonteerd op U-vormige koelvinnen voor TO-220-behuizingen. We raden u aan om de schakeling in een metalen behuizing verbonden met massa te monteren, want er worden parasitaire elektromagnetische pulsen gegenereerd en het heeft geen zin om die de atmosfeer in te sturen. De verbinding met de accu moet worden gemaakt met kort draad van minimaal 2,5 mm2 diameter, zorgvuldig en strak om de klemmen gewonden. De overgangsweerstand tussen de schakeling en de accu is daarmee zo gering mogelijk, wat het effect van de behandeling ten goede komt. Indien nodig kan de accu aangesloten blijven. Volgens sommige auteurs op internet is het beter om tegelijk een lader aan de accu aan te sluiten, zelfs al heeft die een geringe laadstroom, om te voorkomen dat de accu leegloopt op de schakeling. Dit raden wij echter af, omdat de lage uitgangsimpedantie van de lader de stroomstoten van de schakeling belast en daarmee het nuttig effect van het procédé benadeelt. Wanneer u de ontzwavelaar direct op de accu in uw auto aansluit, doet u er om dezelfde reden verstandig aan om ten minste één van de accukabels los te nemen. In moderne auto s staat er behoorlijk wat elektrische apparatuur permanent onder spanning, ook als het contact van de auto uitstaat. De parallelle impedantie daarvan kan het nuttig effect van de desulfator eveneens nadelig beïnvloeden. (081175) Weblink [1] Downloads PCB print-layout, verkrijgbaar via 327

329 Roland Heimann Vaak staat men als ontwerper voor de opgave een klok correct te moeten delen, hetzij in een microcontrollerschakeling of in de meettechniek. De hier getoonde schakeling kan een symmetrische ingangsklok met een instelbare laag-hoog-verhouding van maximaal 1:255 delen en wekt daarbij een symmetrische uitgangsklok met een 1:1-schakelverhouding op. Het hart van de schakeling is de terugteller IC1, die in onze toepassing via DIP-switches wordt geprogrammeerd. Op de klokingang heeft dit IC pulsen nodig, die met behulp van een vertragende poortketen (IC3 en IC4) uit het ingangssignaal f 0 worden opgewekt. De uitgang van de teller TC toggelt ten slotte een JK-flipflop. Bij de pulsvorming speelt het geen rol of nietinverterende dan wel inverterende poorten worden toegepast, alleen het aantal en de bouwserie, zeg maar de totale vertraging van de keten is bepalend. Met zeven HC-poorten zoals in deze schakeling blijft men aan de veilige kant en kan men voldoende brede naaldpulsen voor de teller opwekken (de looptijd of propagation delay kan natuurlijk ook in de datasheets van de poort opgezocht worden). Men moet er op letten dat zowel bij de neergaande als bij de opgaande flank van het ingangssignaal een puls wordt opgewekt. De terugteller verlaagt de tellerstand met 1 bij elke klokpuls op CP. Bereikt hij tellerstand nul, dan wordt de TC-uitgang een korte tijd laag. Deze neergaande puls komt op ingang PL (parallel load), wat het laden van de met DIP-switches ingestelde binaire waarde be- 328

330 werkstelligt. Daarna begint het terugtellen opnieuw. Zoals gezegd is de JK-flipflop als toggleflipflop geschakeld (J en K zijn hoog). Bij iedere neergaande flank op ingang CLK wisselen de uitgangen Q en Q hun logische niveau. Alles bij elkaar komt de deelverhouding precies overeen met de via DIP-switches ingestelde binaire waarde. Om bijvoorbeeld de ingangsfrequentie door 23 te delen, stelt men de DIP-switches in op (zet dus P4, P2, P1 en P0 op hoog). (080436) Mark Donners Enige tijd geleden maakte de auteur een ritje in een Citroën. Deze auto had een leuk gadget aan boord dat hij niet kon ontdekken in de losse verkoop. Dan zit er voor een elektronicus maar één ding op: zelf maken. Het gaat hier om een apparaatje dat de gereden snelheid bewaakt. Zodra de ingestelde snelheid overschreden wordt, gaat er een alarm af. Op die manier heeft de chauffeur een goede controle op zijn gereden snelheid. Een soort pseudocruise-control dus! De schakeling is opgebouwd rond een ATtiny25- microcontroller van Atmel. Deze microcontroller heeft genoeg aan boord om het beoogde doel te bereiken. De controller werkt op een frequentie van 1 MHz die wordt gegenereerd door de interne oscillator. De beoogde snelheid wordt ingesteld met behulp van een drukknop die wordt aangesloten tussen pen 3 en pen 1 van connector K1 (ingang PB1 van de microcontroller). Het is de bedoeling dat de chauffeur de drukknop bedient op het moment dat hij de ge- 329

331 wenste detectiesnelheid rijdt. Nadat deze snelheid is opgeslagen via PB1 zal de microcontroller een akoestisch alarm produceren als de snelheid overschreden wordt: een kleine overschrijding produceert 2 korte tonen, een hogere overschrijding een lange harde toon. De snelheid wordt gemeten via pen 2 van K1. De optische scheiding met IC2 zorgt er voor dat er geen te hoge spanning op ingang PB2 van de microcontroller kan komen te staan. Men kan hiervoor het snelheidssignaal van de tachometer van de auto aftappen of ergens bij een as een reed-relais en magneet monteren. De firmware is geschreven in C en is geassembleerd met behulp van Codevision. De firmware doet niets anders dan op interruptbasis het snelheidsignaal bewaken. Dit wordt gedaan door het tijdsinterval te meten tussen twee pulsen. Hoe korter deze tijd, des te hoger is de snelheid. Indien de snelheid wordt overschreden zal er een alarmsignaal gegenereerd worden. Voor het programmeren van de microcontroller kan men connector K3 gebruiken (pen 1 = SCK, 2 = MISO, 3 = MOSI, 4 = /RESET). Informatie over het beschikbare snelheidssignaal in verschillende typen auto s is onder meer op [2] te vinden. (081127) Weblinks [1] [2] www-oud.carpoint. nl/support/index. php? [2] page=description&productgroepid=24 Software source- en hex-code Ton Giesberts Sommige elektronische apparaten hebben in ingeschakelde toestand geen indicator die aangeeft dat ze aan staan. Dat kan het geval zijn als de verlichting van een display wordt uitgeschakeld. Ook als het verbruik minder dan 10 W is, mag de anders verplichte netindicatie achterwege blijven. Men vergeet dan snel het apparaat uit te schakelen. Wil men weten of er nog steeds stroom uit het net opgenomen wordt of wil men toch een indicatie na inschakelen hebben (zonder het apparaat te moeten open maken en modificeren), dan biedt deze schakeling de oplossing. Een mogelijkheid om netstroom te detecteren en daarbij onafhankelijk van de belasting een redelijk constante spanning op te wekken, is het opnemen van een aantal antiparallel geschakelde dioden in serie met een van de netaansluitingen. Hier is gekozen voor diodetypen die 6 A kunnen voeren en een piekstroom (eenmalig) van 200 A kunnen verwerken. Dat laatste is bij inschakelen van belang. Het voordeel van de gekozen dioden is dat de spanningsval bij grotere stromen toeneemt, 1,2 V bij 6 A. Daardoor kan men aan de helderheid van de LED het afgenomen vermogen ruw schatten (bij extreem lage vermogens). 330

332 De LED-sturing is zodanig van opzet dat de LED knippert. Hierdoor kan tijdelijk meer stroom door de LED worden gestuurd en is de helderheid ook bij kleine belastingen voldoende. We hebben gekozen voor ongeveer 5 seconden uit en een halve seconde aan. Gaan we uit van een stroom van 2 ma voor een goede helderheid van de low-current LED en tolereren we 1 V voedingsdaling, dan is een elco van 1000 F nodig voor de afvlakking (C2). Om een knipperende LED te maken met een hoog rendement maken we gebruik van een astabiele multivibrator met twee transistoren. Deze is zodanig gedimensioneerd dat de aanstuurstroom voor de transistoren minimaal is. Is de voedingsspanning 3 V, dan is de gemiddelde stroomopname ongeveer 0,5 ma (LED aan 2,7 ma, LED uit 0,2 ma). C4 en R4 bepalen de aan-tijd van de LED (afhankelijk van de voedingsspanning 0,5...0,6 s). De uit-tijd van de LED wordt door C3 en R3 bepaald en bedraagt net geen 5 s. Theoretisch is deze tijd gelijk aan R C ln2, maar door de lage voedingsspanning en de aangepaste dimensionering wijken deze tijden in de praktijk iets af. De dioden D1...D6 hoeven niet speciaal hoogspanningsdioden te zijn, de sperspanning bedraagt hier door de antiparallelschakeling maar een paar volt. Dit spanningsverlies is door de absolute grootte van de netspanning natuurlijk te verwaarlozen. Alleen moet men op de maximale belasting letten. Bij meer dan 1 kw moeten zwaardere dioden worden toegepast. Bij zulke grote vermogens kan bovendien koeling van de dioden noodzakelijk zijn. De spanning over de dioden gebruiken we als bron voor de voedingsspanning van de LEDaansturing. Om de schakeling gevoeliger te krijgen wordt met de cascade (spanningsverdubbelaar) C1/D7/D8/C2 de spanning over D1...D6 verdubbeld. Het voordeel hiervan is bovendien dat de wisselstroom volledig wordt benut. Voor de dioden zijn Schottkytypen toegepast om zo weinig mogelijk spanningsverlies in de cascade te krijgen. Metingen aan D1...D6 gaven aan dat bij een stroom van 1 ma de spanningsval per diode ongeveer 0,4 V bedraagt. We hadden ons tot doel gesteld dat de schakeling vanaf 1 ma een redelijke indicatie moet geven. Dat is zo aardig gelukt. Het gebruik van een goede lowcurrent LED is daarbij wel een vereiste. Let goed op: de hele schakeling is met de netspanning verbonden! Werk nooit aan de schakeling als de steker nog insteekt. De eenvoudigste manier om de schakeling in te bouwen is in een halfdoorzichtig kastje met dezelfde kleur als de LED. Voor de netkabels (in en uit) naar bijvoorbeeld een kleine verdeeldoos moeten deugdelijke trekontlastingen gebruikt worden. De isolatie van de LED voldoet niet aan een bepaalde isolatieklasse. De LED mag dus niet aanraakbaar zijn en dus ook niet door de behuizing naar buiten steken. (090400) Weblink [1] 331

333 Georges Treels De meeste actieve componenten met drie aansluitingen kunnen met behulp van een simpele ohmmeter worden getest. Maar als een groot aantal van deze onderdelen moet worden getest, is dat nogal bewerkelijk. Hierdoor ontstond het idee om één apparaat te maken voor het simpel en snel testen van zulke componenten. Het hier voorgestelde apparaat is geschikt voor het testen van bipolaire NPN- en PNPtransistoren, P-kanaal- en N-kanaal-FET s en MOSFET s, UJT s, triacs en thyristors. De component kan bij de test niet worden beschadigd. De universele aansluitmethode is geschikt voor alle soorten behuizingen, inclusief sommige SMD s. Met het apparaat kan razendsnel van het ene naar het andere onderdeel worden omgeschakeld zonder dat er een meerstandenschakelaar wordt gebruikt, want die is veel te duur en bovendien moeilijk verkrijgbaar. Hier volgt hoe u zo n multi-inzetbaar instrument met minimale kosten kunt realiseren. IC1 is een viervoudige CMOS schakelaar (de bekende 4066) waarmee bipolaire transisto- 332

334 ren en FET s worden getest. Bij het indrukken van S1 wordt het testresultaat voor deze onderdelen met de LED s D1 t/m D4 weergegeven. De maximale stroom door een 4066 bedraagt slechts enkele milliampères en dat is te weinig voor de andere te testen onderdelen. Daarom wordt gebruik gemaakt van relais RE1. Dit is een 12-V-relais met twee maakcontacten. Het eerste contact schakelt de voeding voor het testcircuit voor UJT s, en het tweede schakelt de voeding voor het testcircuit voor thyristors en triacs. Na veel experimenteren bleek dat UJT s het beste dynamisch kunnen worden getest met behulp van een relaxatie-oscillator. Met R11 en C1 is de frequentie van de oscillator op ongeveer 2 Hz ingesteld. Op aansluiting B1 van de UJT staat een zaagtand die voor ons verder niet bruikbaar is. Op B2 vinden we daarentegen mooie, maar erg korte pulsen. Om deze via LED D5 goed zichtbaar te maken, worden ze verlengd door het als monostabiele multivibrator geschakelde IC2. Het tweede maakcontact van het relais bestuurt de gate van een thyristor of triac. De waarde van R18 is een compromis voor de verschillende waarden van de gatestroom bij dit soort onderdelen. Weerstand R17 is een belangrijk onderdeel, want de stroom door een geleidende triac kan nogal groot zijn, 250 ma is hier een goed compromis. LED D6 geeft het testresultaat weer, maar let op: de test moet worden afgesloten met een korte onderbreking van de voeding om de triac te resetten. Op de internetpagina bij dit artikel [1] is de print-layout beschikbaar die de auteur voor zijn schakeling heeft ontworpen, evenals foto s van zijn schakeling. Bij het prototype zijn de LED s en de testknop op de koperzijde van de print gemonteerd. De zes (female) aansluitingen voor de te testen onderdelen zijn gesloopt uit oude apparatuur, maar er zijn voldoende geschikte exemplaren te koop. De krokodilleklemmen van de meetsnoeren voor het testen van SMD-componenten moeten zo klein mogelijk zijn. (100942) Weblink [1] Michael Gaus Veel AVR-gebruikers zouden graag een goedkope eigen programmer bouwen maar hebben een kip-ei-probleem: de te bouwen AVRprogrammer werkt op basis van weer een AVR-controller die natuurlijk eerst geprogrammeerd moet worden met firmware waarvoor wel eerst een programmer nodig is... Hier kan de SCAP (Serial Cheap AVR Programmer) van pas komen: een zeer eenvoudig op te bouwen AVR-programmer met een minimaal aantal onderdelen en aan te sluiten op de RS232-interface van de PC of via een USB-RS232-converter op de USB-interface. In de schakeling is een 9-polige SUB-Dconnector (K1) te zien, die aangesloten wordt op de seriële interface van de PC (RS232 of USB-RS232-converter). 333

335 Omdat in deze schakeling gebruik gemaakt wordt van het feit dat er intern in de AVR beschermingdioden zitten van de I/O-pennen naar V CC en GND, moeten beide weerstanden R1 en R2 zorgen voor stroombegrenzing. De stroom die door de beschermingdioden vloeit mag in ieder geval niet groter zijn dan 1 ma. De RS232-interface werkt met niveaus tot ±15 V. Bij 15 V begrenst de interne beschermingdiode van de AVR die naar GND gaat de spanning op een I/O-pen tot een waarde die groter wordt dan 0,7 V. Bij +15 V begrenst de diode die naar V CC gaat de spanning op een I/O-pen tot een waarde die kleiner is dan (V CC + 0,7 V). Listing # # Serial Cheap AVR Programmer (SCAP) # reset=rts sck=dtr mosi=txd miso=dcd programmer id = "scap"; desc = "Serial Cheap AVR Programmer, reset=rts sck=dtr mosi=txd miso=dcd"; type = serbb; reset = 7; sck = 4; mosi = 3; miso = 1; ; # Weblinks [1] AVRDUDE: [2] AVRDUDE-versie voor Windows: [2] [2] avrdude-5.10.zip Vanwege de relatief hoogohmige serieweerstanden R1 en R2 duurt het omladen van de interne ingangscapaciteiten op de AVR-pennen wat langer dan bij directe push-pullsignalen en daarom moet de frequentie op klokleiding SCK niet te hoog gekozen worden om storingen te voorkomen. De aansluitgegevens van K2 komen overeen met de 6- polige standaard ISP-steker van Atmel. Een tamelijk universeel programmeertool dat heel eenvoudig kan worden aangepast voor het aansturen van de SCAP is de bekende open-source software AVRDUDE klaar (zie [1] en [2]). In de configuratie-file avrdude.conf moet daartoe de in het kader gegeven listing worden ingevoerd. Op deze manier wordt een programmer met de naam scap gedefinieerd, die met de command-line-parameter -c scap kan worden aangeroepen. De reset-pen moet weliswaar gedefinieerd worden voor AVRDUDE, maar is in de schakeling vast verbonden met GND. Als AVRDUDE eens een keertje geen verbinding meer krijgt met de aangesloten AVR, dan moet de voeding van de te programmeren AVR kort uit- en weer ingeschakeld worden, zodat de AVR een power-on-reset krijgt. Hier is een voorbeeldregel voor AVRDUDE om via de op COM1 aangesloten SCAP het flashgeheugen van een ATmega8 (met commandline-parameter -p m8) te programmeren met de hexfile test.hex: avrdude -P com1 -p m8 -c scap -i 300 -U flash:w:test.hex:i De delay voor de klok op SCK is hier via de command-line-parameter -i 300 op 300 s gezet. Daardoor duurt het programmeren relatief lang. Afhankelijk van de interface (traditionele RS232 of USB-RS232-converter) kan de waarde eventueel verlaagd worden tot minder dan 50, zodat het programmeren sneller gaat. Wanneer de SCAP als kip-ei-oplossing wordt gebruikt, dan maakt het helemaal niets uit als het programmeren wat langer duurt. (110087) 334

336 Herbert Musser en Alexander Ziemek PWM-generatoren zijn handig in allerhande elektronica: in voedingen of om te meten, te testen of te regelen. Dergelijke schakelingen zijn dus ook al heel wat keren besproken in Elektor. We presenteren hier een universele uitvoering die luxueus te noemen is. Zoals altijd is de software (sourcecode en hexfile) gratis te downloaden van de webpagina die hoort bij dit artikel [1] en is daar ook de voorgeprogrammeerde controller te bestellen. Speciaal voor dit project zijn daar ook de Eagle-files voor de printplaat van de auteurs te vinden. Het centrale bedieningsorgaan voor (bijna) alle instellingen is een incrementele encoder (meerkeuzeschakelaar) van ALPS. Daarnaast hebben we nog een mode-switch nodig om de functies Uit, PWM en Full Power mee te kiezen. Beide bedieningselementen worden aangesloten via pinheaders (K2 en J1). Wat er is ingesteld, wordt weergegeven op een standaard-lcd van 2 16 tekens, dat eveneens via een standaard connector met de print wordt verbonden. 335

337 Het middelpunt van de schakeling is een PIC16F628 (of een PIC16F628A). Twee parallel geschakelde vermogens-fet s en twee krachtige blusdioden zorgen ervoor dat gelijkspanningsmotoren tot 30 V met een nominale stroom tot zo n 10 A zonder mankeren rechtstreeks aan te sturen zijn. Meer stroom kan de elektronica ook wel leveren, maar extra maatregelen om te zorgen dat de leidingen die stroom aankunnen, zijn dan beslist noodzakelijk. Je zou eventueel de printbaan dikker kunnen vertinnen, maar het is beter om voldoende dik draad erbij te solderen. Ook voor de bediening hebben we ons vooral gericht op motorsturing. Een boost-functie om de motor betrouwbaar te laten starten, is dan een handige feature. Gedurende de ingestelde boost-tijd worden de uitgangen vol uitgestuurd, dus onafhankelijk van de ingestelde duty-cycle. Het PWM-signaal verschijnt alleen aan de uitgang als de meerkeuzeschakelaar eerst vanuit de UIT-stand is omgeschakeld. Dat is gedaan vanwege de veiligheid, om ervoor te zorgen dat een aangesloten machine na een stroomstoring niet plotseling vanzelf weer gaat draaien. In de normale stand (PWM) zie je de actuele frequentie van de PWM en de duty-cycle in procenten op het display. Via de encoder kan op dat moment alleen de duty-cycle worden veranderd, de PWM-frequentie is een basisinstelling. Die basisinstellingen bepaal je in het setupmenu. Daar kom je in terecht door de stand UIT te kiezen en dan de encoder meerdere seconden ingedrukt te houden. Dit menu biedt de volgende keuzes: boost: on / off boost time: 1s/2s/5s PWM freq: 1 khz /2kHz/5kHz PWM step: 1%/2%/5%/10% Met exit verlaat je het setup-menu. De parameter PWM step geeft de stapgrootte aan waarmee de duty-cycle van het PWM-signaal verandert als je op de meerkeuzeschakelaar drukt. De ingestelde waarden gaan niet verloren als de voeding wordt uitgeschakeld, want die worden opgeslagen in de EEPROM van de 16F628(A). Bij de auteurs doet de schakeling uitstekend dienst. Ook bij frequenties van 5 khz zijn de flanken nog mooi steil en stabiel. (090856) Weblink [1] Bernd Schulte-Eversum De LED-fietsverlichting elders in deze uitgave (bladzijde 243) blijkt zeer geliefd te zijn. Ook de auteur vond de principiële uitvoering erg interessant en wil graag twee grondig verbeterde varianten van de schakeling laten zien. Beide schakelingen werden net als het origineel uit een 6-V-batterij (of een 6-V-accu) gevoed. Deze spanning is hier met V1 aangeduid. De eenvoudigere schakeling met vier transistors komt functioneel overeen met de oorspronkelijke versie. Het gaat hier om een flyback-converter die met de spanningsval over een serieweerstand (hier R2) geregeld wordt. R2 is gedimensioneerd voor vier witte LED s (D4...D7) en heeft een waarde van 6,2, waarmee de LED-stroom 20 ma wordt. Voor de begrenzing van de maximale uitgangsspanning bij onderbreking van de LEDketen dient hier de 250-mW-zenerdiode D10 die via T3 en T1/T2 de gate van MOSFET T5 naar massa trekt als de uitgangsspanning 336

338 boven de zenerspanning uitkomt. Een zenerspanning tussen 15 en 24 V wordt aanbevolen. L1 is een spoel van 100 H met een maximaal toelaatbare stroom van minimaal 0,5 A en een lage DC-weerstand. Met transistor T1 wordt de gate van MOSFET T5 laagohmig geladen. Transistor T2 (bij de auteur een dubbeltransistor in SMD-vorm, de BC846S) is als diode geschakeld via welke de gate van T5 met T3 wordt ontladen. Door deze aanvulling (ten opzichte van de oorspronkelijke schakeling) wordt MOSFET T5 sneller geschakeld, waardoor ook het rendement beter wordt. Een neveneffect daarvan is dat dan ook de schakelfrequentie duidelijk omhoog gaat. Bij een schakelfrequentie boven de 150 khz moeten voor de ingangs- en uitgangscondensatoren eventueel folie- of keramische condensatoren gekozen worden, omdat elco s hun eigenlijke werking verliezen. Als MOSFET was in de oorspronkelijke schakeling een NTD4815N met een R DS(on) van 15 m (bij een U GS = 10 V) gekozen, maar andere N-kanaal-MOSFET s met een vergelijkbare lage R DS(on) zijn ook geschikt. De tweede schakeling (met vijf transistoren) onderscheidt zich van de eerdere door een secundaire stroomregeling met transistor T4. Daardoor is hij geschikt voor een grotere LED-stroom die bij schommelingen van de voedingsspanning ook nog relatief constant blijft. De door de LED-stroom veroorzaakte spanningsval over weerstand R6 stuurt T4 open, die dan via T3 de maximale schakelstroom van T5 beïnvloedt om de uitgangsstroom constant te houden. Transistor T4 is een BC856B (SMD). Wilt u er een met pootjes, neem dan een BC556B. T3 is een BC546B en de voor T1 en T2 door de auteur gebruikte SMD-dubbel-transistor BC846S kan vervangen worden door een BC546B voor T1 en een diode 1N4148 voor T2. (090723) 337

339 Daniel Savel Het flitsgedeelte in deze schakeling komt uit een wegwerpcameraatje van Fuji. Voor het ontwerp heeft de auteur zich laten inspireren door de variaties die er over dit thema op het web te vinden zijn. Het richtgetal [1] van de flitser is ongeveer 14 in lucht, in water wordt dat om en nabij 6. De lichtsterkte is niet regelbaar. Deze flitslamp is vooral bedoeld voor onderwaterfotografie, dus vandaar dat de auteur hem in de onderwaterbehuizing van een oude Nikon Coolpix 7900 heeft gemonteerd. Maar uiteraard kunt u hem ook gebruiken voor opnamen bóven water. Het flitsgedeelte wordt gevoed uit een batterij van 1,5 V die ongeveer 30 tot 40 ma moet leveren zodra de condensator is opgeladen. Het besturingsgedeelte maakt gebruik van een PIC12F675 die gevoed wordt met een knoopcel van 3 V. Het stroomverbruik is bijna te verwaarlozen, namelijk enkele ma gedurende de 200 ms dat er iets te flitsen is en slechts 600 na in de rest van de tijd als de microcontroller op stand-by staat. Een aan/uit-knop zit er om die reden dan ook niet op. De flitser van de Fuji-camera werkt met een mechanisch contact dat gelijktijdig met de sluiter in de camera geactiveerd wordt. In ons geval moeten we dat contact vervangen door een thyristor MCR met een serieweerstand van 1 k aan de gate. Deze twee worden direct in het Fuji-moduultje gemonteerd. Er bestaan heel veel verschillende van die flitsprintjes in evenzovele wegwerpcamera s. Maar ze lijken allemaal op elkaar, dus u kunt ons ontwerp heel eenvoudig aanpassen voor het type dat u zelf onder handen hebt. Let wel goed op de spanningen en vergeet niet de massa s van de logica en de flitsprint met elkaar te verbinden. Schema s van deze printjes circuleren veelvuldig op internet, dus het zal niet heel moeilijk zijn om iets te vinden dat dicht in de buurt komt van wat u zelf hebt. 338

340 De firmware [2] heeft drie modi: handmatig, pseudo-ttl (Through The Lens, dus meting door het objectief) en sleep. Op de handbediening komt de flits precies op het moment dat u afdrukt. Pseudo-TTL geeft een paar flitsjes vooraf, zoals bij rode-ogen-reductie. Hoeveel flitsjes dat precies zijn, varieert van camera tot camera en zelfs van opname tot opname. In de pseudo-ttl-mode in de firmware wordt dat probleem omzeild door na de eerste preflits altijd 100 ms te wachten voordat geprobeerd wordt de belichtingsflits te detecteren. LED D1 licht op als de preflits wel is gezien, maar de echte flits na 100 ms nog niet. Wat deze slave-flitser bijdraagt aan de belichting van de opname wordt niet meegenomen in de meting die de camera doet, maar komt gewoon bij het licht van de master-flitser vandaar pseudo-ttl. De auteur heeft wel gedacht aan echte TTL, of op zijn minst een flitssterkteregeling, maar daar is een zeer specifieke transistor voor nodig (een 25AAJ8 of equivalent) en die is heel moeilijk verkrijgbaar. (100584) Weblinks [1] [2] Thorsten Steurich Deze schakeling is ontwikkeld als uitbreiding voor een elektrische garagedeuropener. De auteur vond het riskant dat korte elektrische pulsen, zoals van een onweer of een storing op het lichtnet bijvoorbeeld, de garagedeur konden openen. Door deze uitbreidingsschakeling spreekt de ontvangstmodule nu pas aan als de knop van de afstandsbediening langer dan circa 0,5 seconde wordt ingedrukt. Natuurlijk zijn er nog veel meer toepassingen denkbaar, zoals bij de besturing van rolluiken en alarmsystemen. Het hart van de schakeling is NAND-poort IC1.C. De uitgang van de schakeling (achter inverter IC1.D) wordt alleen hoog als beide ingangen van IC1.C een hoog niveau zien. Als de schakeling aangestuurd wordt, komt T1 in geleiding, zodat de uitgang van IC1.A en dus ook pen 8 van IC1.C hoog worden. Door er nu voor te zorgen dat de tweede ingang van IC1. C voorlopig nog laag blijft, bereikt het signaal de uitgang van de schakeling pas na de vertragingstijd. In het geval van onze deuropener dus alleen als de afstandsbediening lang genoeg bediend wordt. 339

341 Voor deze tijdelijke vergrendeling van IC1.C is hier een 555 ingezet, die als monoflop geschakeld is. (Zie ter vergelijking de gordijnautomaat met een 555 op bladzijde 263.) Als de schakeling aangestuurd wordt, gaat T2 korte tijd geleiden door de positieve flank op de uitgang van IC1.A. Daardoor wordt de timer getriggerd. De uitgang van de timer wordt dan hoog en zodoende wordt pen 9 van IC1.C laag. Vanwege de looptijd van het signaal in de poorten verschijnt op de uitgang van IC1.C weliswaar een heel korte puls met een laag niveau, maar vanwege het RC-netwerk bij IC1.D beïnvloedt dat niet de uitgang van de schakeling. Als de tijd van timer IC2 is afgelopen (tijdconstante R7/C5), wordt zijn uitgang weer laag. IC1.C wordt dan weer ontgrendeld. Wanneer de afstandsbediening eerder wordt losgelaten, gebeurt er niets. Na het loslaten van de afstandsbediening is de schakeling weer klaar voor een volgende cyclus, want dan wordt de uitgang van IC1.A laag en reset daarmee de timer (zowel de reset- als de triggeringang van de 555 is actief laag.) (081086) Jean Herman Met de hier voorgestelde schakeling is het mogelijk de juiste werking van zenerdioden tot 200 V te controleren en tevens is het mogelijk de doorslagspanning van een onbekende zenerdiode vast te stellen (eigenlijk zijn alleen de exemplaren van 2 tot 5,6 V echte zenerdioden waarvan de werking berust op het tunneleffect, boven deze spanning berust de werking op het avalanche-effect). De stabiliteit van de spanning van de zenerdiode is afhankelijk van de inwendige weerstand en de temperatuurcoëfficiënt. Om deze reden kan deze tester met verschillende stroomsterktes meten. De inwendige weerstand wordt bepaald met R INT = dv/di. di ontstaat door de te testen diode beurtelings twee verschillende stro- 340

342 men aan te bieden (bijvoorbeeld 10 ma en 5 ma). di is het verschil tussen deze twee stromen (5 ma). Door in beide gevallen de spanning te meten (laten we zeggen 6,6 en 6,3 V), wordt dv vastgesteld (6,6 V 6,3 V = 0,3 V) en kunnen we de waarde van R INT (0,3/0,005 = 60 ) bepalen. De temperatuurcoëfficiënt van een zenerdiode is afhankelijk van zijn doorslagspanning. Een diode van minder dan ongeveer 6 V heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, rond 6 V heeft de temperatuur geen invloed en boven 6 V is er sprake van een positieve coëfficiënt. We kunnen de temperatuurcoëfficiënt meten door de spanning over de aansluitingen van de diode te meten terwijl er een gelijkstroom (10 ma) door loopt. Het apparaat heeft twee spanningsbronnen, 0 tot 20 V en 0 tot 200 V, waardoor er minimaal twee aparte transformatoren nodig zijn. Voor het opwekken van de nodige spanningen dienen drie kleine standaard transformatoren. Transformator TR3 dient alleen voor het voeden van de digitale voltmeter met 5 V. Instellen gebeurt met hoofdschakelaar S2 met vier dekken (A t/m D). Stand 20 V In de 20-V-stand voedt transformator TR1 een gelijkrichtbrug. Zodoende beschikken we over een spanning van ongeveer 32 V. Transistor BD244 is als constante-stroombron geschakeld. Met schakelaarcontact S1.A kiezen we een emitterweerstand en beschikken daardoor over drie verschillende stromen: 5 ma, 10 ma en 50 ma. De stroom uit de BD244 is als volgt grofweg te berekenen: 341

343 I const VZ (, 34 V) VBE (, 06 V) emitterweerstand Een (geselecteerde) zenerdiode van 20 V begrenst de uitgangsspanning tot 20 V (of indien mogelijk tot 19,9 V), zodat de digitale voltmeter niet overstuurd wordt. Een 1N4007 in serie met de uitgang van de stroombron voorkomt kortsluiting van het meetcircuit. Schakelaar S2.C staat in dat geval ook in de 20-V-stand. Stand 200 V Schakelaarcontact S2.A leidt de 24-V-wisselspanning naar TR2, een 24 V/230 V transformator. Het is echter een normale nettrafo van 5 VA die andersom wordt gebruikt. Na de bruggelijkrichter staat een gelijkspanning van ongeveer 250 V beschikbaar. Transistor BF470 is ook als constantestroombron geschakeld. Het is niet eenvoudig een hoogspannings-pnp-transistor te vinden, de BF470 wordt gewoonlijk toegepast in videoversterkers voor kathodestraalbuizen. Met schakelaarcontact S1.B kiezen we weer een emitterweerstand voor het opwekken van drie verschillende stromen: 1 ma, 5 ma en 10 ma (voor de berekening zie boven). Vanwege de hogere spanningen van de dioden zijn de stromen veel lager. Dat betekent bij 10 ma en 200 V toch 2 W dissipatie voor de BF470, wanneer er een 200-V-zenerdiode is aangesloten. Stand 0 V Als schakelaar S2 in de middenstand staat, is er niets verbonden. Met dit apparaat kunnen we metingen doen aan gewone dioden, maar het is ook mogelijk om bijvoorbeeld spanningstabilisatorbuizen als de 0A2, 0B2... of VDR s te meten. De nauwkeurigheid van de digitale voltmeter staat garant voor de juiste meting van de diodespanning en hieruit is de invloed van de temperatuur op het onderdeel af te leiden. Schakelaarcontact S2.D bepaalt de positie van de komma op de module (19,99 V of 199,9 V), de gevoeligheid blijft echter 199,9 mv. Vergeet niet de standaard doorsoldering op punt P3 van de voltmetermodule weg te halen. (090181) Philippe Frétaud en François Auger De Arduino-kaart kent diverse verschijningsvormen. De klassieke kaart (deze bestaat op zijn beurt ook weer uit diverse modellen zoals de Diecimila, de Duemilanove, de Uno enzovoort) meet ongeveer 5 7cmen biedt plaats aan een shield, een uitbreidingskaart voor de Arduino. De LilyPad kaart is een ronde Arduino voor toepassingen op kledinggebied en de Nano is een kleine (18 43 mm) Arduino-module die speciaal ontworpen is voor gebruik met experimenteerprinten en breadboards. In plaats 342

344 van de female connectoren zoals we die kennen van de klassieke Arduino, beschikt de Nano over twee rijen van 15 contacten met een steek van 2,54 mm. Hoewel deze opzet veel overeenkomsten vertoont met oudere microcontrollers zoals de BASIC Stamp 2 of de CUBLOC CB320, zorgt hier een USBverbinding voor een betrouwbare communicatie met moderne computers. In tegenstelling tot een klassieke Arduino-module heeft de Nano een hulpkaart nodig als we hem in een bepaalde toepassing willen gebruiken. Hier wordt een moederkaart beschreven die oorspronkelijk is ontworpen voor een toepassing op robotgebied, maar die ook op andere gebieden inzetbaar is. Het robotkarakter van de kaart blijkt uit de voeding van6venconnectoren K4 en K5 waar een servomotor op aangesloten kan worden. Als u geen gebruik maakt van servomotoren, kunt u de 6-Vvoeding weglaten. Voor de rest geldt dat de kaart zeer eenvoudig is: alle in/uitgangen van de Nano zijn beschikbaar op twee connectoren met 25 contacten (K6 en K7). De kaarten worden gevoed met 9 V. De Nano is voorzien van een lineaire 5-V-regelaar en heeft ook de 3,3 V uit de USB-interface ter beschikking. Met behulp van JP1 kan één van de twee spanningen naar K6 en K7 geleid worden door een jumper te plaatsen op pen 1 en 2 (5 V) of 2 en 3 (3,3 V). Deze spanningen zijn ook beschikbaar als de Nano uit zijn USBpoort gevoed wordt. Omdat deze twee uitgangen niet veel stroom kunnen leveren, is de hulpkaart voorzien van een extra 5-V-stabilisator. De ingangsspanning van 9 V is ook verbonden met connector K6 en K7. (100396) Jakob Trefz 9-V-blokbatterijen hebben een duidelijk slechtere W/e-verhouding dan AA-penlites. En wie vergeet een met 9 V gevoed apparaat uit te zetten, merkt dit pas echt... De auteur had in zijn school met ettelijke op die manier gevoede apparaten te maken, 343

345 waarvoor een goede oplossing nodig was. De eerste overweging was een spanningsomzetter, omdat dan 1,5-V-cellen gebruikt zouden kunnen worden. Ideaal hiervoor is de LEDdriver PR4401 van Prema. Het IC is klein, heeft maar drie aansluitingen en neemt genoegen met een spoel, een diode en een kleine buffercondensator. Ingangsspanningen tussen 0,9 V en 1,9 V worden zo met een acceptabel rendement omgezet naar 9 V aan de uitgang. De belasting mag tot 3 ma bedragen. Maar zo eenvoudig blijkt dat toch nog niet: omdat het IC ook zonder belasting nog stroom trekt, zou de batterij alsnog leeglopen; ook als het gevoede apparaat wordt uitgeschakeld. Dus moest er een automatische uitschakeling komen. Waar haal je echter een timer vandaan die het a) nog doet bij een spanning <1 V en b) daarbij ook zelf nog zo goed als geen stroom gebruikt? De oplossing was een MOSFET met een kleine kanaalweerstand en een drempelspanning van 3 V. Dat is echter nog altijd meer dan de dubbele spanning van de batterij. Daarom wordt er uit de lage batterijspanning eenmalig meer dan 3 V opgewekt en deze spanning wordt vervolgens opgeslagen in een condensator. De aangesloten gate van de MOSFET ontlaadt de condensator zeer langzaam, zodat het gevoede apparaat enige minuten actief is en dan uitgeschakeld wordt. Om de hogere spanning op te wekken, wordt de zelfinductie van spoel L gebruikt die via drukknop S kortstondig stroom krijgt. Het risico daarbij is dat de gate-spanning te groot wordt (> 20 V) en de MOSFET stuk gaat. Omdat de maximale ingangsspanning (circa 1,6 V), de kortstondig lopende stroom door R (circa 1,5 ma) en de zelfinductie van L bekend zijn, is uit te rekenen hoeveel energie er in de spoel opgeslagen kan worden. Deze wordt dan bij het loslaten van S via D in C als lading opgeslagen, waardoor er een bepaalde spanning op C komt te staan. Met de aangegeven waarden wordt dat 5 V. De auteur kwam met deze slimme schakeling uit op een tijd van minuten tot de voeding uitschakelde. (090692) Georges Treels Veel scooters uit Azië zijn voorzien van een GY6-motorblok. Het gaat hier om een type verbrandingsmotor dat al jaren bestaat en sterk en zuinig is. Willen we zelfs eens wat sleutelen aan deze motor om het afgegeven vermogen wat op te schroeven, dan stuiten 344

346 we op het probleem dat de temperatuur van de motor door het grotere vermogen snel stijgt en dan wordt de plaatsing van een oliekoeler in het motoroliecircuit noodzakelijk. In dat geval is het wel handig om over een vast ingebouwde, duidelijke en betrouwbare aanduiding van de temperatuur van de motorolie te beschikken. Dit is het verlanglijstje voor onze temperatuurmeter: géén bewegende delen (geen draaispoelmeter dus), een scooter trilt enorm; een zo laag mogelijke prijs (ca. e 15); robuuste sensor (liever geen NTC of andere exotische opnemer); temperatuurbereik van 50 tot 140 C; visuele en akoestische waarschuwing bij een te hoge temperatuur; kleine behuizing; waterdicht. Laten we met de sensor beginnen. Hiervoor is een thermokoppel type K genomen. Deze wordt veelvuldig toegepast door multimeterfabrikanten. Dit type sensor is gemakkelijk verkrijgbaar en redelijk goedkoop, hij is robuust en de lineariteit is uitstekend in het meetgebied dat ons interesseert. De meetspanning loopt van 2 mv tot 5,7 mv in het bereik dat we nodig hebben. De positieve aansluiting van het thermokoppel wordt verbonden met de niet-inverterende ingang van IC3.A. Deze versterkt het meetsignaal 221 maal (1 + R1/R2). IC3 is een LM358, gekozen om zijn goede eigenschappen bij gebruik van een enkelvoudige voedingsspanning. IC3.B is geschakeld als spanningsvolger, alleen maar om er niet werkeloos bij te hoeven staan. De uitgang van IC3.B is verbonden met pen 5 van IC1, een LM3914. Dit bekende IC is een LED-dot/bar-displaydriver. De werking van de LED-balk in dot- of bar-modus wordt bepaald door het spanningsniveau op pen 9 (voedingsspanning: bar-mode, massa: dot-mode). Door pen 8 te verbinden met massa is de volle-schaal-spanning vastgelegd op 1,25 V. R3 bepaalt de gemiddelde lichtsterkte van de LED s. Weerstandsdeler R7/(R8+R9) zorgt voor een offset-spanning van 0,35 V op pen 4. Door het in serie schakelen van R8 en R9 hoeven we geen gebruik te maken van precisieweerstanden. 345

347 Overeenkomstig de application note van de LM3914 bewerkstelligen R4 t/m R6 en C5 dat alle LED s tegelijkertijd beginnen te knipperen zodra D10 (130 C) gaat branden. Tegelijkertijd wordt via R10 en T1 dan de actieve buzzer BZ1 ingeschakeld om de bestuurder voor oververhitting te waarschuwen. Condensator C6 voorkomt vervelende variaties van de referentiespanning tijdens de knipper-modus. IC2 is een klassieke spanningsregelaar en C1 t/m C4 zorgen voor het ontkoppelen van de voeding. Niet weglaten! D1 beschermt de schakeling tegen verkeerd om aansluiten. De auteur heeft twee printen ontworpen die als een sandwich tegen elkaar gemonteerd worden, de bestanden zijn te downloaden van [1]. In de download treft u ook een (Franstalig) document aan met enkele foto s van de bouw. U ziet daarin het ultieme wapen op het gebied van boordelektronica: smeltlijm. Deze is beter dan hars (omkeerbaar proces) en helpt doeltreffend tegen trillingen. (100940) Weblink [1] Christian Tavernier Het spel Simon bestaat uit een grote schijf met vier (oplichtende) toetsen in de kleuren rood, groen, blauw en geel. Deze toetsen lichten op in een willekeurige volgorde in steeds langer durende reeksen, terwijl er gelijktijdig uit een luidspreker tonen klinken. Het doel van het spel bestaat uit het herhalen van deze reeksen door in dezelfde volgorde de toetsen hetzelfde aantal malen in te drukken. Het ziet er niet alleen ludiek uit, maar stimuleert ook ons geheugen, zowel visueel als auditief. Voor de bouw van onze Simon is de keus gevallen op een oude Basic Stamp I. Het aantal in- en uitgangen is voldoende voor het aansturen van de LED s en het uitlezen van de drukknoppen die voor het spel nodig 346

348 zijn. Om de praktische bouw eenvoudiger te maken, zijn de oplichtende toetsen samengesteld uit een drukknop en een LED van dezelfde kleur die op dezelfde poort zijn aangesloten. Het schema is dankzij de Basic Stamp I erg eenvoudig, vooral vanwege het feit dat de poorten P0 t/m P3 als ingangen, in deze modus worden de drukknoppen uitgelezen, en als uitgangen die rechtstreeks de LED s aansturen kunnen dienen. Lijn P4 wordt alleen als uitgang gebruikt voor het aansturen van de luidspreker die de tonen laat horen bij het oplichten van de LED s. Voor de voeding is een spanning tussen 7 en 15 V nodig. Een blokbatterij van 9 V volstaat prima. De schakeling gaat namelijk automatisch over naar de slaapstand als hij niet gebruikt wordt. Wat betreft de luidspreker is het wel belangrijk een miniatuurmodel te kiezen met een impedantie van 50. Als u gebruik wilt maken van de door ons ontworpen print, dient u voor schakelaars S1 t/m S5 het vierkante model D6 van ITT te nemen. Deze modellen hebben gekleurde hoedjes, wat in dit geval natuurlijk van pas komt. Over de print is nog te melden dat de LED s en de drukknoppen zowel aan de koperzijde als aan de componentenzijde gemonteerd kunnen worden. Dit kan van voordeel zijn bij het plaatsen van de print in een bepaalde behuizing. De kleuren van de LED s en de drukknoppen mag u zelf bepalen. Het is echter wel belangrijk om iedere uitgang (P0 t/m P3) met een LED en drukknop van dezelfde kleur te verbinden, omdat anders de logica van het spel zoek is. Het programma dat in het geheugen van de Basic Stamp geplaatst moet worden, is gratis te downloaden van de site van Elektor [1] en van de site van de auteur [2]. Initialisatie van de schakeling gebeurt automatisch bij inschakelen van de voedingsspanning, maar kan ook op elk willekeurig moment gebeuren door op S1 te drukken. Als gevolg van deze actie lichten alle LED s beurtelings op, als uitnodiging om te spelen. Wordt er geen enkele toets ingedrukt, behalve S1 natuurlijk, dan gaat het spel na enkele seconden over in de slaapstand; alle LED s gaan uit en het stroomverbruik valt terug naar enkele tientallen A. Om het spel opnieuw te starten, voeren we een reset uit door kort op S1 te drukken of minstens 2 s op een willekeurige andere toets. Het spel laat vervolgens één LED oplichten en u hoort de bijbehorende toon. Nu moet u, ongeveer binnen een seconde, op de toets van dezelfde kleur drukken. Simon laat nu twee LED s oplichten (kan ook twee maal dezelfde LED zijn!), terwijl tegelijkertijd de bijbehorende tonen klinken. Het is nu de bedoeling dat u de twee toetsen in dezelfde volgorde indrukt. Het spel gaat verder met produceren van reeksen die iedere keer langer worden, tot het u niet meer lukt ze te herhalen. Een bromtoon van Simon betekent dat u een fout gemaakt hebt. Het spel wordt onmiddellijk afgebroken en een nieuw spel start. Veel plezier. (091073) Weblinks [1] [2] Guntram Liebsch Bij de hier voorgestelde schakeling gaat het erom een pomp bij een gedefinieerd niveau in te schakelen en bij een ander niveau weer uit te schakelen. Daarvoor werden door de auteur verschillende mogelijkheden onderzocht. In de handel verkrijgbare pompen met 347

349 vlotterschakelaars kwamen niet in aanmerking omdat met deze pompen het gevaar bestaat dat er van onder het huis zand wordt aangezogen omdat de zuigkracht te groot is. Het meest betrouwbaar is de hier voorgestelde methode gebleken. Daarbij wordt het niveauverschil en daarmee een gedefinieerde hoeveelheid weg te pompen water alleen maar bepaald door de afstand tussen twee elektroden. Het is een simpele schakeling die de auteur al 10 jaar lang gebruikt in een pompgat (verlaging in de kelder) dat van tijd tot tijd het grondwater op een bepaald niveau onder de bodem van de kelder houdt. De schakeling wordt daarbij in twee situaties gebruikt: 1 In een pompgat wordt het grondwater op een niveau onder de bodem van de kelder gehouden. Daarbij wordt altijd een niveauverschil van circa 2 cm (= 3 liter) weggepompt. Vanwege het kleine hoogteverschil ontstaat er nauwelijks stroming onder het huis, die tot zandafvoer zou kunnen leiden. 2 Als in de kelder de cv of de ketel afgetapt moet worden om bijvoorbeeld de opofferingsanode te verwisselen, dan wordt het water naar een reservoir geleid en van daaruit met behulp van de pompbesturing naar de tuin gepompt zonder dat enig toezicht nodig is. De schakeling werd bewust eenvoudig gehouden om de betrouwbaarheid te vergroten. De poorten IC2.A en IC2.B vormen een flipflop die via twee elektroden geschakeld wordt en dat alleen maar met een enkel goedkoop CMOS-IC. Als schakelelement dient een relais dat zowel voor het schakelen van 12-V-pompen als voor conventionele 230- V-pompen kan worden gebruikt. De auteur gebruikte ze beide: een 12-V-bootpomp als hoofdpomp en in geval van een storing een conventionele pomp die pas op een hoger niveau geactiveerd wordt waarbij deze storing nog nooit is opgetreden. Het 12-V-systeem wordt gevoed door een auto-accu (12 V/70 Ah) die voortdurend op lading wordt gehouden. In de schakeling zijn twee relais te zien, zodat er op de print de mogelijkheid bestaat om twee verschillende relais te kunnen monteren. De drie elektroden bestaan uit simpele stukjes installatie-koperdraad met een doorsnede van ongeveer 1,5 tot 2 mm en blootgemaakte uiteinden. EL1 dient als massa, EL2 bepaalt het (lage) afschakelniveau en EL3 het hoge pompniveau. Het omschakelen gebeurt door de kleine stroompjes van EL1 naar EL2 en EL3, die lopen als de elektroden met water in contact komen. De stromen zorgen ook voor elektrolyse en daarom vernieuwt de auteur de elektroden steeds jaarlijks. Bij EL1 (massa) 348

350 moet het blootgemaakte stuk ongeveer twee maal zo lang zijn als bij de andere elektroden. Bij het gebruik van een 230-V-pomp moet goed worden gelet op de galvanische scheiding van de voeding, het gebruik van een daarvoor geschikt relais en een goede isolatie van alle 230 V voerende leidingen. (100673) Heinz Kutzer Digitale voltmeter-modules met LC-display worden over het algemeen met 9 V gevoed en zijn gebaseerd op de ICL7106 of een daarmee compatibel IC. Deze modules worden vaak in labvoedingen en andere zelfbouwapparaten toegepast, waarbij de waarde van een spanning of een stroom moet worden weergegeven. Zo n goedkope module is weliswaar als kant-en-klare oplossing zeer gemakkelijk, maar ze heeft wel een ernstig nadeel: de voeding mag niet met de negatieve (of positieve) aansluiting van de meetingang verbonden worden. Deze moet dus zwevend worden uitgevoerd. Het is dus niet zo gemakkelijk om de module simpelweg te voeden vanuit het netdeel van het apparaat waar ze wordt ingebouwd. De eenvoudigste maar ook de duurste oplossing is een extra netvoeding voor de voltmeter-module. Als tegelijkertijd stroom en spanning worden gemeten, moeten er dan meteen twee extra netvoedingen worden gebruikt. 349

351 Een alternatief in de vorm van batterijen is in een apparaat met netvoeding natuurlijk alleen iets voor echte dummies... Omdat zwevende voeding in dit geval alleen maar betekent dat verschillende gelijkspanningspotentialen mogelijk zijn, zijn er voor zulke modules voedingsoplossingen waarbij de galvanische scheiding van de aansluitpennen met condensatoren plaatsvindt. Een dergelijke schakeling op basis van een NE555 werd al in de halfgeleidergids van 2003 (schakeling 101) gepubliceerd. Helaas werkt deze oplossing alleen maar met spanningen vanaf 10 V. Als het apparaat een netvoeding heeft van 5 V, dan helpt die schakeling ook niet echt. Het is de auteur gelukt om het probleem met een aangepaste schakeling op te lossen, namelijk met een hex-schmitt-trigger-inverter 74HC14N. Een van de inverters werkt als blokgolfgenerator op 75 khz. De overblijvende vijf inverters worden daarmee aangestuurd en deze zijn parallel geschakeld voor een hogere uitgangsstroom. Voor de galvanische scheiding zorgen C2 en C3. Daarachter zit een spannings-vermenigvuldigingscascade met condensatoren en dioden. Deze geeft bij een belasting van 1 ma door de DVM-module ongeveer 8,5 V, wat voor de werking van de module voldoende is. De 5-V-spanningsbron moet in ieder geval gestabiliseerd zijn. De dimensionering van de ingangsspanningsdelers (R2/R3) van de DVM is onafhankelijk van de voeding van de module en moet worden aangepast aan het gewenste meetbereik. (090374) Wilfried Wätzig De auteur vond de analoge of mechanische timer voor de besturing van een belichtingseenheid niet voldoende nauwkeurig en onbruikbaar. Resoluut ontwierp hij een timer, die door een kleine AVR-controller van het type ATtiny2313 wordt bestuurd. De gebruiker kan het hier geïntroduceerde apparaat op de seconde precies in- en uitschakelen. De mogelijke tijdsduur loopt daarbij van een seconde tot 99:59:59 uur. Omdat een heel compact LC-display werd toegepast (HMC16223 met inbouwmaten van slechts 52 mm 20 mm), kon het prototype in een normaal verkrijgbaar stekerkastje worden ondergebracht. De ATtiny2313 wordt door een kristal van 4,9152 MHz gestuurd, om intern precies een secondesignaal te krijgen. Het LCD wordt in 4-bit-modus aangestuurd. Bij de invoer via toetsen worden de ingebouwde pull-upweerstanden van de kleine controller gebruikt. De minitransformator (9 V, 1,5 W) zorgt voor een galvanische scheiding tussen het net en de voedingsspanning voor de controller en het LCD. Voor lage schakelvermogens (< 200 W) kan het vermogensrelais door een elektronisch solid-state-relais (bijvoorbeeld Sharp S202 S02) worden vervangen. Schakelingen met netspanning zijn niets voor beginners. Men dient in ieder geval rekening te houden met de geldende veiligheidsrichtlijnen! Het is aan te bevelen, de schakeling over twee printen te verdelen: LCD, microcontroller en toetsen op de eerste, trafo, gelijkrichter en schakelrelais op de tweede print. Hier een korte gebruiksaanwijzing. Terwijl de timer loopt, worden de tevoren ingestelde tijd en de resttijd op het display aangegeven: PRESET 1:10:08 COUNT 0:09:59 350

352 Een alternatieve weergave kan men eveneens kiezen: PRESET 1h 10m 8s COUNT 0h 9m 59s De vier functietoetsen worden als volgt gebruikt: START: de timer starten met de ingestelde tijd STOP: de timer stoppen, menukeuze voor een instelling PLUS: de gekozen waarde met 1 verhogen MINUS: de gekozen waarde met 1 verlagen De volgende waarden kunnen worden ingesteld: Menu-1: SET HOURS 00 Menu-2: SET MINUTES 00 Menu-3: SET SECONDS 00 Menu-4: SET DISPMODE 0 De toetsen PLUS en MIN veranderen de gekozen waarde. Als beide samen ingedrukt worden, maakt men de waarde nul. 351

353 Een geprogrammeerde controller is onder nummer in de Elektor-shop verkrijgbaar ( Wie zelf graag programmeert, moet de fuses van de ATtiny2313 als volgt instellen: EXT. byte: 0xFF (brown out det. off, no CKDIV8) HIGH byte: 0xDF (ext. crystal > 3 MHz) LOW byte: 0xFD (64 ms start up) Hex-file en sourcecode zijn zoals altijd gratis te downloaden van de Elektor-website (www. elektor.nl/091044). (091044) Harald Broghammer Veel moderne elektronische apparatuur en vele schakelingen met microcontrollers worden gevoed met spanningen van5vof3,3v. Omdat deze spanning stabiel moet blijven, is ook bij een mobiele toepassing stabilisatie nodig. In het simpelste geval kiest men dan gewoon een wat hogere batterijspanning en gebruikt dan de gebruikelijke geïntegreerde spanningsregelaar. Deze oplossing verspilt niet alleen energie, maar er zijn ook nog eens meer batterijen of accucellen nodig (bij 5 V uitgangsspanning minstens zes NiCd- of NiMh-accucellen) en dat kost ook nog eens ruimte. Beide problemen kunnen echter met moderne elektronica opgelost worden. Omdat regelverliezen met schakelende regelaars minimaal zijn, ligt het voor de hand meteen een step-upregelaar te kiezen, waardoor er ook veel minder cellen nodig zijn. Het ontwerpen van een step-up-regelaar voor mobiele voeding is gelukkig helemaal niet zo moeilijk. De halfgeleiderindustrie heeft juist voor dit doel verscheidene IC s op maat ontwikkeld. Maxim heeft met de MAX1708 een IC in het programma dat van een ingangsspanning van 0,7...5 V Eigenschappen Ingangsspanning 0,7...5 V Uitgangsspanning 2,5...5,5 V Uitgangsstroom maximaal 2 A Eén enkele accucel is genoeg! met slechts vijf externe condensatoren, een weerstand, een diode en een spoel een vaste uitgangsspanning van 3,3 V of 5 V opwekt. Met nog twee weerstanden erbij kan de uitgangsspanning zelfs vrij gekozen worden tussen 2,5 V en 5,5 V. De technische details van deze IC s zijn terug te vinden op de website van de fabrikant [1], waar de datasheets gedownload kunnen worden. Het is belangrijk te weten dat het IC een interne referentiespanning heeft en een 352

354 krachtige MOSFET als schakelaar die zeker stromen tot 5 A aan kan. Het is hiermee mogelijk om 2 V bij 5 A aan de ingang te transformeren naar 5 V bij 2 A, waarbij er maar twee NiCd- of NiMh-cellen nodig zijn om de schakeling te voeden. Met een enkele cel valt de maximale uitgangsstroom bij 5 V daarom terug naar ongeveer 1 A. De afgebeelde schakeling is geconfigureerd voor een vaste uitgangsspanning van 5 V. Een softstart-functie is met een condensator aan pen 7 gerealiseerd. R2 zorgt voor een begrenzing van de stroom op net iets meer dan 1 A. Voor het volle uitgangsvermogen kan R2 worden weggelaten. Via pen 1 of pen 2 kan het IC uitgeschakeld worden. Wilt u 3,3 V aan de uitgang? Geen probleem, leg simpelweg pen 15 aan massa. De dimensionering van de spoel en de diode hangt af van de benodigde stroom. D1 moet beslist een Schottky-diode zijn om de verliezen te beperken. Voor een uitgangsstroom van1aiseensb140 op zijn plaats. De spoel heeft een vaste zelfinductie, zoals een 2 2 PISR-2R2M-04 van Fastron. Vanwege het principe moet de ingangsspanning lager zijn dan de gewenste uitgangsspanning, dat is bij alle step-up-regelaars zo. Dat betekent dat een lithium-polymeercel van 3,7 V daarom niet geschikt is voor het creëren van een uitgangsspanning van 3,3 V. Immers, een volle LiPo-accu kan wel 4,1 V leveren, waardoor in dit geval D1 permanent in geleiding zou staan. Hierdoor zou de uitgangsspanning tot minimaal 3,7 V oplopen. 5 V uit een enkele LiPocel is daarentegen geen probleem. (090070) Weblink [1] [1] qv_pk/3053 Gilles Clément Ik hou van oscillatoren. Daar diep in het inwendige speelt zich iets af, toch? Mijn nieuwste vondst is de superzener TL431, een standaard-onderdeel dat makkelijk te vinden is. Het IC heeft drie aansluitingen: de kathode, de anode en de referentieingang. Een opamp vergelijkt V ref met een interne referentie van 2,5 V en stuurt een bipolaire transistor aan die de kathode met de anode kortsluit. De spanning V k van de kathode heeft dus twee stabiele toestanden: V k =V voeding als V ref <2,5VenV k = 2 V (de V ce van de transistor) als V ref > 2,5 V. Ongeveer als een transistor die ingesteld is als spannings- en niet als stroombron. Hoe schakelen we tussen deze twee toestanden? Bij wijze van experiment schakelde ik twee TL431 s als astabiele multivibrator en tot mijn verbazing werkte dit! In feite zou dat niet mogen want de V+-ingang van de opamp kan niet de laadstroom van de condensator opnemen! Hoe werkt dit nu? 353

355 De stroom loopt door een interne diode die V ref met de kathode verbindt (slechts enkele datasheets, zoals [1], vermelden dit). Ik heb het gecontroleerd met het uitstekende (en gratis) simulatorprogramma LTspice [2]. De frequentie wordt bepaald door R en C (en natuurlijk de voedingsspanning). Tot ongeveer 50 khz wordt er een welhaast ideale golfvorm opgewekt (zie afbeelding). Het signaal is beslist beter dan met bipolaire transistoren. De lage spanning blijft echter 2 V. Dit kan opgelost worden door een FET aan de uitgang toe te voegen of gelijkwaardige IC s te gebruiken maar dan met een lagere referentiespanning, zoals de TLV431 (drempel 1,24 V) of de ZXRE060 (drempel 0,6 V). Condensator C3 van 10 pf is alleen nodig om de LTspice-simulatie correct te starten. In de praktijk is deze niet nodig omdat we dan profiteren van kleine symmetrie-verschillen tussen de onderdelen. Het LTspice-model van de auteur is beschikbaar als gratis download op [3]. (081167) Weblinks [1] [1] calogic/tl431.pdf [2] [3] Gert Baars Het maken van printen wordt niet door iedere elektronicabeoefenaar zelf gedaan. Toch is het niet echt moeilijk. De belangrijkste benodigdheden zijn een print-layout, een printer (of eventueel een copier), een belichtingsbak, fotogevoelig printmateriaal, chemicaliën en een etsbak. Vaak is het de belichtingsbak waar men moeite mee heeft. De print-layout kan (met een copier) gekopieerd worden van een bestaand ontwerp of met geschikte software op de computer zelf worden ontworpen. De layout dient te worden afgedrukt op een transparant (let op de geschiktheid van de transparant voor laser- of inktjetprinters). De benodigde chemicaliën (natriumhydroxide voor het ontwikkelen en ijzer-iii-chloride of koperchloride voor het etsen) zijn niet moeilijk te verkrijgen. Het etsen hoeft ook niet per se in een schuimetser te gebeuren, maar het gaat daarmee wel veel sneller. Etsen kan gewoon in een plastic bak, waarbij het proces bij ijzer-iii-chloride wel sneller gaat als het etsmiddel zo n 40 C is. Zoals gezegd, vindt men het belichten meestal het moeilijkste punt. Vroeger werd de print met layout ook wel in een belichtingsraam enige tijd in de volle zon gelegd en ook is het mogelijk te belichten met UV-gloeilampen. Zelf een echte belichtingsbak maken, is echter helemaal niet zo moeilijk als de meeste mensen denken. De benodigdheden zijn een behuizing met glasplaat, UV-neonbuizen en 354

356 eventueel een timer. Deze laatste is echter ook niet per se noodzakelijk wanneer er een klok of horloge voorhanden is. Het komt dus neer op de aanschaf van UV-Tl-buizen met starters en spoel en een behuizing met glasplaat. Hiervoor bestaat een goedkope oplossing. Voor de behuizing kan namelijk een A4- scanner gebruikt worden waar de inhoud uit verwijderd is. De Tl-buizen kunnen bijvoorbeeld uit een gezichtsbruiner komen. Bij het prototype van de auteur werd het frame met Tl-buizen losgezaagd. Dit kon daarna in z n geheel in de behuizing van de scanner worden geplaatst. De bijbehorende starters en smoorspoelen pasten elders in de oude scannerbehuizing en na het aansluiten van de bedrading werkte geheel meteen naar behoren. Omdat de layout tijdens het belichten goed tegen de print moet worden gedrukt om schaduwvorming te voorkomen, is aan de binnenkant van het deksel van de scanner een stuk stevig karton ter grootte van de glasplaat bevestigd. Tijdens het belichten moet dan wel enige druk op het deksel worden uitgeoefend, maar een paar boeken of dikke catalogi op het deksel volstaan al. De belichtingstijd voor het beste resultaat blijkt met deze constructie ongeveer minuten te bedragen. (090088) Marcel Ochsendorf De accu en de zonnecel voor dit nachtlampje heeft de auteur uit een oude tuinlamp met zonnecel gesloopt. Er zaten vier accucelletjes in, samen goed voor 4,8 V nominaal. Dit RGB-nachtlampje kunt u voeden met een gelijkspanning in dat bereik, het verbruikt een luttele 20 ma. Een gewone 4,5-V-batterij houdt het een dag of vijf vol. De schakeling bestaat uit een ATtinymicrocontroller van Atmel, die via drie poortuitgangen een rode, gele en blauwe LED aanstuurt, waarbij de LED-stroom wordt begrensd door serieweerstanden. De microcontroller stuurt de LED s achter elkaar aan, zodat er een RGB-looplicht ontstaat. Het automatische inschakelen als het donker wordt (en uitschakelen als het weer licht wordt), wordt gedaan door de microcontroller. Een zonnecel uit een defecte tuinlamp dient daarbij als lichtsensor. Als zo n tuinlamp het begeeft, is de accu meestal de boosdoener; zonnecellen gaan zelden kapot. Hoeveel spanning de zonnecel Weblink [1] 355

357 levert, is niet belangrijk; de microcontroller meet die spanning via de interne A/Dconverter aan PB4. Voorgeprogrammeerde ATtiny s zijn verkrijgbaar in de Elektor-shop onder artikelnummer Kiest u voor deze oplossing, dan is het project ook voor de beginnende elektronicus zeer geschikt. De auteur heeft de firmware ontwikkeld met Flowcode. De broncode en de binaire file zijn gratis te downloaden van de Elektor-pagina bij dit project [1]. (100581) Richard Hoptroff USB (Universal Serial Bus) zou eigenlijk een heleboel problemen moeten oplossen bij het koppelen van apparaten aan PC s, maar dat valt in de praktijk best tegen. Voor elk apparaat moet een eigen driver geïnstalleerd worden. Vaak wordt dan een COM-poort toegewezen en vervolgens moet je zien uit te vissen wat het nummer van die poort is. En bij sommige producten is dat COM-poortnummer ook weer anders als je een andere USB-aansluiting gebruikt! Een slimme oplossing voor dit probleem is de Human Interface Device (HID) die voor een muis of een toetsenbord wordt gebruikt. Men kan ook de Mass Storage Device (MSD) interface gebruiken die voor flash-geheugen is bedoeld. Dat kan omdat zo ongeveer alle hedendaagse versies van Windows, Mac en Linux operating systems de HID- en MSD-drivers al voor gebruik klaar hebben staan. De firma HexWax maakt hiervan gebruik voor hun driverloze USB-chipsets. Hun USB naar UART-, SPI- en I2C-bridges gebruiken de HID-interface en het onderliggende bestandssysteem en de dataloggerchips gebruiken de MSD-interface. Een bijzonder flexibel systeem is de expandio-usb. Dit is een I/O-expander met een USB-interface. Maar het ding heeft ook A/Dingangen, interrupts, PWM, comparators, counters, timers, SPI, I2C, UNI/O enzovoort. De USB-interface is zo ontworpen dat alle programmering op de PC gebeurt in plaats van op de chip en dat scheelt een hoop ontwikkeltijd. Om de analoge spanning te meten op AN6 stuur je het volgende commando van 4 bytes vanuit de PC (de 0x geeft aan dat het hexadecimaal is): 0x96 0x06 0x00 0x00 De chip doet de meting en geeft het resultaat weer terug als 4 bytes: 0x96 0x06 0x02 0x36 In dit voorbeeld heeft de gemeten spanning een waarde van 5 V 0x0236 / 0x03FF = 356

358 2,76 V. Op een zelfde wijze wisselt het volgende commando drie bytes uit met een slave-spi-device: 0xAF 0x03 0x45 0x67 0x00 Commando: stuur 0x45 0x67 0x00 naar de slave. 0xAF 0x03 0x00 0x00 0x89 Antwoord: slave stuurt 0x00 0x00 0x89. De commando s worden verstuurd via de HID-interface van het operating system, wat praktisch hetzelfde is als lezen en schrijven van een file. Een voorbeeld van de broncode vindt u op [1]. In het basisschema van de driver (figuur 1) zijn naast de expandio-usb chip [1] alleen nog maar een kristal en wat filtercondensatoren nodig. Hoewel er een versie is met gewone aansluitpennen heeft de SMD-versie het voordeel dat hij klein genoeg is voor een dongle -behuizing (figuur 2). SMD-USB-stekers kunnen moeilijk te vinden zijn, maar er is een elegante oplossing die niets kost. De print zelf kan worden gebruikt als USB-connector als je maar een dikte van 2,0...2,20 mm neemt inclusief de printsporen (pijltje A in figuur 2). Voor een betrouwbare werking moeten de printcontacten ( B ) vernikkeld worden (2,6...5,0 m) en vervolgens verguld met hard goud (0,25...1,27 m). De randen ( C ) zijn beslist nodig om te voorkomen dat er te veel kracht wordt uitgeoefend bij het insteken van de connector. De totale breedte van het printje moet 16,00 mm zijn of minder. (090367) Weblink [1] Jac Hettema Bij het opzetten van meetsystemen komen wel eens bijzondere situaties voor. Zo moest de auteur eens een systeem realiseren voor het registreren van trillingen en materiaalspanningen die optreden in/aan een stroomopnemer die werkt op een spanning van 25 kv AC. Een van de grootste problemen bij dit project bleek de voeding van het meetsysteem te zijn. Vanwege het energieverbruik van circa 30 W was het niet mogelijk gebruik te maken van batterijen of accu s, aangezien het systeem gedurende vele uren achter elkaar in gebruik moest kunnen zijn. Een logische gedachte is dan om een scheidingstrafo te gebruiken maar ja kv AC betekent een topwaarde van een kleine 40 kv, daar bovenop moest nog een veiligheidsmarge worden aangehouden. Ook moest alles wat met de 357

359 hoogspanningslijn is verbonden bestand zijn tegen blikseminslagen! Dat betekent dat de isolatie bestand moet zijn tegen een proefspanning van 150 kv, een hele opgave voor al het isolatiemateriaal. Na intensief onderzoek werd geen enkele leverancier gevonden voor een trafo van circa 50 W, primair 230 V en secundair circa 12 V, met een isolatie van 25 kvac. Daarom werd gebruik gemaakt van een dynamisch systeem dat helaas wel gevoeliger is voor slijtage. Dit systeem bestaat uit een 50-W 3-fase-motor die via een isolerende as een generatortje van 30 W (een 3-fase servomotor die als generator wordt gebruikt) aandrijft, dat de energie voor de datalogger en de verdere elektronica levert. Doordat er gebruik wordt gemaakt van een 3- fase-generator ontstaat er na dubbelzijdige gelijkrichting door D1, D4...D8 al een redelijk mooie spanning, ook al omdat het toerental van de generator tamelijk hoog is. De secundaire voeding kan daarom vrij eenvoudig blijven. De hoofdspanning van 9 V DC wordt gestabiliseerd door IC3, een LM317T. Daaruit wordt met behulp van kleine DC/DCmodules (IC1, IC4, IC5) spanningen van +5 V, +30 V en 9 V gemaakt, die nodig zijn voor diverse deelschakelingen. IC2 (LM566, een voltage controlled oscillator) tenslotte laat LED D2 knipperen als de voedingsspanning aanwezig is. (110440) 358

360 Jacob Gestman Geradts De schrik van elke ontwikkelaar van een microcontroller- of computergestuurd regelsysteem is dat de computer of de controller tijdens het regelen crasht en dat het uitgangssignaal op vol gas blijft staan. In dat geval zullen de aangestuurde motoren steeds harder gaan draaien of verwarmingselementen zullen roodgloeiend gestookt worden zonder dat er ingegrepen wordt door het systeem. Eigenlijk heeft ieder regelsysteem behoefte aan een soort noodrem die alles uitschakelt op het moment dat er iets mis gaat. Meestal hebben controllers en computers wel een TTL-uitgang over die voor dit doel gebruikt kan worden. Door aan het programma enkele regeltjes toe te voegen die deze extra uitgang regelmatig hoog en laag maken, kan een hoop ergernis en schade bespaard blijven. Mocht de computer of de controller blijven hangen, dan verschijnt ook aan deze uitgang geen wisselend signaal meer. De schakeling doet dan ook weinig anders dan het controleren van de aanwezigheid van een wisselend (TTL-)signaal. De computer of controller zal uitgeschakeld worden zodra dit controlesignaal ontbreekt. Het hart van de schakeling wordt gevormd door transistoren T2 en T4 die het controlesignaal volgen. De bijbehorende condensatoren C1 en C2 worden via weerstanden R6 en R11 opgeladen. Indien er een hoog signaal binnenkomt, zal T4 in geleiding gaan en zijn condensator (C2) ontladen. Aangezien T2 wordt voorafgegaan door de inverterschakeling rond T1, zal T2 zijn condensator juist ontladen als het controlesignaal laag is. Als het controlesignaal voldoende snel wisselt tussen hoog en laag, blijven beide condensatoren nagenoeg spanningsloos en gebeurt er verder niets. Als het controlesignaal blijft hangen in de hoge toestand, zal de condensator van T2 niet meer ontladen worden en stijgt de condensatorspanning snel. De spanning over de condensator van T4 zal juist stijgen als het signaal blijft hangen in een lage toestand van het controlesignaal. Via de dubbele diodeschakeling met OR-functie zal T3 geactiveerd worden zodra er over één van beide condensatoren een spanning ontstaat. Het relais dat door T3 wordt aangestuurd, moet voorzien zijn van een verbreekcontact. Op het moment dat het controlesignaal niet 359

361 meer wisselt, wordt het besturingssysteem via dit verbreekcontact definitief uitgeschakeld. Om het systeem weer op te starten, is moet drukknop S1 ingedrukt blijven tot het controlesignaal weer op de ingang van de schakeling staat. De schakeling werkt met een groot aantal voedingsspanningen, waaronder 5, 9 en 12 V. De componentenwaarden zijn weinig kritisch en de waarden van de condensatoren hangen af van de frequentie van het controlesignaal. De tijdsconstante bij een waarde van 10 F bedraagt 10 ms, zodat de condensatoren minstens honderd maal per seconde zullen moeten worden geleegd om geen noodstop te genereren. Bij grotere condensatorwaarden hoeven de condensatoren evenredig minder vaak geleegd te worden. Voor de vrijloopdiode van het relais kan een 1N4007 worden gebruikt. De twee dioden van de OR-poort kunnen nagenoeg elk type signaaldiode zijn. De schakeling zal ook werken bij andere typen transistoren met ongeveer vergelijkbare specificaties. (091045) Manfred Stratmann De auteur had een radiografisch bestuurbare auto aan zijn vriendin cadeau gegeven. Ze vond m erg tof, maar ze vroeg of hij niet kon zorgen voor verlichting zoals in het echt. Dus werd de soldeerbout ter hand genomen. Met deze modificaties kun je een radiografisch bestuurbare auto voorzien van knipperlichten, remlicht, koplampen en achterlichten. Het basisidee was om de signalen van de ontvanger op te vangen en dan met een microcontroller gele LED s te laten knipperen bij wijze van richtingaanwijzers en de remlichten te maken met rode LED s. De koplampen en de achterlichten zouden dan met extra rode en witte LED s worden gemaakt. JP4 en JP5 (CH.0) en JP6 en JP7 (CH.1) zijn daarom elk parallel geschakeld, zodat de elektronica in de servokring van de besturing (CH.0) en de motor (CH.1) kan worden opgenomen. De controller is een ATtiny45 die via D1 voeding krijgt. De ingangen van de ATtiny zijn beveiligd tegen overbelasting met T1 en T2, die dienen als buffer voor de servosignalen. IC1 zet de PWM-signalen om in stuursignalen waarmee de LED s via transistoren worden aangestuurd. T3 stuurt twee gele knipperlichten links, T4 doet hetzelfde rechts. T5 stuurt de beide remlichten (rood). De rode achterlichten (JP2-7 en JP2-8) en de witte koplampen (JP2-9 en JP2-10) branden continu. De rode LED s voor het remlicht gaan op de volle 20 ma om het verschil met de 5 ma van de achterlichten goed zichtbaar te maken. Wie geen zin heeft om een extra stel LED s voor de remlichten in te bouwen, kan ook met één stel LED s gecombineerde rem-/achterlichten maken door pen 10 te verbinden met pen 14 en pen 12 met pen 16 en dan een stel rode LED s aan te sluiten aan JP2-5 en -6 of aan JP2-7 en -8. JP3 is bedoeld voor de voeding van de LED s. Hiervoor zou je een aparte accu van vier 1,5Vcellen kunnen nemen, maar het gaat ook met de bestaande accu van de auto. De weerstanden R8...R17 zijn uitgerekend voor een nominale spanning van 4,8 V. Voor JP2 kun je het beste een dubbele 10-pens printheader (male) nemen. Zoals gebruikelijk is de software gratis te downloaden van de Elektor-webpagina voor dit artikel [1]. Een geprogrammeerde controller is daar ook verkrijgbaar. Als de controller is geladen met de software, 360

362 dan moet hij daarna nog wel leren wat links, rechts, vol gas en afremmen is. Wanneer de schakeling klaar is voor gebruik, gaat dat als volgt: sluit de schakeling aan op de RCelektronica, en zet de zender/ontvanger uit. Zet vervolgens JP1 op z n plaats om de configuratie te starten en schakel daarna de zender in met alle stuurknuppels in het midden. Vervolgens zet je de ontvanger aan, waarop alle knipper-led s aan beide kanten moeten gaan knipperen. Daarna begint de auto drie seconden lang links te knipperen. Op dat moment stuur je vol naar links en achteruit (= remmen) en dat houd je vast totdat het rechterknipperlicht actief wordt. Vervolgens stuur je vol naar rechts en vooruit totdat beide kanten weer knipperen. Bij een auto met een verbrandingsmotor (die kunnen vaak niet achteruit rijden) stuur je 361

363 vooruit als beide kanten nog knipperen. Bij een elektrische auto stuur je vol achteruit en houd je dat vast tot beide kanten weer knipperen. De configuratie is hiermee voltooid en JP1 kan verwijderd worden. Als er iets niet goed is gegaan, kun je het altijd weer van voren af aan opnieuw doen. (090834) Weblink [1] Philippe Temporelli De brievenbus van de auteur zit een behoorlijk eind van de voordeur vandaan, dus was hij geïnteresseerd in een gemakkelijke manier om te kijken of de post al bezorgd is zonder daarvoor de deur uit te hoeven. Nu verschijnen er met enige regelmaat ontwerpen voor dit soort teledetectie, maar daarvoor moeten meestal extra kabels worden getrokken. Daar had hij geen zin in en dat bracht hem op het idee om gebruik te maken van de reeds bestaande bedrading van de deurbel die vlak naast de brievenbus zit. De brievenbus in kwestie heeft twee deurtjes: de klep voor de postbode aan de straatkant en het deurtje aan de tuinkant om de post er uit te halen. Aan de klep monteren we een microswitch die in huis een LED laat oplichten ten teken dat iemand iets in de brievenbus gedaan heeft. Een tweede microswitch monteren we aan het deurtje aan de tuinkant, zodat het LEDje 362

364 weer wordt uitgeschakeld wanneer we de post uit de brievenbus halen. De uitdaging bij deze schakeling zit in het ontwerpen van een detectiegedeelte dat onthoudt dat de postbode geweest is. Het idee was om gebruik te maken van het feit dat er al een wisselspanningssignaal op de bedrading van de deurbel aanwezig is. Met behulp van dat signaal kan de nodige informatie worden doorgegeven naar de schakeling in huis. We gaan uit van de volgende drie toestanden: zowel positieve als negatieve perioden van de wisselspanning aanwezig: de toestand van de detectieschakeling is onveranderd; wordt één van beide perioden van de wisselspanning (kortstondig) onderbroken, dan moet het verklikker-ledje oplichten; pas wanneer de andere periode van de wisselspanning (kortstondig) wordt onderbroken, mag de verklikker-led weer uit gaan. Het signaal wordt opgepikt van de beltrafo via R6 en twee antiparallel geschakelde dioden die dienen om het signaal te begrenzen, met name wanneer de deurbel gaat. Vervolgens wordt het signaal gefilterd door R2/C1 en gaat dan naar IC1, een comparator met hysteresis. De omklapdrempel voor de comparator is in te stellen met P1. Deze instelspanning is afgeleid van twee antiparallel geschakelde dioden die hier dienen als referentiespanning, positief of negatief al naar gelang de uitgang van de comparator. De detectie kan alleen maar werken als het drukknopcircuit gesloten is en dat is hier het geval dankzij het lampje in de deurbelknop. Weerstand R1 dient hetzelfde doel voor het geval dat het lampje niet aanwezig is of niet (meer) werkt. Voedingsspanning voor de schakeling halen we ook uit de beltrafo (230 V/8 V). De auteur heeft het geheel weten onder te brengen in de behuizing van de deurbelgong, met daarin een gaatje voor de LED. (090481) Antoine Authier 1 Het is intussen alweer enkele jaren geleden dat in Elektor door mij de USB- TTL/serieel-conversiekabels van FTDI [1][2] gepresenteerd zijn. Deze zijn uitstekend geschikt voor communicatie en debuggen. Het toenemende gebruik van ARM-processoren in onze schakelingen zoals de Scepter, de batterijmonitor, de testbank enzovoort heeft ons echter doen besluiten de 3,3-V-uitvoering toe te passen ter bescherming van de in- en uitgangpoorten van de ARM-processor die op 3,3 V werken (helaas zijn de datasheets over dit onderwerp erg onduidelijk... maar voorkomen is beter dan genezen, zoals u weet). 363

365 2 Inmiddels kunt u in de e-shop van Elektor onder nummer de 3,3V-uitvoering van de USB/TTL interface-kabel vinden. De 5- V-versie blijft te koop onder nummer Bij werkzaamheden aan verschillende projecten en speciaal als het debuggen betreft van firmware in een microprocessor met behulp van deze kabels, heb ik vastgesteld dat het handig zou zijn om bepaalde signalen te kunnen onderbreken om ze met een oscilloscoop te kunnen bekijken. Dat is de reden geweest om de kleine schakeling uit figuur 1 te ontwerpen. Via connector K3 en K4 kan ieder signaal eenvoudig geanalyseerd worden. De 5- polige microswitch S1 maakt het mogelijk om onafhankelijk van elkaar één van de TX, RX, CTS, RTS signalen te onderbreken. Daarnaast is er ook een optie aanwezig om de 5-Vvoeding van de USB-kabel te onderbreken. Door op deze wijze uw schakeling, die vaak rechtstreeks uit batterijen wordt gevoed, te isoleren, voorkomt u dat batterijen beschadigen of, in het ergste geval, zelfs exploderen. De massa s blijven doorverbonden. Het 0-Vreferentiepunt op de FASTON-aansluiting is handig voor het bevestigen van de krokodilklemmen van de meetsnoeren van oscilloscopen en multimeters. Zo nodig kan er een tweede FASTON-aansluiting met 5 V van de USB-aansluiting aangebracht worden. Hier is dat niet gebeurd. Merk op dat de volgorde van de signalen aangepast wordt bij de microswitch, zodat de 5-V-spanning zich aan een uiteinde bevindt. Dit maakt het eenvoudiger het schakelaartje met uw nagel om te zetten. Het schema van de luxe -uitvoering, zoals te zien in figuur 2, heeft als extra een analoge 364

366 schakelaar, IC1, een Door simpelweg druktoetsschakelaar S2 in te drukken, worden in één keer alle logische signalen van de seriële verbinding onderbroken. Ik heb namelijk geconstateerd dat de spanning op de TXpen van de kabel voldoende kan zijn om een ATmega324PA (low-power-uitvoering) te voeden en een warme herstart van de processor onmogelijk te maken, zelfs als de voeding kort onderbroken wordt. Deze schakelaar is dus een redmiddel en maakt debuggen eenvoudiger, omdat er geen seriële kabel losgenomen en geen microswitch omgezet hoeft te worden. (100007) Weblinks [1] USB/TTL interface-kabel : [1] [2] USB/RS232-adapter: Malcolm Watts Elektronenbuizen zijn uit de muziekwereld nooit verdwenen en veel gitaristen, ook de jongere, willen niets anders gebruiken dan een buizenversterker. Sommige diehards zijn zelfs van mening dat ook de hoogspanningsgelijkrichter een elektronenbuis moet zijn en er zijn dan ook fabrikanten die nog steeds versterkers leveren die daar gebruik van maken. Zo n gelijkrichtbuis vergroot de inwendige weerstand van de voeding en dat heeft tot gevolg dat de hoogspanning enigszins inzakt bij grote volumes. Dit heeft een compressieeffect op het uitgangssignaal, dat zich uit in een vervorming die men crunch noemt. De traditionele opbouw van de voeding maakt gebruik van een middenaftakking op de secundaire spoel van de voedingstransformator, maar dit heeft een aantal nadelen zoals het niet optimaal benutten van het wikkelvenster van de transformator, het gebruik van dun transformatordraad en een verhoogde spanning tussen de windingen. De hier voorgestelde opbouw komt aan deze bezwaren tegemoet en maakt bij een gegeven transformatorkern een grotere stroom mogelijk doordat dikker draad gebruikt kan worden. Normaal gesproken worden weerstanden gebruikt in de anodeleiding om de kathodestromen te beperken, zodat de kathode-stripping (die kan optreden bij grote stroompieken) beperkt wordt. Zelfs als zo n weerstand gebruikt wordt (een enkele weerstand in serie met de kathode of transformatorwinding heeft hetzelfde effect, alleen ten koste van een dubbele vermogensdissipatie), zijn de voordelen van een transformator met een lagere spanning en dikker draad met een dikkere isolatie duidelijk. Dit verkleint ook nog eens de dissipatie in de wikkeling zelf. Het is nu ook mogelijk om een kleinere transformatorkern met een kleiner wikkelvenster te gebruiken zonder dat dit ten koste gaat van het uitgangsvermogen. 365

367 Het hier gegeven schema is bedoeld voor het voeden van de voorversterker en de fasedraaier. Door het gebruik van een EZ81 (6CA4) is de maximale uitgangsstroom ongeveer 100 ma. Voor grotere stromen is een zwaardere gelijkrichtbuis met bijpassende dioden nodig. (081067) Emile Steenbeeke Scooptext is een kleine schakeling gebaseerd op een ATTiny2313-microprocessor waarmee tekst op een CRT-oscilloscoop kan worden getoond. De tekst loopt door het beeld als een lichtkrant. In het schema vinden we naast de ATTiny een interfacechip voor RS-232 (MAX3221) en een spanningsstabilisator voor 3 V. De functionaliteit wordt voor het overgrote deel bepaald door de firmware die te downloaden is van de site bij dit artikel [1]. De firmware is geschreven in C met behulp van WINAVR. Met het terminalprogramma kan een tekst ingegeven worden die in het EEPROM van de processor wordt opgeslagen. Er kunnen maximaal 100 karakters met een ASCII-waarde van opgeslagen wor- 366

368 den. Elk karakter dat in beeld komt, wordt ook via RS232 naar de terminal gestuurd, zodat je ook zonder scoop kunt controleren welke tekst er opgeslagen is. De terminal is gemaakt in Delphi6 PE met een extra geïnstalleerde component (CPORT310) [2]. Het terminalprogramma zorgt er ook voor dat de uitgangen van de COM-poort een positieve spanning hebben, zodat de schakeling hieruit gevoed kan worden. De schakeling kan dus uit de RS232-poort gevoed worden, maar ook uit een gelijkspanningsvoeding of een CR2032-batterij. De batterijvoeding is handig om bijvoorbeeld snel even een collega te verrassen met Gefeliciteerd dat over zijn scoop-beeld rolt. Bij het inschakelen van de voedingsspanning verschijnt eerst één keer ELEKTOR, voordat de tekst uit de EEPROM wordt getoond. Wanneer de schakeling door de batterij gevoed wordt en er wordt een RS232-verbinding gemaakt, verschijnt er RS232 ON in beeld. Dit staat even stil en loopt daarna uit beeld, waarna de ingestelde tekst weer wordt getoond. Bij het verbreken van de verbinding verschijnt er RS232 OFF. De RS232-chip gaat in een auto-power-off-mode wanneer er geen RS232-verbinding is en verbruikt dan nog slechts ongeveer1 A, wat de levensduur van de batterij ten goede komt. Elk beeld wordt vooraf gegaan door een korte puls waarop de scoop kan triggeren. Wanneer de scoop op 1 V/1 ms wordt ingesteld, ontstaat er een mooi stabiel beeld. De schakeling werkt niet met een digitale oscilloscoop. Met de schakelaar kan de tekst stilgezet worden. In het.ini-bestand wordt het COM-poortnummer toegewezen. Dit bestand wordt automatisch aangemaakt. Mocht er een foutmelding worden gegeven dat de poort niet beschikbaar is, dan kan men hier aangeven welk poortnummer gebruikt dient te worden. (100327) Weblinks [1] [2] [2] components Guy Boniface en Jean Rowenczyn Dit is weer eens een andere manier om op mooie dagen naar vleermuizen te luisteren. Plaats de ultrasone ontvanger (gevoed door vier AA-batterijen) op een vensterbank, waarbij u het apparaat bij voorkeur op een straatlantaarn of bomen richt. Rol vanaf de ontvanger enkele meters snoer uit voor de luidspreker die u in huis plaatst. Wacht tot het avond wordt en er vleermuizen zijn, dan hoort u via de luidspreker ratelende geluiden. Houd er wel rekening mee dat vleermuizen onder bepaalde atmosferische omstandigheden (regen, sterke wind...) niet uitvliegen. 367

369 De ontvanger ontvangt het ultrasoon geluid dat versterkt wordt door T1, T2 en T3 en vervolgens belandt in IC1 die als drempeldetector is ingezet. Het analoge signaal wordt in digitale impulsen omgezet die naar IC2 worden gestuurd, waar het signaal door 10 wordt gedeeld om het hoorbaar te maken voor het menselijk oor. De versterking van de versterker IC3 wordt automatisch geregeld door transistoren T4 en T5, afhankelijk van de versterking van het signaal van T3, dat gefilterd wordt door R7 en C14. De impedantie tussen pen 2 van IC3 en massa bepaalt de versterking van de versterker. De hier gebruikte 40-kHz ultrasone ontvanger (MA40-R of SQ40-R) is te verkrijgen bij Conrad ( ) of Farnell (213226). (090637) 368

370 Dirk Visser Met een simpele mechanische schakelklok (voor een paar euro te koop in elke bouwmarkt) kan een apparaat per dag één of meerdere keren worden geschakeld. Toepassingen zijn legio: lampen in en om het huis, verlichting voor volières en aquaria, dompelpompen, acculaders enzovoort. Om te voorkomen dat de schakeltijd van de tweede schakelklok meer dan 24 uur gaat bedragen is het belangrijk om de schakeltijd van de tweede klok korter te houden dan die van de eerste klok. Indien een schakelcyclus van 1 keer per 48 dagen nog te kort is, dan kan zelfs een derde klok aangesloten worden. De schakelcyclus van de derde klok wordt dan maximaal eenmaal per 2304 dagen (eenmaal per circa 6,5 jaar). Op de foto s is te zien dat de tweede schakelklok de ruiters van de eerste klok kan blokkeren als ze recht op elkaar worden gestoken. Door de tweede klok 180 te draaien ten opzichte van de eerste wordt dit probleem voorkomen. (110200) Wie langere tijden nodig heeft dan de standaard periodetijd van 24 uur, kan eenvoudig gebruik maken van twee schakelklokken, waarbij de tweede op de eerste wordt gestoken (zie foto s). Om te bepalen wat we er mee kunnen doen, dient eerst te worden bepaald hoe vaak er moet worden geschakeld. De eerste schakelklok heeft bijvoorbeeld 48 ruitertjes, dit betekent dat de kleinste schakeltijd 30 minuten per 24 uur is. De tweede klok draait dan 30 minuten per 24 uur en zal derhalve maximaal 48 dagen nodig hebben voor het doorlopen van een complete cyclus. Op de tweede schakelklok kan een apparaat zoals een lader voor duiklampen wordt aangesloten. 369

371 Kai Riedel Er bestaan verschillende methoden om op professionele manier printen te voorzien van doorgemetalliseerde via s. Voorbeelden zijn dunne draden, ingeperste buisnagels (bijvoorbeeld van Bungard), doormetalliseringshulzen (bijvoorbeeld van ELV) of doormetalliseringsklinknagels (bijvoorbeeld LPKF Easy- Contac ). Verder kan men via s ook met een galvanisch proces of doormetalliseringspasta vervaardigen. De genoemde processen zijn ten dele echter heel tijdrovend (en foutgevoelig). Sommige daarvan vereisen ook speciaal gereedschap of dure consumables (gebruiksmaterialen). De auteur heeft goede ervaringen met de goedkopere doormetalliseringsstiften van Harwin die er in verschillende afmetingen zijn. Opdat men de doormetalliseringsstiften T1559F46 ([1], bijvoorbeeld te verkrijgen bij Farnell onder bestelnummer ) kan gebruiken, boort men gaten met een diameter van 0,8 mm, waarin dan de stiften worden gestoken. Daarvoor heeft Harwin speciaal persgereedschap (Farnelll bestelnummer Een handleiding vindt men onder [2]). De stiften kunnen echter ook zonder speciaal (duur) gereedschap geplaatst worden. Een Weblinks [1] [1] T1559F46?ProductSearch=True [2] [2] tis/is-06.pdf soldeerbout met brede punt is voldoende! De stiften worden met lichte druk verwarmd, in de print geperst en dan aan beide kanten gesoldeerd. Door de nauwe boorgatdiameter en het indrukken van de stift door de soldeerbout blijven de stiften ook tijdens het soldeerproces in de print vast zitten en vallen ze er niet meer uit, zoals dat met dunne draadjes kan gebeuren. Op deze manier krijgt men heel vlug betrouwbare doormetalliseringen. (090425) Georges Treels Tegenwoordig is er een groot aanbod aan digitale voltmeters voor een interessante prijs. Naast een zeer hoge ingangsimpedantie hebben ze een grote nauwkeurigheid, ze nemen weinig plaats in en hebben een nette frontplaat. De keerzijde van de medaille is dat ze in het algemeen in twee versies verkrijgbaar zijn: de niet zo erg dure waarbij de voedingsspanning galvanisch moet worden gescheiden van de te meten spanning. 370

372 de veel duurdere (reken op het dubbele) waarbij een gemeenschappelijke massa mogelijk is. Als we het geringe stroomverbruik van deze modules bekijken (rond één ma), loont het de moeite om een kleine schakeling te ontwerpen waarmee een galvanische scheiding kan worden gerealiseerd. IC1 is een CMOS Schmitt-triggerinverter. De eerste sectie IC1.A is met behulp van R1 en C1 als oscillator geschakeld met een frequentie van ongeveer 10 khz. IC1.B inverteert het signaal, waardoor IC1.C/IC1.D en IC1.E/IC1.F in tegenfase worden aangestuurd. Het signaal wordt gescheiden door C2 en C3, gelijkgericht door een diodebrug, afgevlakt door C4 en C5 en met IC2 en C6 op 8 V gestabiliseerd. De voedingsspanning, ontkoppeld met C7, is niet kritisch en mag liggen tussen 10 en 15 V. Simpeler kan het bijna niet... Het geheel wordt opgebouwd op een enkelzijdige print van 24,3 x 27,94 mm, die eenvoudig achterop de meeste displaymodules kan worden gemonteerd. De print-layout is beschikbaar op [1]. (110402) Weblink [1] Egbert Jan van den Bussche Omdat een van de servers van de auteur na een stroomuitval niet uit zichzelf opnieuw kon opstarten, werd een schakelingetje ontworpen om deze taak uit te voeren. De oudere PC waar het hier om gaat, heeft wel een standby-stand maar geen BIOS-instelling om vanzelf op te starten. Er is dus wel +5 V standby beschikbaar, maar je moet altijd kortstondig een knopje indrukken om weer op te starten. Modernere PC s hebben vaak wèl een mogelijkheid in de BIOS die opstarten na spanningsuitval mogelijk maakt. Na 371

373 het inbouwen van bijgaande schakeling zal de PC na ongeveer een seconde opstarten. Overigens werkt de drukknop ook nog. De schakeling is opgebouwd rond twee oude bekenden: een NE555 als single-shot pulsgenerator en een TL7705 reset-generator. De reset-generator levert na het verschijnen van de voedingsspanning een puls van ongeveer 1 seconde. Het RC-circuit tussen de TL7705 en de NE555 zorgt voor een smalle triggerpuls tijdens de neergaande flank van de 1-s-puls. Hierop reageert de NE 555 met het afgeven van een nette puls van 1,1 RC. De uitgangstransistor overbrugt gedurende die tijd de genoemde schakelaar van de PC, waarna deze braaf opstart. Andere toepassingen waar kortstondig een contact gemaakt moet worden bij het terugkeren van de voedingsspanning zijn natuurlijk ook mogelijk. (090128) Weblinks [1] Uwe Hofmann Het gebruik van soldeerlak of -laminaat geeft een printplaat niet alleen een professioneel uiterlijk, maar u voorkomt er bovendien mee dat er ongewenste soldeerbruggen op de print ontstaan. In dit artikel laten we zien dat je zo n laag met eenvoudige middelen op een zelfgemaakte print kunt aanbrengen. Behalve de normale gereedschappen voor het maken van printplaten is alleen nog een lamineerapparaat nodig dat temperaturen tot ongeveer 130 C kan behalen. We gaan ervan uit dat u een geschikt printmasker hebt. Hebt u de print zelf ontworpen met een layoutprogramma, dan hebt u dat al, anders kan uw ontwerper de desbetreffende bestanden aanleveren. Op het afgedrukte printmasker zijn alleen de soldeereilandjes te zien die straks niet door de lak worden bedekt. Bij een dubbelzijdige 372

374 print drukt u beide vlakken af. Na het etsen verwijderen we de overgebleven fotolak en maken we de print schoon. Dat gaat het beste met een vetvrije allesreiniger en een huishoudspons. Daarna mag u de koperlaag niet meer met blote vingers aanraken. De schone en droge print leggen we nu in het tinbad dat van tevoren op temperatuur is gebracht. Na een minuut of drie is het vertinnen gereed en kunt u de print opnieuw afspoelen en drogen. De vertinde print gaat nu twee of drie maal door het voorverwarmde lamineerapparaat om de laatste vochtresten te verwijderen. Dit is een belangrijke stap, want hiermee voorkomen we dat er straks (lucht-) bellen in het laminaat komen. Nu snijden we een stuk laminaat uit ter grootte van de print en halen de onderste van de twee beschermlagen eraf. Dit is een nogal pietepeuterig werkje, maar met twee stukjes plakband heeft u wat meer greep op de folie. U hoeft niet bang te zijn dat de verkeerde laag eraf komt, want alleen de onderste beschermfolie laat los. Nu leggen we het laminaat met de bovenrand op de print, met een stuk papier tussen de rest van de print en het laminaat (zie foto). Dit doen we omdat er anders vouwen kunnen ontstaan als straks de print de lamineermachine in getrokken wordt. Als nu de print de lamineermachine inschuift, houden we het papier vast, zodat laminaat en print alleen van elkaar gescheiden zijn op het gedeelte dat nog niet naar binnen getrokken is. Daarna moet de print nog twee of drie keer door de lamineermachine heen om het laminaat mooi strak te laten kleven. Tijd voor het soldeermasker. Dit moet exact op de print uitgelijnd en dan met plakband gefixeerd worden. De belichtingstijd voor dit gedeelte is ongeveer de helft van de tijd die je normaal zou nemen voor fotopositief-lak met dezelfde UV-lichtbak. 373

375 Het kan geen kwaad om eerst een paar proefstukjes te doen. Na de belichting moet het geheel minimaal een half uur rusten, zodat het laminaat de tijd krijgt om te polymeriseren. Daarna kan de print worden ontwikkeld in hetzelfde ontwikkelbad dat je ook voor de koperlaag gebruikt. Een goedkoop alternatief is bijtende soda, verkrijgbaar bij de drogist. Chemisch is dit gewoon natriumhydroxide. Verwarm het ontwikkelbad zoals normaal en houd het op ongeveer 35 C. Voordat we gaan ontwikkelen, moet eerst nog de bovenste beschermlaag van het laminaat verwijderd worden. De truc met het plakband is hier niet nodig. Het laminaat hoeft vervolgens maar 2 tot 3 minuten in de ontwikkelaar. Tijdens het ontwikkelen kunnen we eventueel met een zacht penseeltje het opgeloste laminaat van de printeilandjes verwijderen. Dit bespoedigt het proces en geeft wat meer controle over het resultaat. Als het ontwikkelen is voltooid, spoelen we de print goed af en maken hem droog met een pluisvrije, schone vaatdoek. De verse laminaatlaag is nu nog zacht en bevattelijk voor krassen en dergelijke. Om hem stabieler te maken, laat u hem 45 minuten op de UVlichtbak laten harden. Tenslotte kunt u de print nog 45 minuten in de heteluchtoven doen. Daarna is de print gereed om gezaagd en geboord te worden. Bij een dubbelzijdige print wordt eerst de ene kant van laminaat voorzien, ontwikkeld en met UV gehard. Daarna doet u hetzelfde voor de andere kant. Ten slotte wordt dan de hele print in de oven uitgehard. Voor de benodigde chemicaliën heeft de auteur goede ervaringen met de onlinewinkel van de firma Octamex (www. octamex.de). (110217) Joseph Kopff U kent ze vast wel, die TV-quizzen waarin een aantal spelers zo snel mogelijk een antwoord op een vraag moet geven. Elke speler beschikt over een drukknop. De presentator stelt een vraag en de eerste kandidaat die de knop indrukt stelt daarmee een lamp in werking. De drukknoppen van de andere spelers worden dan automatisch geblokkeerd, zodat we kunnen zien wie als eerste gedrukt heeft en recht heeft om de vraag te beantwoorden. De hier beschreven schakeling laat zien hoe we met eenvoudige middelen en zonder microprocessor (zeer uitzonderlijk tegenwoordig) een elektronische scheidsrechter kunnen realiseren. De basisschakeling is voor twee spelers, maar dankzij de modulaire opbouw is uitbreiding eenvoudig mogelijk. Het schema telt drie drukknoppen. S2 en S3 zijn de knoppen van de twee spelers, S1 is de knop van de presentator waarmee het apparaat voor elke nieuwe vraag gereset kan worden. Het denkwerk van de schakeling is aan IC1 toevertrouwd, een dubbele 4013-flipflop waarvan hier alleen de set- en reset-ingangen gebruikt worden. De schakeling heeft een ruim voedingsspanningsbereik van 3 tot 15 V, en werkt zonder problemen op een batterij van 4,5 V. Het verbruik is minimaal. IC1 wordt gestart met een druk op S1 (reset). In deze toestand zijn de niet-inverterende uitgangen (pen 1 en 13) 0 en de inverterende uitgangen (pen 2 en 12) 1. Lijn A wordt dan door R1 hoog gemaakt. Als speler 1 knop S2 indrukt, wordt de niet-inverterende uitgang van flipflop IC1.A hoog en gaat via T1 LED D1 branden, zodat we kunnen zien dat speler 1 de knop heeft ingedrukt. Tegelijkertijd wordt de inverterende uitgang van de flipflop 0, 374

376 waardoor diode D2 gaat geleiden. Lijn A wordt nu 0 en met drukknop S3 van de tweede speler kan de tweede flipflop niet meer geactiveerd worden. De werking is omgedraaid als speler 2 als eerste zijn drukknop S3 indrukt. De schakeling is uit te breiden voor 4 of 6 spelers (en zelfs meer) als we een tweede of derde 4013 toevoegen. We hoeven de schakeling alleen te kopiëren (zonder R1, R2 en S1) en rechts aan te sluiten aan A, B, V DD en0v. (081183) Theo de Wijs Een schemerschakelaar voor een buitenlamp is weliswaar kant en klaar te koop in iedere bouwmarkt, maar een handige knutselaar maakt die natuurlijk zelf met enkele onderdelen die hij nog heeft liggen. Bij de hier getoonde schakeling is geen nettrafo nodig, er wordt gebruik gemaakt van een capacitieve voorschakelweerstand in de 375

377 vorm van C1 die via inschakelstroombegrenzingsweerstand R1 rechtstreeks met de netspanning is verbonden. De wisselspanning wordt door D1...D4 gelijkgericht, waarna D5 en C2 voor respectievelijk spanningsbegrenzing en afvlakking zorgen. De lichtdetectie gebeurt door middel van een LDR (R3). Is er geen of weinig licht, dan is de weerstand van de LDR hoog. De spanning op de basis van T1 is dan heel laag en de transistor spert. In dat geval zal T2 via R4 worden opengestuurd en het relais bekrachtigd houden, zodat de hierop aangesloten buitenlamp brandt. Valt er voldoende licht op de LDR, dan stijgt de spanning op de basis van T1 en wordt deze opengestuurd. T2 krijgt dan geen basisstroom meer en het relais valt af. Met de potmeter kan de gevoeligheid worden ingesteld. C4 zorgt voor enige hysteresis, zodat de schakeling niet gaat klapperen rond het omschakelpunt. De hele schakeling moet in een geïsoleerde behuizing worden ondergebracht vanwege de directe verbinding met het elektriciteitsnet. De waarden van de componenten zijn niet erg kritisch. Let er wel op dat voor Re1 een relais met een kleine bekrachtigingsstroom wordt gekozen (hooguit enkele tientallen milliampères). In het prototype heeft de auteur een JJM1-12V van Panasonic gebruikt. (110063) T.A. Babu De PR4401-chip van Prema kan worden gebruikt om direct een LED te sturen, echter geen high-power-led s zoals de populaire 1- W-typen die momenteel goed verkrijgbaar zijn. Het schema laat zien dat het stuursignaal op de V out -aansluiting van de PR4401-chip (pen 2) een medium-power PNP-schakeltransistor in- en uitschakelt. Als T1 in geleiding is, wordt spoel L2 opgeladen. Wanneer T1 wordt uitgeschakeld, ontlaadt de spoel zijn opgeslagen energie door de LED tijdens de terugslag (flyback) met voldoende stroom om een 1-W-LED te laten oplichten tot normale helderheid. Gedurende de tijd dat T1 in geleiding is, stijgt de stroom door L2 lineair tot een piekwaarde volgens: I L2(pk) ( V V ) T L2 batt CEsat(T1) on waarbij V CEsat(T1) de collector-emitter-verzadigingsspanning van T1 is (hiervoor kan bijvoorbeeld een BD140 worden genomen). Gedurende de tijd dat T1 gesperd is, poolt de spanning over de spoel om, brengt de LED in geleiding en ontlaadt erdoor met een constante spanning die ruwweg gelijk is aan de doorlaatspanning van de LED, terwijl de stroom lineair daalt tot nul. Omdat deze cyclus zich met hoge snelheid herhaalt, lijkt het of de LED constant aan is, waarbij zijn helderheid wordt bepaald door de gemiddelde stroom door deze component. De LEDstroom is ruwweg een driehoekvormige puls met een piekstroom die ongeveer gelijk is 376

378 aan de spoelstroom door de eindige inschakeltijd van T1. De gemiddelde stroom kan berekend worden met: I LED(avg) Tdis 05, IL2peak T T waarbij T dis de ontlaadtijd is van spoel L2 door de LED. De helderheid van de LED kan verhoogd of verlaagd worden door de zelfinductie van L2 aan te passen. In de praktijk zal iedere waarde tussen 10 en 56 H uitstekend voldoen. De spoelstroom stijgt bij elke on off periode totdat T1 uit verzadiging raakt, daarom is een lage weerstand (R1) noodzakelijk in de basislijn van T1. Zonder deze stopweerstand zou de uiteindelijke stroom ongecontroleerd groot worden door de DCversterking van T1. Een transistor met een hoge stroomversterking en lage collectoremitter-verzadigingsspanning is de beste keus als u de schakeling efficiënter wilt maken. Nog een opmerking over L2: Zorg dat de piekstroom hierdoor onder de verzadigingswaarde van de spoel blijft. (080825) Henk van Zwam Elders in deze uitgave, op bladzijde 165, vindt u een artikel over Galva, een handig programma om frontplaten mee te ontwerpen. Wanneer u eigen ontwerp klaar is, rijst de vraag: hoe krijg ik het op de frontplaat? Een mogelijke oplossing is de volgende. Er bestaat materiaal dat je met je eigen printer kunt bedrukken. Dit wordt waterslide transfer of waterslide decal paper genoemd en het is hetzelfde materiaal dat velen van ons kennen van de modelvliegtuigjes: de plakplaatjes die in water moesten worden losgeweekt om ze daarna op de vliegtuigjes te kunnen aanbrengen. Het materiaal ziet er uit als fotopapier en het komt in twee soorten: voor (kleuren-)laserprinters en voor inkjetprinters. Voor beide printers bestaan er transparante vellen of vellen met een achtergrondkleur. De kleur van de letters wordt door de printer bepaald. Veel informatie over dit materiaal, ook demofilmpjes, is te vinden op de link onderaan dit artikel. Het gebruik is net zo eenvoudig als een gewoon vel papier bedrukken. Wanneer u een laserprinter (kleur of zwart) gebruikt, wordt de toner in het materiaal gesmolten, dus dat zit lekker vast. Wanneer u een inkjetprinter gebruikt, dient u de inkt na het bedrukken op het materiaal te fixeren. Hiertoe is een spuitbus met een special fixeermiddel verkrijgbaar. De volgende handeling betreft het aanbrengen van het materiaal op de frontplaat. De aluminium plaat wordt eerst ontvet en daarna 377

379 voorzien van enkele lagen uit een spuitbus met matgrijze undercoating voor autolak. Knip de teksten en symbolen uit het moedervel en laat er één in het water zakken. Na ongeveer een halve minuut, afhankelijk van de watertemperatuur, kunt u de transfer uit het water halen en voelen of deze van het papier verschuift. Als dat zo is, kan de transfer op zijn plek worden geschoven. Houdt de transfer met een pincet op zijn plaats en wrijf met een wattenstaafje het water onder de transfer voorzichtig weg. Is de frontplaat gereed en goed gedroogd, dan is het aan te bevelen om met behulp van een spuitbus enkele dunne lagen matte vernis over de frontplaat aan te brengen. Laat de frontplaat tussen twee lagen vernis een half uurtje drogen. Tips: 1 Gebruik gedemineraliseerd water wanneer er kalk in het leidingwater zit. 2 Gebruik geen afwasmiddel om de oppervlaktespanning van het water te breken, dit geeft zeepvlekken. Wanneer u googelt op waterslide transfer of waterslide decal paper vindt u veel info en adressen waar het te koop is. Er zijn ook leveranciers die de vellen transferpapier per stuk verkopen, dus even zoeken. (100387) Weblink %20decal%20paper%20original%20pas.html Antoni Gendrau De gebruikte sensor van het type RS in het automatische fietsachterlichtproject (zie bladzijde 33) is vrij kostbaar. Deze kan echter worden vervangen door een bewegingssensor die bijna niks kost. De vervanging is een zelfgebouwde sensor die bestaat uit onderdelen die elke rechtgeaarde elektronicahobbyist wel in huis heeft. Deze werkt als een variabele weerstand die afhankelijk is van de versnellingskracht die er op wordt uitgeoefend Het prototype van de auteur had een weerstand van 200 k in rust 378

380 en deze daalde naar 190 k als hij hem een centimeter liet vallen. De sensor is gemakkelijk te maken. Zaag een stukje van een 10 mm dikke koperen buis af. Neem een stukje geleidend schuimplastic, zoals wordt gebruikt voor het beschermen van geïntegreerde schakelingen. Snijd een rechthoekig stukje van 10 bij 50 mm af. Rol het strak op, zodat het stevig in het buisje geschoven kan worden. Steek nu een geleidende draad door het midden van de cilinder, buig deze om en voeg eventueel beschermend plastic toe aan beide uiteinden. Deze vormt het eerste contact. Soldeer tenslotte een dunne draad aan de koperen cilinder. Deze vormt het tweede contact. De weerstand van het schuimplastic is afhankelijk van de druk. Het gevolg is dat de weerstand verandert als de sensor beweegt onder invloed van een uitwendige kracht. De traagheid van de cilinder veroorzaakt een drukverandering in het schuim, waardoor de weerstand tussen de binnenste en buitenste geleider verandert. Het is daarom belangrijk er voor te zorgen dat de beweging van de cilinder niet wordt gehinderd door de aansluitdraden. De hier getoonde comparatorschakeling detecteert deze weerstandsverandering en daarmee de beweging van het voertuig. Met dit signaal kunnen we bijvoorbeeld een alarmschakeling aansturen. (100588) Siegfried Borst Voor het ontvangen van signalen van puls-frequentiezenders is het hier gepresenteerde kleine schakelingetje prima geschikt. Borstbanden van verschillende bekende merken (Polar, Huger, Kettler, Crane, Outbreaker,...) zenden bij elke hartslag korte bursts uit met een frequentie van 5,3 khz. Deze signalen kunnen voor gebruik bij eigen projecten worden opgevangen, zoals de auteur op zijn site [1] laat zien. De schakeling gebruikt een ferriet staaf met 1000 windingen 0,2 mm koperlakdraad en een (afstem-) condensator voor de ontvangst van de signalen. De condensator is hier voor circa 5,3 khz gedimensioneerd 100% (22 nf), maar kan dus aangepast worden op andere frequenties. De ontvangen signalen 379

381 worden versterkt met een opamp (IC1), waarna een NAND-poort (IC2) er een mooie pulsvorm van maakt met rechte flanken. Voor de voeding kan elke gelijkspanningsbron van V worden gebruikt. Er is een print-layout beschikbaar [2] die via ThePCBShop [3] besteld kan worden. (080093) Weblinks [1] [2] [3] Andreas Binner Bij dit behendigheidsspel gaat het er om een metalen oog langs een gebogen draad te voeren zonder dat het oog de draad raakt. De elektronica bij dit type spelletje doet meestal niet meer dan het akoestisch signaleren van een contact tussen oog en draad. De hier voorgestelde schakeling maakt het spel door een paar extra s interessanter, zoals een instelbare speelduur en een tikgeluid gedurende het spel. Twee timer-ic s van het type NE555 maken dat mogelijk. IC1 is als monoflop geschakeld en deze bepaalt de beschikbare tijd voor het spel, die met P1 ingesteld kan worden. IC2 is als multivibrator geschakeld voor het tikgeluid en het zoemertje als het oog de draad raakt. Als de monoflop niet actief is, dan is de uitgang van IC1 (pen 3) laag. T1 werkt als inverter. D2 staat zo in doorlaatrichting en R8 vormt met R4 een parallelschakeling die verantwoordelijk is voor de door IC2 opgewekte toon. R4 moet veel groter gekozen worden dan R8. R8 bepaalt het gedrag van IC2, een lager zoemgeluid is het gevolg. Als de monoflop actief is, dan wordt het hoge signaal aan de uitgang van IC1 eveneens door T1 geïnverteerd. Daardoor spert D2, zodat R8 niet meer mee doet. IC2 ziet nu de wezenlijk grotere weerstand R4. De verhouding tussen R4 en R5 en de dimensionering van C4 be- 380

382 paalt in dit geval de puls/pauze-verhouding van de multivibrator en geeft het typische tikken met korte pulsen en lange pauzes. Of er wel of niet een toon wordt opgewekt, hangt echter af van de spanning op pen 4 van IC2. Als de voedingsspanning van 9 V wordt ingeschakeld, dan is de monoflop in eerste instantie niet actief en krijgt C1 geen spanning. Pen 4 (reset) van IC2 is dan laag en er wordt geen toontje opgewekt. IC1 kan dan geactiveerd worden als de triggeringang met een knopje even aan massa wordt gelegd (start van het spel). C1 wordt dan via D1 geladen en IC2 wordt vrijgegeven voor het tikken. De impulsduur van de monoflop bepaalt de speelduur en deze kan met P1 worden ingesteld. Als de speeltijd is afgelopen of als de reset-ingang van IC1 aan massa wordt gelegd (contact tussen oog en draad), dan gaat de monoflop over naar de inactieve toestand. IC2 zal nu een lage toon laten horen. Tegelijkertijd spert D1, zodat C1 zich alleen nog maar via de hoogohmige weerstand R9 kan ontladen. Als de spanning na een paar seconden een stuk is gedaald, wordt het weer stil en staat de schakeling klaar voor de volgende ronde. Bouw de schakeling eerst op een experimenteerbord op om de tijden en toonhoogte aan te kunnen passen. Als alles goed is gedimensioneerd, kan het geheel op een net printje worden gemonteerd. Voor de mechanische constructie heeft de auteur een stukje multiplex als basis gebruikt. De zenuwspiraal wordt daarop gemonteerd en verbonden met de elektronica aan de onderzijde. (110100) Fons Janssen Het voedingscentrum in Den Haag meldt op haar website het volgende: Om bederfelijke producten goed te kunnen bewaren, moet de temperatuur in de koelkast tussen de 4 en 7 C zijn en dan liever in de buurt van de 4 dan de 7 C. Dit kun je met een eenvoudige thermometer controleren, maar dan krijg je slechts een momentopname. Wat gebeurt er gedurende de dag met de temperatuur? Om een goed beeld te krijgen van het temperatuurverloop in een koelkast komt de DS1921Z van Maxim goed van pas. Dit is een autonome temperatuurlogger in de vorm van een ibutton. Dit is een robuust metalen blikje ter grootte van vier op elkaar gestapelde munten van 1 eurocent. Intern is de DS1921Z uitgerust met een temperatuursensor (bereik C, met een nauwkeurigheid van ±1 C), 4 kbit geheugen, een real-time klok en een batterij die, afhankelijk van de logfrequentie, tussen de 2 en 10 jaar mee gaat. De ibutton kan temperaturen loggen met een frequentie tussen 1 maal per minuut en 1 maal per 255 minuten. In het geheugen is plaats voor 2048 waarden, 381

383 waardoor het mogelijk is gedurende een etmaal elke minuut een meting te doen (24 60 = 1440). Met de (gratis) 1-wire viewer-software is het een fluitje van een cent om de ibutton te configureren en na de meting uit te lezen. Naast de ibutton heb je nog een USB-dongle nodig (de DS9490 van Maxim) om de ibutton met de PC te verbinden. In de grafiek is het resultaat van een meeting gedurende 24 uur te zien, waarbij één ibutton in de deur is gelegd en één achterin op de onderste plank. Duidelijk is dat er op beide plekken een temperatuurvariatie van 2 tot 3 C is als gevolg van de thermostaatregeling. Volgens de definitie van het voedingscentrum is het in de deur dus niet koud genoeg voor bederfelijke waar. Achterin op de onderste plank is het wel in orde. (091091) Weblink Tilo Gockel Al begin 2006 heeft het Deense bedrijf Lego zijn robotica-productieserie Robotics Invention System vervangen door het modernere NXT-system. Aansluitend daarop hebben ook veel scholen en universiteiten de nieuwe NXT-bouwdozen aangeschaft; de Inventionbouwdozen zijn nu tweedehands goedkoop bij ebay of andere beurzen verkrijgbaar (bij eventueel ontbrekende of defecte onderdelen is er een goede voorziening voor reserveonderdelen [1]). Wie nu zijn zoon, neef, kleinzoon of gewoon zichzelf een plezier wil doen en zo n bouwdoos op de kop tikt, heeft het probleem de bijbehorende software onder Windows XP of Vista aan de praat te krijgen, aangezien deze besturingssystemen officieel niet worden ondersteund. Hoe het toch kan, wordt hieronder beschreven. Eerst moet men proberen de CD te installeren, zoals gebruikelijk. Als het een beetje meezit, lukt dat wel. Hierbij selecteert men Alles installeren en vinkt daarna alleen het vakje bij Quicktime 2.1 aan, maar niet dat van Quicktime 3.0 of DirectX 6.1. Daarbij gaan we er van uit dat er al een actuele DirectX-versie op de PC aanwezig is. Voor Quicktime moet het echter beslist versie 2.1 zijn, actuelere versies worden niet herkend! Indien deze werkwijze niet functioneert, dan herkent men dit doordat na het aanroepen van probe.exe de toepassing in het geheugen hangt en dan is er geen enkele uitvoer meer te zien. In dat geval zijn er enkele veranderingen noodzakelijk: 1 Verwijderen van de software (Program Files LEGO MINDSTORMS/.../verwijderen) 382

384 Nu moet nog één verandering worden uitgevoerd. Hiervoor klikt men met de rechter muisknop op het startpictogram op het bureaublad. Dan: Administrator Uitvoeren in... Het ingestelde pad moet veranderd worden van C:\Progamma s\lego MINDSTORMS\probe.exe in C:\Programma s\lego MINDSTORMS Tenslotte zijn er in zeldzame gevallen problemen met een hangende Windows-installatieservice (fout 1281). Om dit te omzeilen kan men voor iedere nieuwe installatie opnieuw booten of de service handmatig beëindigen via Start Instellingen Configuratiescherm Systeembeheer Computerbeheer Services en toepassingen Services Windows installer. Daar klikt men met de rechter muistoets en selecteert het menupunt Stoppen. Nu kan men via het bureaubladpictogram de Legosoftware starten, waarbij de CD steeds in het loopwerk moet blijven. Indien bij de oudere Robotics Invention Version 1.0 problemen met de kleuren optreden, kan men onder [2] een eventuele oplossing vinden. 2 Verwijderen van alle aanwezige Quicktime-versies (Start Instellingen Configuratiescherm Software...) 3 Hernieuwde installatie van de Legosoftware met de keuze voor Quicktime Start Instellingen Configuratiescherm Systeem Geavanceerd Prestaties- Instellingen Geavanceerd Virtueel geheugen, daar wijzigen: Aangepaste grootte Begingrootte tot 384 MB reduceren. Laatstgenoemde maatregel is noodzakelijk omdat anders de Quicktime-player klaagt dat hij te weinig geheugen ter beschikking heeft en dan niet start een enigszins merkwaardige bug. Hier nog een paar tips uit de praktijk: bij het verzenden van data van het zendstation naar de Brick mag de zender niet onder een te sterke lichtbron staan, zoals een bureaulamp. Men ziet aan de groene LED van het zendstation of de overdracht werkt. Als het systeem langere tijd niet wordt gebruikt, moet men de batterijen uit het infrarood zendstation halen. Wanneer de computer geen seriële interface heeft, kan men een USB-infraroodzender kopen (bijvoorbeeld bij ebay voor circa e 35); goedkoper is echter een USB-RS232-interface (te koop bij de meeste computerwinkels). Tot slot nog iets over het programmeren: voor veeleisende projecten zoals onder [3] te vinden zijn, is een hogere-taal-compiler geschikter dan het meegeleverde grafische programmeersysteem. Een goede keus is de gratis cross-compiler Not Quite C (NQC), die op een op C lijkende syntax gebruikt [4]. (081129) Weblinks [1] [2] [3] [3] lectures/pps/mindstorms/#finished [3] [3] lego-mindstorms/projekte/#c1798 [3] [3] &search_query=lego+mindstorms&aq=f [4] 383

385 Dirk Visser Om een lamp langzaam op te laten lichten, zijn allerlei oplossingen te verzinnen. Deze schakeling is er één van. Het bijzondere aan de schakeling is echter dat ze met een kleine aanpassing te veranderen is in een vermogenspotmeter. De werking van de slow glow is als volgt. Op het moment van inschakelen staat op de inverterende ingang van de opamp dezelfde spanning als op de niet-inverterende ingang, namelijk de volledige voedingsspanning. C1 zal zich echter gaan opladen, waardoor de spanning op de inverterende ingang zakt. Deze spanning ziet er (dus) uit als een omgekeerde laadkromme. Door het lager worden van deze spanning stijgt de uitgangsspanning van IC1 en wordt T1 steeds verder open gestuurd. Over de gloeilamp ontstaat zo een spanning die de vorm heeft van een laadkromme, maar door het gebruik van een transistor kan er wel een forse stroom worden geleverd. Bij het kiezen van de opamp moeten we rekening houden met het common mode-bereik. In deze schakeling moet dat de volledige voedingsspanning zijn. Als spanningsvolger is dan een rail-to-rail opamp noodzakelijk. Gekozen is voor een LM8261 die een bijzonder kleine behuizing (SOT23-5, 2,92 2,84 mm) met een voedingsspanningsbereik van 2,7 tot 30 V combineert. Weinig rail-to-rail opamps hebben een dergelijk groot voedingsspanningsbereik. De opamp is vanwege zijn snelheid (GBWP: 21 MHz) ontkoppeld met C3. De snelheid is hier echter absoluut niet kritisch. R3 is in serie met de MOSFET gezet, zodat hier geen parasitaire oscillatie kan optreden. Het idee om het geheel in SMD te bouwen is haast vanzelfsprekend. C1 is in een uitvoering (ceramic multilayer) te vinden en de overige componenten zijn ook als SMD verkrijgbaar. Voor de MOSFET hebben we bij ST een SOT- 223-variant gevonden, de STN4NF03L. Deze kan meer dan 6 A schakelen, heel aardig voor deze afmetingen (7 6,5 mm). Voor meer vermogen dan de maximale dissipatie van 3,3 W (bij 25 C) kan men zonder problemen een zwaardere FET inzetten (bijvoorbeeld in een grotere D2PAK behuizing). In die uitvoering is uit meer dan genoeg typen te kiezen die aanzienlijk meer stroom en vermogen kunnen verwerken. De schakeling is met een beetje koeling en een TO-220-uitvoering ook te gebruiken voor normale 12 V halogeenverlichting. Met de waarden van R1 en C1 hoeft T1 ruwweg maar iets meer dan ééntiende van een seconde het maximale vermogen te verwerken. Dat vermogen is natuurlijk direct afhankelijk van de lamp die is aangesloten. De gate-source-spanning van de MOSFET bepaalt het voedingsspanningsbereik. De absolute maximumwaarde is hier 16 V en minimaal is ook een paar volt nodig voor een lage 384

386 kanaalweerstand (<0,05 bij U GS = 5 V). Vandaar dat de voedingsspanning voor deze schakeling 6 tot 15 V mag zijn en een 16 V- uitvoering voor C1 voldoende is. Wanneer C1 en R1 worden vervangen door een potmeter (met de loper aan R2), gedraagt de gehele schakeling zich als een potmeter. Maar dan wel een potmeter voor een behoorlijk vermogen. De MOSFET wordt door IC1 zover open gestuurd, dat er een evenwicht ontstaat tussen de ingangen van de opamp. De spanning op de drain wordt dus gelijk aan de spanning op de loper van de potmeter. (090029) Weblink [1] Mickael Bulet Deze schakeling is ontworpen voor de verlichting van het uithangbord van een wijnboer. Het regelen van de verlichting werd gedaan met behulp van een eenvoudige schakelklok die regelmatig opnieuw geprogrammeerd moest worden om te voorkomen dat de verlichting brandde terwijl er nog daglicht was. Dat is tijdrovend en werkt verspilling van energie in de hand. Een betere oplossing is een automatische schakelaar die in staat is de 385

387 schemerperiode tussen dag en nacht te onderscheiden. Bovendien moest het apparaat compact en eenvoudig te installeren zijn zonder noemenswaardige veranderingen aan de bestaande elektrische installatie aan te moeten brengen. De hier beschreven schakeling is compact: hij past in een IP55 (spatwaterdichte) lasdoos van mm (binnenmaten) en is eenvoudig te installeren: knip de draad die naar de verlichting loopt door en plaats de schakeling in serie met de draad. Voor de voeding wordt gebruik gemaakt van een netvoeding zonder transformator. De impedantie van een condensator wordt gebruikt om de spanning te verlagen en de stroom te beperken. De condensator (C1) wordt door R1 beschermd tegen stroompieken tijdens het inschakelen van de spanning en hij wordt ontladen door R2 bij het uitschakelen. Gelijkrichting gebeurt met een Graetz-brug, hierdoor wordt de stroom verdubbeld vergeleken met de gelijkrichtoplossing die we normaliter in dit soort voedingen tegenkomen. Een zenerdiode van ongeveer 15 V (minimaal, de 12 V regelaar moet ook wat te doen hebben) begrenst eerst de spanning die vervolgens door C2 gebufferd wordt, daarna door IC2 netjes gestabiliseerd wordt en tenslotte door C3 ontkoppeld wordt. 80% Onderdelenlijst Weerstanden R1=47 /1 W R2 = 470 k R3 = LDR R4,R5 = 100 k R6 =1 k P1=1Mmeerslagen-instelpot Condensatoren C1 = 1,5 /400 V MKT C2 = 1000 /25 V, axiaal C3 = 100 n, multilayer 63 V C4=10 /25 V, radiaal Halfgeleiders D1...D4,D6 = 1N4007 D5 = zenerdiode 15 V/1,3 W T1 = BC547 of equivalent IC1 = A741 of equivalent IC2 = 7812 of low-drop regelaar Diversen RE1 = relais, spoelspanning 12 V, maakcontact, 10 A bij 230 V K1...K3 = 2-polige printkroonsteen, steek 5 mm IP55-lasdoos, afm. inwendig mm 20 mm PVC-pijp, doorsnede 20 mm 386

388 De stabiele 12-V-spanning is vooral belangrijk voor de spanningsdeler die als referentie dient voor de als comparator geschakelde opamp. De duisternis wordt gedetecteerd met een LDR die samen met R4 een spanningsdeler vormt waarvan de waarde omgekeerd evenredig is met de lichthoeveelheid. Condensator C4 dempt snelle variaties van deze spanning om ongewild inschakelen te voorkomen. R5 en P1 vormen de referentiespanningsdeler voor de opamp (IC1), met deze spanning wordt de inschakeldrempel bepaald. Als de spanning op pen 3 van IC2 hoger is dan de spanning op pen 2, activeert de opamp via T1 het relais en wordt de verlichting van het reclamebord ingeschakeld. Om de bouw van de schakelaar te vereenvoudigen, is een layout gemaakt (gratis beschikbaar, zie [1]). De printbanen naar de schakelcontacten van het relais kunnen we het beste vertinnen om er zeker van te zijn dat ze de stroom naar de verlichting verdragen. De schakeling wordt ondergebracht in een spatwaterdichte IP55-lasdoos. Boor een gat in het deksel voor doorvoer van de draden van de LDR die eerst op het deksel gelijmd wordt. Monteer vóór de LDR een stukje pijp van 20 mm doorsnede en met een lengte van ongeveer 20 mm, zodat de LDR geen invloed ondervindt van het licht van de verlichting die we aan willen sturen. Monteer de schakelaar zover mogelijk verwijderd van de verlichting om te voorkomen dat er een enorm knipperlicht ontstaat! Tenslotte stellen we met P1 de lichtwaarde in waarbij het relais aan moet trekken. Belangrijke opmerking Als we handelingen uitvoeren aan de print, voor testen bijvoorbeeld, moeten we rekening houden met het feit dat op een groot gedeelte van de print netspanning aanwezig is. (090049) Weblink [1] Michael Gaus De USB-UART-converterchip FT232R van FTDI wordt in veel projecten toegepast. Maar als tegelijk meerdere printen met deze bouwsteen aan dezelfde PC worden aangesloten, ontstaat er een probleem: bij de enumeratie (de aanmelding aan de USB-bus) wijst de computer verschillende opeenvolgende nummers toe aan de COM-poorten. In de PC-software moet dan steeds opnieuw ingesteld worden welke poort bij welke kaart hoort. Het zou veel handiger zijn als een FT232R aan dezelfde fysieke USB-poort van een PC altijd hetzelfde poortnummer zou krijgen. Gelukkig is er een oplossing! Deze USB-converter heeft namelijk naast een vendor-id (VID) en een product-id (PID) ook 387

389 een uniek serienummer in zijn ingebouwde EEPROM [1]. Als Windows een apparaat met een nieuw VID, PID en serienummer herkent, wordt het bekende proces Nieuwe hardware gevonden gestart en wordt automatisch een nieuw COM-poort-nummer toegewezen. Met het handige tool FT_Prog (gratis te downloaden van de website van de fabrikant [2]) kan de FT232R gemakkelijk worden geherconfigureerd, zodat het serienummer bij de enumeratie niet wordt gebruikt [3]. Dat gaat als volgt in zijn werk: 1 Sluit de FT232R aan op de USB-interface. Omdat bij een nieuwe FT232R het serienummer nog enabled is, wordt nu het volgende vrije COM-poortnummer toegewezen. 2 Start het tool FT_PROG. Let op: de virtuele COM-poort die de betreffende FT232R gebruikt, mag niet door een terminalprogramma of andere toepassingssoftware geopend zijn. 3 Klik onder Devices op Scan and Parse. 4 Klik op USB String Descriptors en verwijder het vinkje bij Serial Number Enabled. 5 Klik onder File op Save As Template (de configuratie wordt dan opgeslagen). 6 Klik onder Devices op Program en dan opnieuw op Program. Klik na succesvol programmeren op Cycle Ports. Daardoor wordt de op de USB-poort aangesloten FT232R opnieuw geënumereerd. De FT232R krijgt nu het COM-poort-nummer toegewezen dat correspondeert met de fysieke USB-poort. Een nadeel van deze manier van werken is dat elke nieuwe FT232R een hoger COM-poortnummer krijgt. Als erg veel FT232R s op dezelfde PC worden aangesloten, kunnen de COM-poortnummers op raken. Dat is te omzeilen met een nieuwe entry in de registry van Windows (dit is alleen iets voor gevorderden). Zet in de registry onder HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ CurrentControlSet\Control\UsbFlags\ een REG_BINARY-entry met de naam Ignore HWSerNum en de waarde 01. Nu wordt ook bij een nieuwe FT232R altijd hetzelfde (virtuele) COM-poortnummer van de fysieke USB-poort afgeleid. (110207) Weblinks [1] [1] AN_123_How%20COM%20Ports_Are [1] %20Allocated%20on%20 [1] Driver_Installation.pdf [2] [3] [3] AppNotes/AN_124_User_Guide_For_ [3] FT_ PROG.pdf Burkhard Kainka Deze ringoscillator bestaat uit een aantal achter elkaar geschakelde inverterende transistor-versterkertrappen waarbij de uitgang van de laatste trap met de ingang van de eerste trap is verbonden. 388

390 Er kunnen drie, vijf, zeven of negen trappen worden gebruikt. Het komt er alleen maar op aan dat het een oneven aantal is. Het voordeel van deze schakeling is dat er geen condensator nodig is. Deze oscillatoren worden daarom graag toegepast in geïntegreerde schakelingen zoals in microcontrollers. In principe gaat het hier om een tegengekoppelde versterker die wegens de grote totaalversterking gaat oscilleren. In de getekende schakeling worden vijf trappen gebruikt. Om de ring niet te beïnvloeden gebeurt het uitkoppelen van het oscillatorsignaal via een buffertrap. Alle weerstanden in de schakeling hebben een waarde van 2k2 en alle transistors zijn van het type BC548A. De frequentie van de oscillator is hoger dan 1 MHz en hangt enigszins van de voedingsspanning af (zie de grafiek). Er is een flauwe piek met een frequentie van 1650 khz bij een voedingsspanning van 3 V. De ringoscillator kan in de breedste zin worden opgevat als looptijdoscillator. De signaallooptijd van alle vijf trappen is een halve periodeduur, bij 1,65 MHz dus precies 300 ns. Elke individuele trap heeft daarmee een looptijd van 60 ns. Bij een hogere voedingsspanning wordt de vertraging van de trappen iets groter omdat de transistors sterker in verzadiging worden gestuurd. (110192) Philippe Schmied Met deze eenvoudige schakeling kan een solid-state relais gedurende een bepaalde tijd (2, 4 of 6 uur) worden geactiveerd. Deze schakeling vormt het sluitstuk van een project van de auteur om een verwarming via de telefoon op afstand te kunnen bedienen. De schakeling voorkomt dat de verwarming (in een tweede woning) langer dan een bepaalde tijd blijft branden als er bij storing niemand aanwezig is om deze uit of in de vorstbeschermingsstand te zetten. Een puls van één seconde of langer op aansluiting 6 van de microcontroller start de timer en activeert de uitgang. Na het verstrij- 389

391 ken van de ingestelde tijd wordt de uitgang weer gedeactiveerd. De tijd wordt ingesteld met DIP-switches die op GP2 en GP3 zijn aangesloten: GP2 GP3 Duur h h h h Houd bij de keuze van een relais voor deze schakeling rekening met de maximale stroom van 25 ma die de microcontroller aan de uitgang kan leveren. Kies bij voorkeur een solidstate-relais, u vindt hier dit boek verschillende voorbeelden van. Het programma werd geschreven in Flowcode en het project is te downloaden van [1]. Voor degenen die niet over Flowcode beschikken bevat het project ook bestanden in C en assembler evenals een HEX-bestand. De voorgeprogrammeerde microcontroller (PIC12F675 in DIL8) is in de Elektor-shop verkrijgbaar onder nummer (110219) Weblink [1] Georges Treels De oude vertrouwde elektromechanische relais zijn relatief duur. Bovendien is de stuurstroom aan de hoge kant, vooral bij korte schakeltijden. Een solid-state relais is dan een oplossing. Voor het schakelen van gelijkstromen vormen MOSFET s een interessante oplossing en fabrikanten bieden tegenwoordig voor minder dan vijf euro typen aan met verbazingwekkend goede eigenschappen, zowel wat de stroomsterkte betreft als de overgangsweerstand R DS(on). De toepassing ervan is relatief eenvoudig, zowel bij monoals bistabiele toepassingen, dus waarom zouden we ze niet gebruiken? Met de volgende schema s zijn schakelstromen van 10 tot 60 A mogelijk (zelfs meer bij parallelschakeling van MOSFET s), met zeer korte schakeltijden. Er worden meerdere varianten getoond, zowel monostabiel als bistabiel, die een belasting naar massa (high side switching) of naar plus (low side switching) kunnen schakelen. De monostabiele versies hebben bovendien een galvanische scheiding en deze kunnen worden aangestuurd met signalen van 5 tot 24 V, AC of DC. De bistabiele relais worden aangestuurd door een eenvoudige drukknop en een klein beetje logica. Laten we beginnen met de monostabiele solid-state relais. Bruggelijkrichter B1 zorgt er voor dat de polariteit niet van belang is bij een gelijkspanningssignaal en in het geval van een wisselspanningssignaal wordt het signaal gelijkgericht. Het gedeelte rond R1, R2 en D1 beperkt de stroom door de LED van optocoupler IC1. De basis van de in IC1 aanwezige fototransistor ligt via R3 aan massa, de emitter is direct met massa verbonden. Wanneer de belasting met massa verbonden is, wordt de gate van T1 (een P-kanaals MOSFET) rechtstreeks aangestuurd door de collector van de fototransistor in IC1 (figuur 1). Als de belasting met de positieve voedingsspanning is verbonden, wordt de gate van T1 (nu een N-kanaals MOSFET) aangestuurd door T2 die het uitgangssignaal van IC1 inverteert (figuur 2). Weblink [1] 390

392 C2, C3, D2, en D3 beschermen de MOSFET wanneer inductieve of capacitieve belastingen moeten worden geschakeld. De beide bistabiele versies maken gebruik van dezelfde uitgangstrappen als de monostabiele, met een P- MOSFET voor een belasting verbonden met massa (figuur 3) en een N-MOSFET voor een belasting die met de positieve voedingsspanning is verbonden (figuur 4). IC1.A is ingesteld als eenvoudige flipflop. Met de instelling van P1 bereiken we dat de uitgang van IC1.A omklapt bij iedere druk op drukknop S1. R1 en C1 vormen een antidenderschakeling bij het bedienen van S1. De poorten B, C en D van IC1 sturen de gate van de P- MOSFET rechtstreeks aan in het geval van een belasting naar massa. IC1.B inverteert het uitgangssignaal van IC1.A indien een N-MOSFET (belasting aan de plus) aangestuurd moet worden. Bij beide versies blijft het relais inactief bij inschakelen van de voedingsspanning (veiligheid). Wat betreft MOSFET s zijn in de tabel slechts een paar mogelijkheden genoemd. Kies bij voorkeur een exemplaar met een lage R DS(on) (weinig warmte-ontwikkeling) en een goede dv/dtkarakteristiek in het geval van een complexe belasting. Als u een print ontwerpt voor dit soort relais moet u Stroom N-MOSFET P-MOSFET 10 A IRFZ24 IRF A IRFZ44 IRF A IRF2804 SUP75P

393 rekening houden met de dimensionering van de printsporen waardoor de schakelstromen lopen. Drie SUP75P03-07 MOSFET s die parallel geschakeld zijn, kunnen bijvoorbeeld een stroom van meer dan 200 A verwerken! Houd er rekening mee dat een printspoor van 35 m dik (dit is standaard) een weerstand heeft van ( L/l), met L (lengte) en l (breedte) in mm. (100938) Piet Germing De meeste hobbyisten hebben wel een paar stukken gereedschap die met accu s zijn uitgerust, zoals boormachine, accuschaar of schroevendraaier. Helaas zijn vooral bij de goedkopere apparaten de accu s altijd net leeg als je zo n apparaat nodig hebt. Dat komt gewoonlijk door de zelfontlading. De accu s continu opladen is echter geen goed idee, want de goedkope laders vernielen door de constante laadstroom de accu s op de lange duur door overlading. Bovendien wordt zo onnodig energie verspild. Een eenvoudige manier om energiezuinig en vooral ook accuvriendelijk goedkoop accugevoed gereedschap op te laden is het beperken van de laadduur. De laadstroom van een eenvoudige lader is zodanig dat een lege accu in 5 ( snellader ) tot 15 uur (normaallader) wordt opgeladen. Bij een laadrendement van 70% is die laadstroom dan resp. 0,35 tot 0,1 van de accucapaciteit in Ah. Om van een volle accu de zelfontlading van maximaal 5% per dag te compenseren is dan een duty-cycle van de lader van respectievelijk 1% tot 3% nodig. Ofwel per dag een kwartier tot drie kwartier laden met de originele lader. Daarbij is dan wel geen rekening gehouden met de ontlading door daadwerkelijk gebruik van het gereedschap. De praktische realisatie is wel heel eenvoudig, namelijk een 24-uur-schakelklok van een paar euro uit de bouwmarkt. De ruitertjes van de mechanische versie zijn vaak een kwartier per stuk. Met pennetjes bedraagt de minimum schakeltijd vaak een half uur. Via een spanningsslof kan men zelfs meerdere apparaten tegelijk bijladen. Het verdient aanbeveling om de laadperiodes zo kort mogelijk te houden en deze te verdelen over de hele dag, zodat bij een eventuele overlading van een volle accu deze niet de gelegenheid krijgt om intern teveel op te warmen, want dat is de meest voorkomende oorzaak van beschadiging. Het kan op deze manier ook geen kwaad om een of meer extra kwartiertjes lading toe te delen, zodat een gedeeltelijk ontladen apparaat uiteindelijk weer volledig wordt opgeladen. (100263) W.G. Jansen Stappenmotoren zijn er in veel verschillende uitvoeringen. Omdat bij motoren die zijn gedemonteerd uit oude afgedankte apparaten de documentatie ontbreekt, moet door meten de juiste aansluiting van de verschillende draden worden bepaald. 392

394 Hiervoor hebben we maar drie dingen nodig: een ohmmeter, een wisselspanningsmeter en een transformator die een spanning van 2 tot 6 V levert. De meeste stappenmotoren hebben twee of vier statorspoelen, die met 4, 5, 6 of 8 verschillend gekleurde draden naar buiten zijn gevoerd, zie figuur 1. Bij een motor met 4 draden zoeken we naar twee draden waartussen we een weerstand meten. De weerstandswaarde en de kleur van de draden schrijven we op. Op deze manier kunnen we de twee statorspoelen onderscheiden en weten we dat het een bipolaire motor is. Bij een motor met 5 draden (unipolair) is het moeilijk om de vier afzonderlijke spoelen te herkennen. We beginnen hier met het meten van de weerstand tussen de verschillend gekleurde draden en maken hiervan een lijstje (zie voorbeeld figuur 2). Zoek eerst de draadparen waartussen de laagste weerstand wordt gemeten en noem die Rx.... De weerstandswaarden van de andere combinaties zijn niet van belang. vormen samen de A-B- en de C-D-fase. Om uit te zoeken welke bij elkaar horen, sluiten we op één spoel een kleine wisselspanning aan, eventueel via een serieweerstand. We nemen als voorbeeld geel/rood. Meet nu met een wisselspanningsmeter de spanning over de andere spoelen. De spoel waarbij we de hoogste spanning meten, vormt samen met de stroomvoerende spoel één fase. Of we die A-B of C-D noemen, is niet belangrijk. Bij een motor met 6 draden (zowel bipolair als unipolair te gebruiken) is het makkelijk om de afzonderlijke spoelen te herkennen. Meet de weerstandswaarden tussen de verschillend gekleurde draden en maak weer een lijstje. 1 meetwaarden: geel/rood = Rx... blauw/rood = Rx... wit/rood = Rx... bruin/rood = Rx... Uit dit voorbeeld blijkt dat rood de gemeenschappelijke draad is (COM). Twee spoelen

395 meetwaarden: geel/rood = Rx... rood/bruin = Rx... blauw/zwart = Rx... wit/zwart = Rx... geel/bruin = 2Rx... blauw/wit = 2Rx... We vinden nu vier maal een lage weerstand Rx... en twee maal een hogere weerstand 2Rx.... Er is geen verbinding tussen de twee fasen (zie figuur 3). Voor bipolaire toepassingen worden de aansluitingen 2Rx gebruikt. Bij bipolair gebruik wordt de middenaftakking niet verbonden. Bij een motor met 8 draden (zowel bipolair als unipolair te gebruiken) is het moeilijk om de juiste volgorde van de vier spoelen van de twee fasen vast te stellen. We beginnen weer met weerstandsmeting en een lijstje, dan zijn de afzonderlijke spoelen te herkennen als Rx... (zie figuur 4). Om de spoelen twee aan twee in de juiste fasevolgorde aan te sluiten, moet de wikkelrichting per spoel worden bepaald. Sluit daarvoor de transformator op één spoel aan en meet met een wisselspanningsmeter de spanning over de verschillende spoelen. De spoel met de hoogste spanning vormt met de stroomvoerende spoel één fase. Om ze in de juiste wikkelrichting aan te sluiten zetten we de bij elkaar behorende spoelen in serie en sluiten de transformator op één spoel aan. Meet eerst de spanning over de stroomvoerende spoel en daarna over de twee spoelen in serie. Er zijn dan twee mogelijkheden: De spanning over de serieschakeling is ongeveer twee maal de spanning over de stroomvoerende spoel, of bijna nul. De juiste serieschakeling is die waarbij de spanning het hoogste is. Bij bipolair gebruik schakelen we de twee spoelen per fase in serie of parallel, omdat dan het door de motor geleverde koppel het hoogst is. (090420) Literatuur Werken met stappenmotoren, in: Elektor december 2003 Hermann Sprenger Bij zeilwedstrijden is het handig als het zwaard van de boot in hoogte verstelbaar is. Maar aangezien je met de handkruk of met de stelmotor de hijsstang wel zo n 100 tot 150 omwentelingen laat maken voor de volle uitslag, zijn fouten bij het schatten van de werkelijke zwaardhoogte al heel gauw gemaakt. Een elektronische teller voor het aantal omwentelingen zou een uitkomst zijn. En dan is het prettig dat de meeste zeilboten tegenwoordig een 12-V-accu aan boord hebben. We beginnen met de hijsstang. Daarop brengen we een witte markering aan over een halve omtrek en een zwarte markering over de andere helft. Dan monteren we twee lichtreflectiesensoren met ongeveer 10 mm tussenruimte naast elkaar en op maximaal 5 mm van de stang zodat ze kijken naar de marke- 394

396 ringen. We nemen er twee omdat we dan niet alleen het aantal omwentelingen kunnen tellen, maar ook de draairichting kunnen detecteren: bij het draaien van de as komt de markering eerst langs de ene sensor en dan langs de andere. Het hart van de schakeling is een PIC16F628 van Microchip. Die is voorgeprogrammeerd verkrijgbaar, maar zelf programmeren kan ook. De firmware is gratis te downloaden (zie Aan pen 1 van beide lichtreflectiesensoren (IC3 en IC4) moet er meer dan 2,0 volt te meten zijn wanneer de witte streep voorbijkomt en minder dan 0,8 volt bij de zwarte streep (bij een voedingsspanning van 4,5 tot 5,5 V). Deze twee meetsignalen worden samen met de voeding en een massaleiding naar een connector geleid. Aan de kant van de microcontroller voeren we die verbinding uit met het contradeel voor die connector, zodat het sensorprintje door middel van de meetkabel aan de controllerprint wordt verbonden. Het multiplexen van de drie 7-segment-displays loopt in het programma op 100 Hz. De teller telt tussen 0 en 140. Wordt die waarde over- of onderschreden, dan blijft de teller staan. Met resetknop S2 wordt de teller op nul gezet. Met jumper K2 kan de draairichting worden omgekeerd. De tellerstand wordt onthouden, ook als de voedingsspanning wordt uitgeschakeld. Bij de eerstvolgende keer inschakelen wordt die waarde weer geladen. De broncode is zoals gezegd gratis van de Elektor-site te downloaden. De grenswaarden van de teller kunnen bijvoorbeeld worden aangepast. De maximale waarde wordt gedefinieerd in de regel #define max 140. Om de firmware te compileren, is CC5X te gebruiken. Daarvan is er een gratis versie verkrijgbaar ( (080307) 395

397 Marc Dirix Bij een CV-installatie waaraan ook een vloerverwarming is gekoppeld, komt het nog vaak voor dat de extra pomp die gebruikt wordt voor het rondpompen van het water door de vloerleidingen dag en nacht continu in bedrijf is. De reden daarvoor is dat de centrale verwarmingsregeling niet uitgerust is met een aparte uitgang en een speciale regeling voor vloerverwarmingspompen. Deze schakeling is ontworpen om de vloerverwarmingspomp zelfstanding te regelen of via de aan/uitschakeleraar van de woonkamerthermostaat. Hiertoe biedt dit ontwerp deze 4 aansluitmogelijkheden: 1 Temperatuursensor 1 aangesloten op de toevoerleiding van de vloerverwarming, sensor 2 kortgesloten. De pomp gaat lopen zodra de toevoerleiding warm begint te worden. Wanneer de temperatuur van de toevoerleiding onder het schakelpunt komt, zal de pomp nog 20 minuten nalopen. 2 Sensor 1 aangesloten op de toevoerleiding van de vloerverwarming, temperatuursensor 2 aangesloten op de afvoerleiding. Dit werkt hetzelfde als onder punt 1; zolang de toevoerleiding echter warm is, zal de pomp (tijdelijk) stoppen met circuleren wanneer ook de afvoertemperatuur boven het schakelpunt komt. 3 Schakelingang aangesloten op de woonkamerthermostaat. Zolang (zelfde ingang als temperatuursensor 1) de schakelaar gesloten is, zal de pomp lopen. Zodra de schakelaar opent, stopt de pomp na 20 minuten. 4 Schakelingang aangesloten op de woonkamerthermostaat, temperatuursensor 2 aangesloten op de afvoerleiding van de vloerverwarming. Deze werkt hetzelfde als onder punt 3. De pomp zal echter (tijdelijk) stoppen met water rondpompen wanneer ook de afvoertemperatuur boven het schakelpunt komt. 396

398 Temperatuursensor 2 kan ook gebruikt worden als beveiliging voor de vloerverwarming. Stel de schakeltemperatuur dan in op circa 50 graden en bevestig hem aan de toevoerleiding van de pomp. De schakeling is opgebouwd rond een ATtiny25. Via de ADC-poorten van de controller wordt de spanning over beide PTC s gemeten. De spanning over de eerste temperatuursensor wordt in de software vergeleken met een normwaarde en met 0. Als de normwaarde overschreden is of de waarde 0 is (door een externe schakelaar), wordt de Motorpowerpen (pen 5) hoog en zal via de optotriac de pomp gestart worden. Bij het starten van de pomp wordt tevens een extra uitgang (pen 6) laaggetrokken. Op deze uitgang kunnen externe componenten zoals een indicatorlamp worden aangesloten. Om te voorkomen dat er continu stroom door de instelweerstanden en temperatuursensoren loopt, worden de aansluitpennen van de PTC s met behulp van een door de software geschakelde FET alleen naar massa getrokken als er een meting plaats vindt. Door middel van een fuse wordt de microcontroller ingesteld op een klok van 128 khz. Dit is snel genoeg voor het afhandelen van de besturing en deze frequentie laat zich eenvoudig verder delen met de prescaler van timer1 op Vervolgens telt timer1 dan tot 125 en genereert een interrupt. Deze interrupt zal dan bij benadering elke seconde plaats vinden. Tijdens de interrupt-routine wordt de status bepaald van de pomp. Wanneer temperatuursensor 1 de normwaarde overschrijdt of indien deze 0 is (schakelingang), zal de pomptimer worden ingesteld op 20 minuten. Deze 20 minuten zorgen er voor dat, de pomp nog 20 minuten doorloopt nadat de temperatuur is gezakt onder de normwaarde. Als de tweede temperatuursensor tussentijds de normwaarde overschrijdt, zal de pomp direct gestopt worden. Aan het einde van de interrupt-routine wordt de volgende meting gestart door eerst de FET in geleiding te sturen om de temperatuursensoren met massa te verbinden en daarna een ADC-routine te doorlopen. De temperatuursensoren worden om de beurt gemeten, het meetinterval per sensor is 2 s. De schakeling zal de pomp minimaal eenmaal per 18 uur vijf minuten laten lopen. Daartoe houdt een tweede lange zomer-timer bij hoe lang geleden de pomp voor het laatst gestart is. Wanneer de pomp gestart wordt, wordt de zomer-timer gereset. Als de zomer-timer na 18 uur (16-bits integer = s = 18,2 uur) niet gereset is, wordt de pomp-timer op 5 minuten ingesteld. Zolang deze actief is, zal de pomp lopen. (100318) Clemens Valens Tegenwoordig is de meeste apparatuur voorzien van een LCD. Om de tekst of het plaatje zo duidelijk mogelijk te tonen is een LCD schermpje vrijwel altijd voorzien van een achtergrondverlichting. Voor apparaten waar we niet voortdurend op hoeven te kijken, is het niet nodig dat de achtergrondverlichting continu brandt. Enkele seconden zijn vaak genoeg om van de inhoud van het scherm kennis te nemen. Zo kunnen we een beetje energie besparen en verlengen we tevens de levensduur van de achtergrondverlichting. Een apparaat met een LCD heeft gewoonlijk ook een microprocessor, zodat het mogelijk is in de software van de processor een routine op te nemen om de achtergrondverlichting te regelen. Het kan echter voorkomen dat een 397

399 regeling via de microprocessor niet mogelijk is omdat bijvoorbeeld alle pennen van de processor al in gebruik zijn, of omdat we niet beschikken over de broncode of de mogelijkheid de software te wijzigen. Voor die gevallen is de nu volgende schakeling bedoeld. Apparatuur met een LCD is gewoonlijk van minstens één drukknop voorzien, in de meeste gevallen trekt deze bij het indrukken een ingang van de processor naar 0 V. Als een dergelijke drukknop ontbreekt, kunnen we hem toevoegen. Vervolgens kunnen we deze drukknop gebruiken om de achtergrondverlichting te regelen. Na een druk op de knop wordt de achtergrondverlichting ingeschakeld, en dankzij de timer na enkele seconden uitgeschakeld. Met een OF-poort zijn meerdere schakelaars mogelijk om de timer te starten. Voor de timer zijn slechts weinig onderdelen nodig. De OF-poort bestaat uit de twee weerstanden R1+R2 en evenveel dioden als drukknoppen. Via de diode(n) geleidt transistor T1 zolang we een knop ingedrukt houden, condensator C1 wordt dan geladen, MOSFET T2 geleidt en de achtergrondverlichting brandt. Vanwege de kleine waarde van R3 wordt C1 zeer snel geladen, zodat zelfs zeer kort indrukken van een knop de timer in werking stelt. Zodra de knop wordt losgelaten, blokkeert T1 en C1 ontlaadt zich langzaam via R4 omdat T2 een zeer hoogohmige weerstand vormt. Als de spanning op de gate van T2 ver genoeg daalt, blokkeert deze transistor en dooft de achtergrondverlichting. De tijd dat de achtergrondverlichting ingeschakeld blijft na het loslaten van alle knoppen is ongeveer R4 ( ) C1 (F) seconden. Natuurlijk kan deze schakeling ook voor andere doeleinden gebruikt worden en kunnen we in plaats van een LED bijvoorbeeld een relais laten inschakelen. De waarde van R5 is afhankelijk van de belasting die geschakeld moet worden. Voor een LED en een voedingsspanning van 5Vis300 voldoende. (090454) Klaus Bertholdt Een normaal verkrijgbare strokenrasterprint van mm kan heel eenvoudig gebruikt worden als kleine plaatverwarming op 12 V, waarbij de stroom ongeveer 4 A is. Er wordt dan krap 50 W in warmte omgezet. Hiervoor hoeft men alleen maar de afzonderlijke banen achter elkaar te schakelen. Als stroombron is bijvoorbeeld een autoaccu of een laadapparaat voor een autoaccu geschikt. De temperatuur aan het oppervlak van de epoxyharsplaat stijgt daarbij tot ongeveer 398

400 100 C. De strokenrasterprint kan men het beste als volgt in een 12-V-plaatverwarming veranderen: allereerst verbindt men alle banen aan het begin en aan het einde van de stroken. Vervolgens freest men met een minidoorslijpschijf de soldeerplaatsen zo weg, dat alle banen in serie geschakeld zijn. De aansluitingen worden zoals in de figuur getoond aan de einden van de serieschakeling aan de beide eerste gaten van de banen gesoldeerd. Een strokenrasterbaan van 15 cm lengte heeft bij 20 C een weerstand van 70 m. Als bij 12 V door de 36 achter elkaar geschakelde banen een stroom van 4 A loopt, levert dit een totale weerstand van 3 op en een strookweerstand van ±83 m. De kopertemperatuur is daarbij aanvankelijk gemiddeld ongeveer 65 C. De koperstroken van de strokenrasterprint kan men ook voor iets anders dan verwarmen gebruiken. Een andere mogelijkheid kan bijvoorbeeld een heel precies ingedeelde spanningsdeler zijn. (080988) Christian Tavernier Wanneer je denkt aan zonnecellen of zonnepanelen, denk je meestal meteen aan de productie van zonne-energie een heel normale gedachtengang, want dat is nu eenmaal de voornaamste functie van zulke componenten. Minder voor de hand liggend maar toch ook interessant is het feit dat zonnecellen in het donker juist geen energie produceren. Van dat gegeven kun je namelijk handig gebruik maken als een schakeling zich aan een dagen-nachtritme moet houden, zoals het geval is met de schakeling die we hier uit de doeken doen. In tegenstelling tot wat de titel misschien zou doen vermoeden is deze schakeling niet bedoeld om de luchtvochtigheid te detecteren wanneer de zon schijnt, maar om vocht te detecteren met gebruikmaking van zonneenergie. Het idee is vooral bedoeld voor iedereen met niet àl te groene vingers die toch graag een aantal potplanten in en om het huis heeft staan: het is een hulpmiddeltje om te zorgen dat uw planten niet omkomen van de dorst. Het principe is heel simpel: ons hulpmiddel heeft twee elektroden van blank koperdraad, die steken we in de pot naast de plant die we Weblinks [1] [2] Downloads PCB printlayout verkrijgbaar via 399

401 ermee willen bewaken en vervolgens doen we vooralsnog helemaal niets. Althans zolang ons plantje nog geen dorst heeft, dus zolang de aarde waar het in staat voldoende vochtig is, hoeven we niets te doen. Wanneer de aarde echter in zekere mate uitgedroogd raakt, begint de detector geluid te maken ten teken dat u deze groene huisgenoot te drinken moet geven. De drempelwaarde voor het alarmpje kunt u zelf instellen al naar gelang de eigenschappen van de potgrond en de plant. Om nu te voorkomen dat één van uw andere huisgenoten (partner of huisdier, vul maar in) uw plant met pot en al uit het raam smijt omdat hij in het holst van de nacht gaat staan mekkeren, is de detector uitsluitend actief bij daglicht. Zo snijdt het mes aan twee kanten: niet alleen functioneert de schakeling met de zonnecel volledig op zichzelf, maar diezelfde zonnecel zorgt er ook voor dat de schakeling s nachts juist niets doet. Evenals het principe is ook het schema van een opmerkelijke eenvoud, het voornaamste bestanddeel is één enkel logisch CMOSIC type 4093, een viervoudige Schmitt-trigger NAND met twee ingangen. De eerste poort IC1.A doet dienst als oscillator met zeer lage frequentie. De uitgang van IC1.A schakelt dus 100% Onderdelenlijst Weerstanden R1 = 100 k R2=10k R3=47k P1=1Mlineair Condensatoren C1 = 22 µ/25 V C2 = 100 n Halfgeleiders IC1 = 4093 Diversen Zonnemodule (zie tekst) Piëzo-zoemer 2 koperen elektroden 1,5 mm 2 langzaam heen en weer tussen nul volt en de voedingsspanning. Wanneer de uitgang van IC1.A hoog is, dient dit als een enable voor de schakeling rond IC1.B. Dat is ook een oscillator, maar met een hoorbare frequentie. Dit signaal wordt doorgegeven aan de zoemers via IC1.C, maar dat gebeurt alleen wanneer diens ingang (pen 9) hoog is, en dat is het geval wanneer er geen stroom loopt tussen E1 en E2. U had waarschijnlijk al begrepen dat E1 400

402 en E2 de elektroden zijn die in de potgrond steken en dat er geen stroom loopt als de potgrond niet genoeg geleidt, dus te droog is. De drempelwaarde van de droogte waarbij de NAND-poort opent of sluit is instelbaar met potmeter P1. De schakeling werkt op een voedingsspanning van om en nabij 3 V, afhankelijk van de gebruikte zonnecel en de lichtsterkte op een gegeven moment. Met zo n lage voedingsspanning kunnen we een piëzo-zoemer direct aansluiten tussen de uitgang van IC1.C en de plus van de voeding, ofwel tussen diezelfde uitgang en IC1.D, die geschakeld is als inverter en dus ten opzichte van de voedingsspanning een signaal met een twee maal zo grote amplitude geeft. De uitvoering is alweer zo simpel als het maar kan. U kunt ervoor kiezen om het voorgestelde printontwerp te gebruiken, maar de schakeling is ook prima uitvoerbaar met gaatjesprint. Voor de zoemers neemt u exemplaren zonder ingebouwde elektronica, want meer dan een simpel transducertje hebben we hier niet nodig. Een plat model met wat grotere diameter en flexibele aansluitdraden kunt u met wat lijm op IC1 bevestigen. Er zijn ook kleinere typen met stijve aansluitpennen, die kunt u rechtstreeks op de daarvoor bestemde eilandjes op de print solderen. Voor de zonnecel heeft de auteur een keuze gemaakt uit het aanbod van de Franse fabrikant Solems. Deze modules worden o.a. verkocht door Selectronic [2] in Frankrijk. De type-aanduiding bestaat uit een hele simpele code in de vorm NN/LL/WW, waarbij: NN het aantal elementen per cel is. U moet rekenen met ongeveer 0,5 V per cel; LL de lengte van de cel in millimeters is; WW de breedte van de cel in millimeters is. Hoewel klassieke CMOS-logica in principe een voedingsspanning van minimaal 3 V moet krijgen, bleek het merendeel van de IC s die we hebben uitgeprobeerd ook nog heel goed te werken op iets minder dan die waarde. Dus als u een krap budget heeft (of een grote verzameling planten om te bewaken!), dan kunt u volstaan met de goedkoopste zonnecel in de serie, type 05/048/016. Ook Conrad biedt verschillende kleine zonnemodules aan. De nominale spanning moet in elke geval boven 3 V liggen, de grootte van de cellen bepaalt de gevoeligheid. Tuincentra of doe-het-zelf-supermarkten hebben geregeld tuinverlichting op zonnecellen in de aanbieding tegen afbraakprijzen. Het is ook mogelijk enkele lampen te kopen en de benodigde cellen daar uit te slopen. De afmetingen van het voor deze schakeling ontworpen printje zijn met opzet zo gekozen dat de zonnecellen meteen tegen de koperzijde van de print gesoldeerd kunnen worden. Let wel goed op bij het aansluiten van de zonnecel als deze nog niet voorzien is van aansluitdraden: het solderen van de verzilverde aansluitvlakjes aan de twee uiteinden moet snel gebeuren. Deze zijn rechtstreeks op het glas van de cel aangebracht en zijn tamelijk kwetsbaar. Zodra de zonnecel is aangesloten en de aansluitpunten voor E1 en E2 nog in de lucht zijn, moet de schakeling al meteen gaan piepen zodra de cel voldoende licht ontvangt. Voor E1 en E2 neemt u twee stijve stukken koperdraad met een diameter van 1,5 mm2 (het soort dat voor de elektrische bedrading in huis wordt gebruikt, is prima geschikt) en die soldeert u aan de print vast. Vervolgens steekt u de print met de elektroden in de grond bij de plant die bewaakt moet worden. Het enige dat u daarna nog moet doen, is P1 zodanig afregelen dat de schakeling om hulp begint te roepen juist wanneer de vochtigheidsgraad van de potgrond in de alarmfase komt. Mocht de toonhoogte van het noodsignaal u niet bevallen, dan kunt u die verhogen of verlagen door C2 en/of R2 te verlagen respectievelijk te verhogen. U kunt eventueel ook het herhalingsritme van de tonen veranderen door C1 en/of R1 aan te passen. (081174) 401

403 Georges Treels Een startrelais voor een motor of scooter is in de mechanische uitvoering niet duur, maar ook niet erg betrouwbaar. De contactweerstand neemt na verloop van tijd toe, de spoel kan breken door trillingen en de schakelcontacten kunnen vastlassen. De oplossing voor deze problemen is een solidstate relais. Omdat we in deze toepassing met gelijkstroom werken, ligt het gebruik van een MOSFET voor de hand. Zoals meestal het geval is bij automotive systemen, is de negatieve pool van de accu met massa verbonden, zodat we genoodzaakt zijn een P-kanaals MOSFET toe te passen. De schakelstroom is behoorlijk hoog, tussen 55 en 100 A (afhankelijk van cilinderinhoud en compressieverhouding) en dat houdt in dat we een FET met een lage R DS(on) nodig hebben, die een behoorlijke stroom kan schakelen. De startmotor is een koolborstelmotor die spanningspieken genereert die een funeste uitwerking op de elektronica kunnen hebben, vandaar de noodzaak om alles goed te beschermen. Na het doorspitten van verschillende schema s blijkt dat de remschakelaar het startrelais met de 12-V-boordspanning verbindt en de startschakelaar de andere aansluiting van het relais met massa verbindt. Een eenvoudige oplossing bestaat uit het vervangen van de relaisspoel door een optocoupler. Deze techniek kan natuurlijk ook voor andere toepassingen gebruikt worden. Tenslotte, de schakeling moet plug and play zijn, dat wil zeggen bruikbaar met de originele aansluitingen, en dat beperkt de uiteindelijke afmetingen van de print tot mm. De constructie van een print die een stroom van 70 A kan verwerken vraagt om enig rekenwerk. De weerstand van een koperspoor met een dikte E van 35 m (0,035 mm) met een lengte L en een breedte l bedraagt 17, 10 5 L [ ] E l (E,Lenlinmm,T=25 C). Na het plaatsen van de componenten is er ruimte voor printsporen van 15,25 44 mm over, ieder spoor heeft dan een weerstand van 1,4 m of 0,7 m bij toepassing van dubbelzijdige printplaat. Bij 75 A bedraagt de totale spanningsval ongeveer 100 mv en wordt er al 7,5 W gedissipeerd! De MOSFET SUP75P03-07-E3 van Vishay Siliconix (Farnell bestelnr ) heeft een R DS(on) van7m bij 75 A, als we er twee parallel schakelen wordt dat 3,5 m. Dat levert een spanningsval van 0,263 V en het gedissipeerde vermogen per FET is dan ongeveer 10 W. In totaal komen we uit op een spanningsval van ongeveer 360 mv en een dissipatie van ongeveer 27,5 W. Laten we nu het schema bekijken. Het gedeelte in het gestippelde kader is de originele be- 402

404 drading van de scooter. R1 begrenst de stroom door de LED van de optocoupler 4N28 tot 25 ma en R2 verbindt de basis van de fototransistor met zijn emitter. De collector van de fototransistor is rechtstreeks verbonden met de gates van de twee parallel geschakelde MOSFET s (T1). In rust sperren de FET s door de aanwezigheid van R3, maar ze gaan geleiden wanneer de fototransistor in geleiding komt als tegelijkertijd op drukknop S1 en S2 wordt gedrukt. Zodra de startmotor start, zorgt de lading van C2 er voor dat deze door blijft lopen. C1, D1, C2, D2 en D3 beschermen de schakeling tegen stoorspanningen die ontstaan tijdens het inschakelen van de startmotor. De tests en metingen zijn uitgevoerd op een scooter met een GY6-motor, type CJ12M. Het gemiddelde stroomverbruik was 53 A: 49 A met de zuiger onderin (minimale compressie) tegenover 57 A met de zuiger bovenin (maximale compressie). De spanningsval die werd gemeten over de aansluitingen kwam vrijwel overeen met de theoretische berekening. Na drie uren testen, waarbij iedere vijf minuten werd gestart, was geen enkele opwarming waar te nemen. (100941) Weblink [1] Heino Peters Veel badkamers zijn uitgerust met een ventilator die de waterdamp tijdens het douchen naar buiten moet afvoeren. Zo n ventilator kan parallel geschakeld zijn aan het licht, maar dan draait hij ook als je alleen maar even je tanden wilt poetsen. Beter is het een ventilator te voorzien van een vochtsensor. Nadeel hiervan is dat deze vochtsensor de ventilator pas inschakelt als het eigenlijk al te vochtig is. Daarom bouwen we hier een schakeling die werkt op basis van de temperatuur van de warmwaterleiding naar de douche. Zodra deze warm wordt, gaat de ventilator draaien. Na het afkoelen blijft hij nog een paar minuten aan, waardoor je een stuk minder last 403

405 hebt van vocht in de badkamer, zonder dat de ventilator voor niets draait. Voorwaarde is natuurlijk wel dat er ergens een temperatuursensor op de warmwaterleiding geplaatst kan worden en dat deze leiding niet warm wordt als er ergens anders warm water wordt gebruikt. Voor de temperatuursensor gebruiken we een LM335. Deze levert een uitgangsspanning die gelijk is aan 10 mv per graad kelvin. Bij een temperatuur van 30 C is dit 3,03 V, bij 40 C is dit 3,13 V, bij 50 C is dit 3,13 V, enzovoort. We willen dat onze ventilator schakelt op een temperatuur die ergens tussen 40 en 50 C ligt. Om dit nauwkeurig te doen, gaan we met de opamps van IC2 eerst het regelgebied verbeteren. Laten we dit achterwege, dan krijgen we een instabiele schakeling, omdat de spanningsverschillen op de uitgang van IC1 relatief klein zijn. IC2a trekt van de uitgangsspanning van IC1 een spanning van precies 3,0 V af. Daarvoor gebruikt hij zenerdiode D1, zodat dit onafhankelijk van de gebruikte voedingsspanning kan gebeuren. Kies R2 afhankelijk van de gebruikte voedingsspanning zo, dat er ongeveer 5 ma door D1 loopt. Bij 6 V voedingsspanning is dit 600 (560 is ook goed), bij 15 V 2400 (2k2). Neem liever een iets lagere weerstandswaarde dan een hogere. De uitgangsspanning van IC2a wordt door IC2b 16 maal versterkt ((R7+R8)/R8). Hierdoor staat op de uitgang van IC2b een spanning van 0,48 V bij 30 C, 2,08 V bij 40 C en 3,68 V bij 50 C. Deze spanning wordt door comparator IC3a vergeleken met de met P1 ingestelde spanning. Omdat de tolerantie van de weerstanden een zekere afwijking zal veroorzaken, kan de stand van P1 het best proefondervindelijk ingesteld worden. Een spanning van 2,5 V op de loper zal een goede startpositie geven (theoretisch 42,6 C). Zodra de waterleiding warm genoeg is, zal de uitgang van IC3a laag worden. R10 zorgt voor de hysterese op de uitgang van IC3a door de spanning op de loper van de instelpotmeter nog wat verder omlaag te drukken zodra de uitgang van IC3a omlaag klapt. IC3b werkt als inverter en zorgt zo dat het relais Re1 via T1 wordt aangetrokken, waarmee de ventilator start. Nadat de waterleiding is afgekoeld, valt het relais weer af en stopt de ventilator. Gaat dat te snel, dan kun je R11 verkleinen naar bijvoorbeeld 33k. Dit vergroot de hysterese. De schakeling verbruikt weinig stroom en de voedingsspanning is niet kritisch. Daarom kan bijvoorbeeld een adapter van een oude mobiele telefoon al gebruikt worden. Als de voedingsspanning bij het inschakelen van het relais iets inzakt, dan levert dat geen probleem op. De spanning op de loper van P1 zal dan ook iets dalen en daarmee een extra hysterese toevoegen aan IC3a. (090078) Weblink [1] Jürgen Okroy Deze spanningsbewaking is gebaseerd op een Elektor-ontwerp met een 555-timer-IC uit het boek 302 schakelingen, waarbij de toestand van de spanning, goed of te laag, door middel van een rode en een groene LED wordt aangegeven. In de praktijk blijkt die schakeling zijn beperkingen te hebben, omdat het omschakelen naar rood, wanneer de drempelwaarde van de spanning onderschreden wordt, niet altijd wordt opgemerkt. Deze schakeling is berekend op de bewaking van een 12V-spanning (bijvoorbeeld van een autoaccu) en geeft de waarschuwing door 404

406 middel van een knipperende groene LED, wat iets beter de aandacht trekt. Een rood LEDje brandt daarbij ook nog, ter controle. De hier gebruikte NE556 bevat twee 555-timers. De ene detecteert de schakeldrempel, de andere zorgt voor het knipperen. De drempelspanning waarop de zaak gaat knipperen, is met P1 op de gewenste waarde in te stellen. Hoeveel stroom deze schakeling gebruikt, hangt vooral af van het type LED dat ervoor wordt gebruikt. Als er een low-current-led wordt gebruikt, dan moet de voorschakelweerstand, 330 in het schema, aanzienlijk groter genomen worden. (090891) Pierre Vignisse Schrikdraadlint is verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten en uitvoeringen en met verschillende karakteristieken. Het wordt over het algemeen gemaakt van een weefsel bestaande uit draden van polyethyleen, nylon of een ander synthetisch materiaal met daar doorheen verschillende draadjes van roestvrij staal, koper of ander geleidend materiaal met een relatief kleine doorsnede (enkele tienden van een millimeter). Een draad van roestvrij staal met een lengte van 1 m heeft een weerstand van ongeveer 23 bij een diameter van 0,2 mm, dus 5,75 bij een diameter van 0,4 mm. De lineaire weerstand van een lint kan dus variëren tussen een paar milli-ohms tot verscheidene ohms per meter, afhankelijk van het aantal draden, de diameter daarvan en het soort materiaal. Het heeft weinig zin te gaan rekenen, meten is beter, want er worden door de fabrikant doorgaans geen gegevens verstrekt. 405

407 Om de temperatuurmeting niet te verstoren mag de stroom niet te groot worden. Als de drivertransistors te heet worden verstoort dat ook de werking van het geheel. De beschreven schakeling kan zonder problemen 2 A aan. Een paar ruwe metingen wijzen uit dat een lint van 2 /m bij een stroom van 1Aeen temperatuurstijging van ongeveer 15 C veroorzaakt als dit in een isolatiepijp voor waterleidingen wordt gestoken. Er moet dus theoretisch 2 W/m in het lint gedissipeerd worden om een kunststof waterleiding met isolatiebuis tegen een vorsttemperatuur van 15 C te beschermen. Dan is dus een eenvoudige transformator van 50 VA al genoeg om een geïsoleerde waterleiding van 25 m vorstvrij te houden. Omdat wij de lineaire weerstand zelf kunnen kiezen, kunnen wij een verwarmd stuk lint maken met een bepaalde lengte, dat werkt op een veilige spanning (lager dan 50 V AC ). We hebben dus U 2 P I2 R 2 R metpinw/m,rin /m en U in V/m. Met de lengte l in m, en met een U TOTAAL kleiner dan 50 V AC, is R kleiner dan 1250 / l 2 [ /m] en moet dus I groter dan l/25[a]. Met de wetenschap dat voor 2 W/m geldt dat U= 2R eni= 2/ R, kunnen we alles uitrekenen. De schakeling maakt gebruik van twee vermogens-fet s IRFR3607 (R DS(on) = 9 m, V DS(max) = 75 V) en een LM26CIM-HHD, een thermostaat-ic dat schakelt rond 0 C (pushpull-uitgang, hysteresis van 2 C, ultralaag stroomverbruik van maximaal 40 A bij5v, SOT223-behuizing). Een LED geeft aan dat de voedingsspanning aanwezig is, er kan eventueel ook een LED parallel aan het verwarmingslint worden geschakeld. De weerstanden R2...R5 (SMD 1206) zorgen er voor dat de stroom door de zenerdiode 3 ma bedraagt. Bij een lagere voedingsspanning kan de weerstandswaarde worden aangepast en volstaat het waarschijnlijk om minder weerstanden parallel te schakelen, omdat er dan minder gedissipeerd hoeft te worden. De pen HYST van de LM26 wordt op 5 V gehouden voor een hysteresis van 2 C. Voor de waarde van C1 is specifiek rekening gehouden met de C ISS van de MOSFET s. Hij moet groot genoeg zijn om geladen te blijven, zodat de spanning op de gate behouden blijft (hier 5 V). Op de print [1] is de sensor wat apart gezet, om te voorkomen dat de 0,6 W gedissipeerd door R2...R5 en de warmte die de FET s produceren de goede werking van de sensor verstoren. De koper-layout zorgt voor een uniforme temperatuur rond de sensor. De print wordt voorzien van vier lagen transparante lak voor een goede vochtbestendigheid, want deze wordt buitenshuis gemonteerd. Nu moet er nog wat met het schrikdraadlint gebeuren en dat is misschien wel de vervelendste fase. In het algemeen is een retourleiding nodig voor de stroom, tenzij het vermogen verdubbeld wordt door het lint heen en terug te gebruiken of de stroom met een factor 2 te verminderen voor hetzelfde vermogen. 406

408 Aan de andere kant moeten de uiteinden van het lint ontrafeld worden om het aan te kunnen sluiten. Het gebruikte schrikdraadlint is 2 cm breed, om de leidingen heen en terug te isoleren bij de metalen hoek- en T-stukken kunt u bijvoorbeeld duct-tape gebruiken van 5 cm breed, dit is in de meeste bouwzaken wel te krijgen. Wat duurder: krimpkous. Er rest ons nu nog een soldeerbout, kabelschoentjes en de verbinding met het verwarmingslint om de zaak te voltooien. Dan moeten we de tape nog aan de pijp vastmaken. Plaats tot slot het in een kastje gemonteerde printje buiten op een hoogte van 2 m en bij voorkeur horizontaal voor een betere werking. De leiding wordt nu verwarmd en heeft geen last meer van de vorst. (110189) Weblink [1] Markus Bindhammer De betekenis die het woord stress in de volksmond heeft, valt niet altijd samen met wat specialisten onder dit begrip verstaan. Een globale indruk van de complexiteit van dit onderwerp is te vinden in de bijdrage van Wikipedia [1]. Hier wordt al snel duidelijk dat stress niet makkelijk objectief te meten is. Maar wat wel redelijk goed is te meten, zijn de lichamelijke reacties die bij stress horen! Ongeacht of iets bijzonder aangenaam is of juist angst of agressie oproept: zolang de prikkel maar intens genoeg is, wordt het lichaam voorbereid op activiteit. Tenslotte kosten opspringen en juichen uit vreugde, of juist aanvallen en vechten, een grote hoeveelheid energie. Een van de vele fysieke voorbereidingen voor een verhoogde activiteit is het verhogen van het hartritme. Dit effect is van alle lichamelijke stressreacties het gemakkelijkst te meten. Bij een gezond mens bedraagt het hartritme in rust slagen per minuut of bpm (Beats Per Minute). De hartpuls is meetbaar op de huid als elektrisch signaal, zoals bij een elektrocardiogram, of als doorbloedingsimpuls in het weefsel. De eerste methode maakt gebruik van speciale elektroden die op het lichaam worden geplakt, een methode die voor de zelfbouw-elektronicus minder goed bruikbaar is. Maar een pulserende doorbloeding kan met een eenvoudige lichtsensor gemakkelijk zichtbaar worden gemaakt. Een 407

409 vinger of oorlel is met licht gemakkelijk te doorschijnen en een ritmische doorbloeding zal de demping van het licht in hetzelfde ritme variëren. Voor dit experiment werd een gewone kunststof wasknijper omgebouwd tot vinger- respectievelijk oorklem. In de bek van de knijper wordt een gat van 5 mm geboord, waarin aan de ene kant een IR-LED (SFH487) en aan de andere kant een fototransistor (SFH309FA) wordt gelijmd, zoals te zien is in de tekening. In plaats van een IR-LED mag ook een helderrood type worden gebruikt en zelfs een witte LED functioneert hier nog redelijk. Bij een voedingsspanning van 5 V vloeit ongeveer 30 ma door de LED. Condensator C1 vormt samen met R3 een hoogdoorlaatfilter. Het van DC-drift ontdane signaal wordt door IC1.A ongeveer 100 maal versterkt. Condensator C2 vormt met R5 een laagdoorlaatfilter waarmee alle niet relevante hogere frequenties worden weggefilterd. De doorgelaten frequenties worden vervolgens door IC1.B nog eens 500 maal versterkt. De LM358 is hier als dubbele opamp uitermate geschikt, omdat deze asymmetrisch kan worden gevoed en ingangsspanningen tot 0 V goed lineair verwerkt. De totale versterking van de schakeling is in te stellen met P1. De uitgang van IC1.B stuurt tegelijk T2 en T3. Bij een juiste instelling zal D2 in het ritme van de hartpuls oplichten. Door IC2, een gewone 555-timer, wordt een verhoogde hartslag gedetecteerd. Zolang D2 oplicht, zal condensator C6 periodiek worden kortgesloten. Daarmee wordt de interne flipflop van de 555 telkens gereset en pen 3 blijft hoog, waardoor D4 zal branden. Maar zolang D2 donker blijft, zal C6 worden opgeladen. 408

410 Als dit zodanig lang duurt dat de spanning over C2 2/3 van de voedingsspanning bereikt, dan zal de flipflop even omklappen en zal D3 even oplichten. Dus zolang D3 ritmisch knippert is het hartritme laag. C6 en R12 zijn zodanig gedimensioneerd dat D3 bij een hartslag van meer dan 100 bpm donker blijft. Met het oog op de veiligheid kan voor deze stressmeter beter geen netstekervoeding worden gebruikt. De schakeling werkt uitstekend met een voedingsspanning van 4,5...7 V, zodat men kan volstaan met vier batterijen of NiMH-accu s. (080831) Weblink [1] Roland Heimann De vloeistofindicator type LM1830 van National Semiconductor is weliswaar een gespecialiseerd IC voor een toepassing als deze, maar het heeft het nadeel een betrekkelijk hoge voedingsspanning en een dito hoog stroomverbruik te hebben. Bovendien moet het eerst aangeschaft worden, wat bij kleine aantallen ook niet goedkoop is. Het hier geïntroduceerde alternatief maakt gebruik van het goedkope standaard-cmos- IC 74HC14, dat al functioneert vanaf 3 V en in rust (bewakingsmodus) minder dan 1 A verbruikt, waardoor batterijgebruik probleemloos mogelijk is. In de wateralarmschakeling bestaat de terugkoppelweerstand uit R1 en de watersensor. R1 verhindert ook dat de ingang en de uitgang van de inverter kunnen worden kortgesloten. De extra weerstand R2 definieert het ingangsniveau van de inverter als de sensor niet in het water zit. Een open (zwevende) ingang veroorzaakt namelijk een hoger stroomverbruik. De stuurschakeling voor de piëzo-zoemer BZ1 bestaat uit IC1.B tot IC1.F. Condensator C2 verhindert dat in rust (bewakingsmodus) een gelijkstroom loopt, ook dit vermindert het stroomverbruik. In plaats van de watersensor kan ook een toets (microschakelaar) worden ingebouwd om het alarm te laten afgaan. (091099) De 74HC14 is een inverter met hysteresis. Zoals in het schema te zien is, krijgt men door het bedraden met een condensator (C1) en een terugkoppelweerstand (R1) een eenvoudige blokspanningsoscillator. 409

411 Leo Szumylowycz Omdat beelden veel meer zeggen dan woorden, volgt hier een van de kortste halfgeleidergids-artikelen aller tijden. Een kater van vijf kilo sprong in de kast met LED-verzameling van de knutselende auteur stuks in 40 verschillende typen en alles door elkaar! Een snelle meetopstelling waarop bijvoorbeeld een regelbare netvoeding met een digitale stroom- en spanningsaflezing aangesloten kon worden, zou nu erg handig zijn. Voor de paperclips moet men vernikkelde uitvoeringen met normale afmeting gebruiken. Op de print kunnen natuurlijk nog banaanstekerbussen of dergelijke aansluitingen worden gesoldeerd. Wie zin heeft, plakt er nog gummivoetjes onder, zodat een geleidende ondergrond geen problemen geeft. (090969) Stefan Hoffmann De hond van de auteur, een Beagle-bastaard, moet vaak worden teruggefloten. Zo ontstond het idee voor een elektronisch hondenfluitje dat afwisselend twee hoge tonen kan opwekken. Zo n elektronisch fluitje heeft verschillende voordelen in vergelijking met gewoon roepen of fluiten: je hoeft je gesprek niet telkens te onderbreken om naar de hond te roepen of te fluiten; dankzij de gebruikte toonhoogte is het fluiten voor (oudere) mensen nauwelijks hoorbaar en in elk geval niet zo storend als luid roepen of fluiten. Zoals bekend hebben honden een veel beter gehoor dan mensen; ze kunnen frequenties tot 40 khz horen; door het afwisselend gebruik van twee verschillende tonen kan de hond het signaal van zijn baasje beter onderscheiden van andere fluitsignalen. De schakeling bestaat uit twee standaard timers-van het type 555 (of één IC 556). De eerste 555 moduleert met zijn frequentie van ongeveer 1,5 Hz de frequentie van de tweede, zodat die afwisselend twee verschillende frequenties laat horen via de piëzo-buzzer. Mocht het volume niet toereikend zijn met de gebruikte piëzo-speaker, dan kan nog een kleine transistorversterker toegevoegd worden. De schakeling verbruikt alleen stroom als ze wordt geactiveerd door het indrukken van S1. De optionele groene LED D2 geeft aan wanneer de schakeling actief is. Door op S2 te 410

412 drukken wordt de frequentie verlaagd om de werking te controleren. Beide 555 s zijn geconfigureerd als astabiele multivibrators. Bij IC1 wordt de frequentie vastgelegd door R1, R2 en C1. Diode D1 zorgt voor een min of meer symmetrische dutycycle, doordat C1 alleen via R1 geladen en alleen via R2 ontladen wordt. Bij IC2 wordt condensator C2 zonder diode via R3 en R4 geladen en alleen via R4 ontladen. De frequentie is ongeveer 10 khz (met C2 = 22 nf). Als S2 is ingedrukt, wordt condensator C3 parallel geschakeld en is de frequentie circa 1,8 khz. Het is heel goed mogelijk een veel hogere frequentie van ongeveer 22 khz te gebruiken (met C2 = 10 nf), die alleen honden (en enkele andere diersoorten) kunnen horen. Met C2 = 15 nf is de frequentie ongeveer 15 khz. IC1 moduleert via R5 de door IC2 opgewekte frequentie. De groene LED D2 is via serieweerstand R6 verbonden met de uitgang van IC1 en knippert dus mee met dezelfde frequentie. Het volume van de piëzo-buzzer is bij 10 khz (C2 = 22 n) nog goed op het gehoor te controleren. Als het te zacht is, kan het beste een luidspreker met een hoger rendement (een piëzo-tweeter) worden gebruikt. (110152) Matthijs Hajer Afgelopen jaar is de auteur bezig geweest met het bouwen van een stand-alone zonnepaneelsysteem (inclusief het zelf bouwen van de panelen). Een dergelijk systeem slaat de opgewekte energie op in accu s, dit in tegenstelling tot een netgekoppeld systeem waarbij het opgewekte vermogen direct aan het 230-V-net wordt teruggeleverd. Om de accu s in dit systeem op een correcte manier op te laden, te beschermen tegen diep ontladen en de performance te monitoren, is hiervoor een acculader/monitor-schakeling ontwikkeld. Specificaties van de zonnepanelen: 150 W 14,5 V. Met alle verliezen (glas, temperatuur, kabels enzovoort) meegenomen blijkt de gemeten stroom uit de panelen samen rond de 7,5 A te bedragen bij zonnig weer (het door de fabrikant opgegeven piekvermogen wordt in de praktijk niet gehaald). Dit is geen snellader. Deze lader is vooral bedoeld voor zonnepanelen en dergelijke (wind- en waterenergie) waarbij de maximale laadstroom veel kleiner is dan 10% van de accucapaciteit. 411

413 De schakeling is opgebouwd rond een PIC 16F877 microcontroller. De accuspanning wordt gemeten via ingang RA0 met behulp van een 1:3-weerstandsdeler. Voor het meten van de laadstroom wordt gebruik gemaakt van een high-side meting via R1 (waarde circa 0,03, samengesteld uit een aantal parallel geschakelde weerstanden). IC2 versterkt de gemeten spanning over R1 en levert via T3 aan ingang RA2 van de PIC een spanning van 350 mv/a. De opamp voor deze stroommeting moet goede rail-to-rail eigenschappen en een lage ingangsoffset bezitten. De versterkingsfactor bedraagt (R4+P1)/(R2) en de spanning over weerstand (R4+P1) verloopt lineair met de gemeten stroom. De offset aan de uitgang, die door de opamp zelf geproduceerd wordt, wordt gemeten zodra het infoscherm verlaten wordt (S1 of S2 indrukken) en vanaf dat moment gebruikt als nul-offset voor de stroommeting. D2 beschermt de PIC tegen te hoge ingangsspanningen. Op basis van de gemeten stroom en accuspanning worden het opgenomen vermogen en de capaciteit berekend. Deze info wordt getoond op het 4 16 LCD-scherm. FET T4 verbindt de zonnepanelen met de accu om deze te laden en koppelt ze weer los 412

414 als de accu vol is. FET T5 koppelt de belasting aan de accu bij voldoende spanning en schakelt deze af wanneer de accuspanning te laag wordt. De Schottky-diode voorkomt dat de accu langzaam leegloopt via het zonnepaneel als het donker is. T1 en T2 zijn nodig om met de 5-V-uitgangen van de PIC de FET s te kunnen aansturen, die op accuspanningsniveaus werken. LED D4 en D5 geven aan wanneer de desbetreffende FET s ingeschakeld zijn. De Schottky-diode, de meetweerstand en de FET s moeten worden voorzien van een klein koellichaam. De code voor de PIC is geschreven in C en gecompileerd met de HI-TECH C Pro (Lite mode) compiler vanuit MPLAB. De code gebruikt weinig geheugen en is weinig tijdkritisch. Het enige punt waar op gelet moet worden, is dat de firmware voor een correcte capaciteitsmeting [Ah] op ongeveer 10 Hz moet draaien. Na een reset laadt de PIC de opgeslagen capaciteitswaarden [Ah] & [mah] uit zijn EEPROM en verschijnt vervolgens het infoscherm met firmware-nummer, de spanningen waarbij de belasting in- en uitgeschakeld wordt en de spanning waarbij de lader stopt met laden. In deze toestand zijn lader en belasting uitgeschakeld. Na indrukken van S1 of S2 zal de PIC 10 metingen doen om de offset van de stroommeettrap (IC2) te bepalen. Deze metingen worden gemiddeld en vanaf dat moment gebruikt om alle stroommetingen mee te corrigeren. Met S1 wordt het hoofdprogramma gestart, waarbij de accuspanning bepaalt of de belasting wordt in- of uitgeschakeld. Bij drukken op S2 wordt de belasting direct ingeschakeld totdat de accuspanning is gedaald tot onder 11,5 V. Het hoofdprogramma wordt tienmaal per seconde doorlopen, het LCD wordt met 2 Hz ververst. In het hoofdprogramma worden eerst de A/D-converters uitgelezen en vervolgens V, I, P en C berekend. Op basis van deze gegevens worden lader en belasting geschakeld. Vanuit het hoofdscherm heeft alleen S1 een functie: bij drukken op deze toets worden capaciteit [Ah] & [mah] opgeslagen in de EEPROM en het infoscherm wordt weergegeven. De watchdog-functie van de PIC is ingeschakeld. Als er een software-fout optreedt, wordt de PIC gereset. Deze komt dan bij het infoscherm terecht. Lader en belasting staan dan uit, een veilige toestand. Op deze manier wordt de accu beschermd tegen over- en ontladen in het geval van vastlopen van de PIC. Bij het programmeren van de PIC moeten de configuratiebits voor de watchdog-timer dus gezet worden. Aan het begin van de C-code worden ze ook al gezet. De limieten voor het laden van de accu zijn afkomstig uit de datasheet van YUASA en naar eigen inzicht toegepast. Dit type onderhoudsvrije gel-lood-accu s is erg geschikt voor kleine zonne-energiesystemen. Voor andere typen accu s zullen de spanningen in de code misschien aangepast moeten worden. Gebruikte waarden: 14,5 V: gassing voltage 13,6 V: float voltage (kleine laadstroom) 12,7 V: no load, 100% charged voltage (geen laadstroom) 11,5 V: 50% empty with small load (I < 0,01 CA) De lader schakelt in zodra de accuspanning onder 13,6 V ligt. Komt de spanning tijdens het laden boven 14,5 V, dan schakelt de lader uit. Omdat de accu dan pas 80% vol is (volgens datasheet), zal de accuspanning nu weer terugzakken onder 13,6 V. Als dit gebeurt, zal de lader na 10 seconden weer inschakelen en loopt de accuspanning weer op. Dit aan/uit schakelen van de lader blijft zich herhalen, maar de lader-uit periode zal steeds langer worden naarmate de accu voller raakt. s Nachts zal de accuspanning (van een volle accu) vervolgens langzaam naar 12,7 V dalen. Op pen RC6/TX verzendt de PIC elke 5 seconden een tekst-string (2400 baud, 8n1) die de actuele status weergeeft. Deze string kan bijvoorbeeld verstuurd worden naar een webserver of datalogger. Voorbeeld: 413

415 K_ mv_ ma_ Ah_ mah- De samenstelling is: <Lengte>_<getal> <unit>_<getal> <unit>_<getal> <unit>_<getal> <unit><crc> <Lengte> = lengte van de string incl. CRC (+ offset 32 om binnen ASCII-reeks te vallen) _ = scheidingsteken, hierna volgt getal = scheidingsteken, hierna volgt eenheid <CRC> = som voorgaande tekens mod 256 Source- en hexcode voor dit project zijn beschikbaar op de Elektor-website onder nummer Een geprogrammeerde controller is leverbaar onder nummer (090544) Georges Treels De klassieke clignoteur voor bromfietsen en scooters heeft twee grote nadelen. Om te beginnen is er een voldoende grote stroom nodig om het knipperen in gang te zetten. Hij kan dus niet worden gebruikt in combinatie met LED s in de knipperlichten (minder dan 5 W). Ten tweede is er weinig of geen akoestische waarschuwing om te signaleren dat hij nog aan staat als je door de bocht heen bent. Omdat scooters niet voorzien zijn van een schakeling die detecteert dat we weer recht- 414

416 uit rijden, vergeten talloze gebruikers het knipperlicht weer uit te zetten. Dit probleem kan weliswaar eenvoudig worden opgelost met twee dioden en een zoemertje, maar dat is behoorlijk lastig in de stad, want het piep-piep wordt zeer snel irritant. Het doel van deze schakeling is om dit probleem op te lossen. Ze is geschikt voor belastingen van 1 tot ongeveer 40 W en laat een pieptoon horen als de knipperlichtschakelaar na een minuut nog niet is uit gezet. D1 beschermt de schakeling tegen verkeerd om aansluiten. Deze compacte diode kan 6 A verdragen. De combinatie van R1, T3 en IC1 vormt een stroomdetector. IC1 is geschakeld als comparator en zijn uitgang klapt om als de stroom die door R1 loopt boven een bepaalde waarde komt (instelbaar met P1). IC2.A en IC2.B vormen samen een monostabiele multivibrator. Zodra de uitgang van IC1 hoog wordt, wordt C3 via R4 opgeladen. De uitgang van IC2.B wordt dan na enige tijd hoog en daardoor gaat T3 sperren. IC1 klapt vervolgens om, de uitgang van IC2.B volgt iets later en dan gaat T3 weer geleiden. Enzovoort... D2, D3, R5, R6 en T1 vormen samen een NORpoort die zorgt voor het resetten van de navolgende teller. Zo wordt de teller gereset zonder het contact te verbreken. Als pen 1 en 4 van IC2 namelijk tegelijk nul worden, wordt de teller op nul gezet. De delers in teller IC3 zorgen er voor dat uitgang Q6 hoog wordt na iedere 64 impulsen op pen 11. Omdat de combinatie R4/C3 het omklappen rond de seconde laat gebeuren, wordt uitgang Q6 van IC3 na ongeveer één minuut hoog en dan wordt via IC2.C, IC2.D en T2 de zoemer geactiveerd in het tempo van het knipperen. In het download-bestand bij dit artikel [1] vindt u een printontwerp van de auteur en ook enkele foto s van de uitvoering. De afmetingen van de print zijn gebaseerd op de inwendige diameter van een PVC-pijp van 32 mm, de standaard afmeting van de gebruikelijke clignoteurs. Denk er aan om de printsporen waar grote stromen doorheen lopen te vertinnen. De MOSFET heeft geen koellichaam nodig. Zet de print vast in de pijp met smeltlijm, maar zorg er voor dat potmeter P1 bereikbaar blijft. (100939) Weblink [1] André Thiriot Om het vullen van een badkuip, een regenton of een zwembad te bewaken, of om het overstromen van een afvoerput te detecteren is hier een bijzonder eenvoudige niveaudetector die is opgebouwd rond een viervoudige CMOS NAND-poort CD4011. Poorten IC1.A en IC1.B zijn geschakeld als astabiele multivibrator. De frequentie van deze oscillator wordt bepaald door C1, R2 en potmeter P1. In de rusttoestand wordt de spanning op de ingang van IC1.A met weerstand R1 op een laag niveau gehouden. Dit heeft tot gevolg dat de oscillator bij afwezigheid van water niet werkt. Als er zich nu tussen de elektroden e+ en e wel water bevindt, wordt de ingang van IC1.A hoog en wordt de oscillator gestart. Het signaal aan de uitgang van poort IC1.B wordt door IC1.C en IC1.D gebufferd, waardoor FET T1 spert bij afwezigheid van water. Als het systeem in rust is loopt er dus geen stroom door de primaire wikkeling van de transformator. Transformator TR1 (de auteur gebruikte een exemplaar van 12 V/230 V, 415

417 1,5 VA) is geschakeld als spanningsverhoger (dat wil zeggen met de 12-V-kant aan T1) en versterkt het signaal op de drain van T1. De secundaire wikkeling is verbonden met een piëzo-elektrische transducer BZ1 (bijvoorbeeld van Murata, het getal 28 geeft de diameter aan) die het geluidssignaal produceert. Om het akoestische rendement van het geheel te optimaliseren moet met behulp van P1 worden geprobeerd om de frequentie van de oscillator af te stemmen op de resonantiefrequentie van de piëzo-elektrische transducer. Dit kan op het gehoor gebeuren. De opgebouwde schakeling kan samen met de batterijen worden ingebouwd in een gebruikte verpakking (bijvoorbeeld een eivormige behuizing zoals die voor grote chocolade-verrassingseieren wordt gebruikt). De elektroden bestaan uit massieve koperdraden die door de behuizing heen steken. Het geheel wordt waterdicht gemaakt met epoxylijm. (110037) Weblink [1] Alexander Weber Als je houdt van spontaan optredende visuele patronen, natuurlijk of kunstmatig, dan moet je wel onder de indruk raken van de synchronisatie van honderdduizenden vuurvliegjes. Ze beginnen te flitsen in een toevallig patroon, maar na 416

418 een tijdje gaan ze elkaar beinvloeden en flitsen ze min of meer synchroon. De auteur kwam op het idee om dit schema aan Elektor te presenteren na de publicatie van Fun with Fireflies in Elektor april 2010 [1]. De hier getoonde versie maakt gebruik van een ATtiny13 microcontroller en één enkele RGB-LED. Zo kan de schakeling in grote aantallen nagebouwd worden. Het RGB-vuurvliegje beweegt niet, maar gebruikt kleur om zijn stemming uit te drukken. Als alles gesynchroniseerd is, zal het in ontspannen en koel blauw flitsen. Als het flitsen detecteert die niet synchroon zijn, gaat het zich minder op z n gemak voelen en verandert de kleur langzaam naar groen, geel en uiteindelijk naar rood. Merk op dat elk vuurvliegje volledig autonoom functioneert. Het probeert op geen enkele manier te gehoorzamen aan een voorgeprogrammeerd patroon. Als meerdere vuurvliegjes worden opgebouwd en ze krijgen de kans om elkaar onderling te beïnvloeden, dan vormen ze samen spontaan een zelforganiserend systeem. De kracht van dit systeem zit in de samenwerking van een groot aantal simpele deelnemers! De firmware in elk vuurvliegje bepaalt het gedrag op basis van lichtniveaus die worden gemeten met een SFH3310 fototransistor. In de software zit een variabele die de energie voor de flits bepaalt. De waarde van die variabele neemt langzaam toe. Als hij een bepaalde grenswaarde bereikt, flitst het vuurvliegje en de variabele wordt teruggezet op nul. Als een vuurvliegje een andere flits detecteert, neemt de energie voor de flits een klein beetje toe, waardoor het iets eerder zal flitsen. Als dit zich telkens weer herhaalt, kan dat leiden tot synchroon knipperen van de vuurvliegjes. Een bewijs voor emerging behaviour (robotisch zwermen) [2]. De belangrijkste onderdelen van de schakeling zijn de microcontroller, de lichtsensor en de RGB-LED. De sensor en R4 vormen een spanningsdeler, waarvan de uitgangsspanning wordt ingelezen door de ATtiny13 via de ADC op pen 3. De schakeling is ontworpen voor een gestabiliseerde 5-V-voedingsspanning die wordt afgenomen van een rail waar de vuurvliegprinten in een rij op gestoken worden met de steker/bus paren JP1 en JP2 (dat zijn dus geen jumpers). Er zijn verschillende typen lichtgevoelige weerstanden. Twee soorten werken goed. Alleen R4 hoeft te worden aangepast voor het juiste spanningsbereik voor de ingang en de juiste stroom door de lichtgevoelige weerstand. Een fototransistor functioneert beter dan lichtgevoelige weerstanden en LDR s. Hij is sneller (ongeveer 5 ms in plaats van ongeveer 50 ms) en heeft geen last van een geheugeneffect. Bij de SFH3310 hoort een waarde van 100 k voor R4. Bij het kiezen van de lichtsensor moet gelet worden op de spectrale gevoeligheid. Die moet overeenkomen met die van het menselijk oog (400 nm nm). De software voor de Synchroniserende RGBvuurvliegjes is gratis te downloaden van [3]. De broncode moet gecompileerd worden en 417

419 kan dan in de ATtiny-chip geprogrammeerd worden via ISP-header K1. Wie niet beschikt over een geschikte programmer, kan ook voorgeprogrammeerde controllers bestellen bij Elektor onder bestelnummer De constructie en het gebruik van clusters van deze kleine elektronische beestjes wordt uitgebreid geïllustreerd met plaatjes en een video op de websites van de auteur [4] en [5], waar ook links staan voor het bestellen van complete bouwsets voor dit project. (100358) Weblinks [1] [2] [3] [4] [4] 64-synchronizing-fireflies [5] [5] synchronizing-firefly-how-to Jac Hettema Een zapper is een apparaat dat veel wordt toegepast in het medisch-alternatieve circuit. Het gaat hierbij om een zogenaamde elektronische bioresonantie-pulsgenerator die een blokgolf met een bepaalde frequentie genereert. Via hand- of polselektroden wordt dit signaal aan het lichaam toegevoerd en er loopt dan een minuscule stroom door het lichaam. Dit zou bacteriën, virussen en andere parasieten in het lichaam doden en het immuunsysteem van het lichaam herstellen. Na lezing van de desbetreffende gedeelten uit het handboek zelfgenezing van dr. Hulda Clark en na het signaal van een dergelijk apparaat te hebben bekeken heeft de auteur een goedkope zelfbouw-versie van zo n zapper ontworpen. Deze uitvoering is beduidend goedkoper dan de op de markt zijnde schakelingen. Over de medische werking zijn nogal verschillende 418

420 geluiden te horen, maar als men het een keer wil proberen kan dat al voor weinig geld, in elk geval veel minder dan voor de kant en klare apparaten moet worden betaald. Deze zapper geeft een blokvormig uitgangssignaal af van de 9-V-voedingsspanning, in serie met een weerstand van 1 k. Hierdoor kan er nooit meer dan 9 ma vloeien (bij kortsluiting), hetgeen zonder meer veilig is. De frequentie varieert daarbij van circa 28 khz tot ongeveer 75 khz. Om dit een beetje lineair te laten verlopen wordt C3 via een stroombron opgeladen; de daarvoor gebruikte LED is tegelijk de aan -signalering van het apparaatje. Na een minuut of 8 schakelt de zapper zichzelf af, omdat dan uitgang Q9 (pen 14) van IC1 hoog wordt. Daardoor valt de basisstroom van T1 weg en deze schakelt dan via T2 de voedingsspanning uit. Via twee hand- of polselektroden (in het simpelste geval enkele stukken blank draad) worden de massa en de uitgang van de schakeling (R14) met het lichaam verbonden. In verband met de veiligheid mag de schakeling uitsluitend worden gevoed uit een 9-V-batterij. (090030) Ludovic Mézière Het doel van deze schakeling is het veilig kunnen inof uitschakelen van de verlichting in een zogenaamde natte ruimte, een badkamer bijvoorbeeld. Een sensor die in de muur achter een tegel is weggewerkt, registreert variaties van het magnetisch veld door de aanwezigheid van een hand en schakelt vervolgens het netspanninggedeelte met de lamp in. De verlichting kan dus dwars door de muurafwerking heen ingeschakeld worden, zonder dat men in aanraking komt met eventueel spanning voerende metalen delen. De werking is gebaseerd op een speciaal IC van Quantum (enkele maanden geleden overgenomen door Atmel), de QT113A (IC3). Dit IC wekt in burst-mode een magnetisch veld op, terwijl een capacitief meetsysteem de veranderingen, door langs bewegende vingers, registreert. Iedere verandering van het magnetisch veld wordt door het IC vertaald naar een omschakeling van de uitgang. Een aantal filters voorkomt fouten en een registratie moet drie maal bevestigd zijn, voordat de processor de uitgang omschakelt, om onbedoeld schakelgedrag te voorkomen. IC3 heeft een auto-calibratiefunctie, daarmee kan deze zich dus aanpassen aan gewijzigde omstandigheden. De werking in burst-mode beperkt in grote mate de HF-straling en het verbruik. De elektrode bestaat uit een stukje printplaat van ongeveer 5 5 cm. Schuur dit goed schoon en soldeer er een stukje draad aan dat met de print verbonden wordt. De elektrode moet enkele centimeters van de print geplaatst worden, anders werkt het geheel niet. Een dubbelzijdige printplaat met aan één kant SMD-onderdelen en de andere kant als elektrode, werkt dus niet. De waarde van condensator C1 bepaalt de gevoeligheid van de 419

421 sensor en zijn waarde moet bepaald worden afhankelijk van de werkomgeving en de gewenste gevoeligheid. De uitgang van IC3 levert een oscillerend signaal waarmee hij zijn werking kan aantonen. Dit vereist het gebruik van een kleine processor die rekening houdt met de informatie van de sensor en door middel van een optotriac en een triac de belasting schakelt. Er is een ISP-connector aanwezig om de microprocessor te programmeren. Met een kleine transformator kan een 5-V-voeding op de print gerealiseerd worden en wordt de schakeling van het net gescheiden. Een optotriac staat garant voor een goede isolatie tussen de uitgang en het net, maar we moeten wel oppassen want een gedeelte van de print voert netspanning. Alle onderdelen zijn SMD s. Met een normale soldeerbout zijn ze goed te solderen. De print kan ondergebracht worden in een standaard muurdoos en in de badkamer bijvoorbeeld achter een tegel. Het aanraken van de tegel met een vinger is al voldoende om het licht in- of uit te schakelen. (090537) Thomas Schott Voor een kleine oven moest de temperatuur gestabiliseerd worden met zo weinig mogelijk onderdelen. Eerst werd de stabilisatie opgezet met een comparator gevolgd door een trigger (4093) en een elektronisch relais. Tengevolge van de thermische traagheid van het totale systeem vertoonde de regeling echter relatief grote slingeringen in de ampli- 420

422 1 2 3 tude, ook na het inschakelen, zoals in figuur 1 te zien is. Nu moest nog geprobeerd worden om dit regelgedrag te dempen zonder de schakeling duurder te maken of het verloop van de regeling negatief te beïnvloeden. Onze oplossing vindt u in figuur 2. Wederom wordt de verwarming bestuurd door een comparator gevolgd door een trigger. Als trigger worden twee van de vier NAND-poorten met Schmitt-trigger-ingang van de 4093 gebruikt. Een andere poort van de 4093 is als oscillator geschakeld. Op condensator C1 staat een driehoekvormig signaal. Met deze spanning wordt de temperatuurafhankelijke spanning aan de inverterende ingang van de comparator gemoduleerd. Bij een juiste instelling krijgen we het gewenste gedrag zoals in figuur 3 te zien is. Na het inschakelen komt er een pulsbreedtegemoduleerd uitgangssignaal. De oorspronkelijke variaties in de amplitude zien we nu niet meer, ook niet als de omgevingstemperatuur langzaam verandert. Met deze simpele schakeling kon de temperatuur tijdens testen in een kleine zelfgebouwde oven gedurende langere tijd voldoende constant gehouden worden. (090075) Michael Gaus Deze elektronische deurbel die is opgebouwd rond een ATmega328P, is eigenlijk een kleine WAV-speler die door de belknop wordt geactiveerd en dan een klein WAVbestand afspeelt via de geïntegreerde PWMmodule. Zo kan voortaan ook de deurbel persoonlijke ringtones produceren, net als een mobieltje. We kunnen die ringtones bovendien zelf programmeren. Het WAV-bestand wordt opgeslagen in het flash-geheugen van de microcontroller; extra geheugen is niet nodig. 421

423 Om het aantal onderdelen te beperken, is het eigenlijk noodzakelijke laagdoorlaatfilter aan de PWM-uitgang van de controller weggelaten. In plaats daarvan wordt via een elco en een serieweerstand rechtstreeks een kleine luidspreker aangesloten. Vergeet vooral niet dat hier geen versterker of actieve boxen zonder voorgeschakeld laagdoorlaatfilter mogen worden aangesloten, omdat die door het ongefilterde PWM-signaal beschadigd kunnen worden. Meteen na het inschakelen van de voedingsspanning wordt het in de deurbel opgeslagen geluid afgespeeld. Daarna wordt de AVRcontroller in de energiezuinige standbymodus gezet. Het indrukken van de belknop haalt de controller uit de standby-toestand en start de weergave van het WAV-bestand opnieuw. De WAV-bestanden moeten het volgende formaat hebben: RIFF-WAVE-formaat/PCM, 8- bits, mono en 8 khz sample-frequentie. Het flash-geheugen van de ATmega328 heeft een grootte van 32 kb. 1 KB (dus 1024 bytes) is gereserveerd voor de firmware, zodat voor het WAV-bestand maximaal bytes over blijft. Dit komt overeen met een maximale speeltijd van bijna 4 seconden. De firmware bevindt zich in het geheugenbereik van 0x x03FF, de WAVdata begint bij 0x0400. Als het WAV-bestand nog niet beschikbaar is in het bovengenoemde PCM-formaat, kan het worden geconverteerd met het freeware-tool Audacity [1]. Open het bestand in Audacity en kies links onderaan 8000 Hz als Projectfrequentie. In Audacity kunnen we ook bepaalde gebieden van het WAV-bestand selecteren en uitknippen, bijvoorbeeld om pauzes aan het begin of einde te verwijderen. Klik op de kleine pijl naast de bestandsnaam van het audiospoor en kies Stereospoor splitsen om bestanden in stereoformaat om te zetten in mono. Daarna kunnen we bijvoorbeeld het rechter kanaal wissen door op het kruisje te klikken en bij het linker kanaal weer op het pijltje klikken en Mono kiezen. Kies bij Bewerken Instellingen als bestandsformaat voor niet-gecomprimeerde WAV (Microsoft 8 bit PCM). Selecteer het gewenste deel van het geluid en kies onder Bestand voor Selectie exporteren als WAV... om het bestand op te slaan. Nu moet het bestand in het juiste formaat beschikbaar zijn. In Windows Explorer kunnen we het bestandsformaat controleren door met de rechter muisknop op het bestand te klikken en de eigenschappen te bekijken. Gebruik het tool hex2bin [2] om het WAVbestand om te zetten in een HEX-file om de ATmega328P te programmeren. Dit tool converteert het binaire WAV-bestand naar Intel- HEX-formaat en voegt aan het HEX-bestand de data toe die de AVR-code bevat. Zo ontstaat een HEX-bestand dat zowel de firmware als het WAV-bestand bevat, die op deze manier dus samen in één keer in de ATmega328P geprogrammeerd worden. Het omzettingsproces wordt gestart met de batch-file convert.bat. 422

424 De firmware leest de lengte van het WAVbestand uit de WAV-header en speelt dus ook de juiste lengte af. De ZIP-file bij dit artikel bevat een kant-enklaar HEX-bestand met de firmware plus een WAV-bestand met een dingdong-geluid onder de naam tuergong.hex. Dit kan rechtstreeks in de ATmega328P geprogrammeerd worden. De HEX-file code.hex in de subdirectory firmware/default bevat alleen de firmware zelf (dus geen geïntegreerd WAVbestand). Deze kan gebruikt worden om samen te voegen met een eigen WAV-bestand, met behulp van de (eerder genoemde) batchfile. De code voor de ATmega328P is ontwikkeld in AVR-studio met de gratis C-compiler WINAVR. Het complete project inclusief HEXbestand bevindt zich in de map firmware in het via [3] beschikbare ZIP-bestand. De fusebits voor de AVR moeten als volgt worden geprogrammeerd: Low-Fuse: 0xE2, High-Fuse: 0xD9, Extended- Fuse: 0xFF. (110080) Weblinks [1] [2] [3] Egbert Wolters Deze hulpschakeling is ontworpen om het laad- en ontlaadproces van een 6-V-loodaccu te kunnen volgen. Dit proces voltrekt zich tussen 6,2 en 6,8 V. Het door de auteur gebruikte meetapparaat had verschillende spanningsbereiken (0 1 V, 0 10 V, enzovoort). Echter, het 10-V-spanningsbereik was te grof voor deze meting. Een betere meting zou mogelijk zijn wanneer 6 V van de meetspanning afgetrokken kon worden. Het bereik zou dan van 6 tot 7 V lopen. Een enkelvoudige opamp zoals de LF351 had veel last van onderlinge beïnvloeding van de meet- en compensatiespanning en voldeed dus niet. De AD620 van Analog Devices is echter speciaal voor deze toepassingen ontworpen en voldeed wel. Hierin hebben beide ingangssignalen elk hun eigen opamp, waardoor ze elkaar niet storen. Het schema is eenvoudig. De compensatiespanning kan nauwkeurig ingesteld worden met een 10-slagen-potmeter. De weerstand van 5k49 (1%) kan via een jumper in- of uitgeschakeld worden; zonder weerstand is de versterking 1 maal, met weerstand wordt de verschilspanning 10 maal (om precies te zijn: 9,998 maal) versterkt. De AD620 neemt slechts iets meer dan 1 ma op (max. 1,3 ma in rust), waardoor batterijvoeding ook een optie is. Het IC is bruikbaar met voedingsspanningen tussen ±2,3 V en ±18 V. Voor korte metingen kunnen dus ook kleine knoopcellen overwogen worden. 423

425 De maximale differentiële spanning bedraagt 25 V, iets waar ook rekening mee gehouden moet worden, zeker als aan onbekende spanningen wordt gemeten. De grootste DC-precisie wordt bereikt met de in het schema gekozen uitvoering van de opamp. Er is echter ook een goedkopere versie, de AD620ANZ (de Z staat voor de loodvrije uitvoering). Voor een goede applicatie van de AD620 kunnen we een document over het evaluatieboard van Analog Devices aanbevelen (EVAL-INAMP-62RZ_82RZ_82_RMZ.pdf op [1]), naast de datasheet zelf natuurlijk. (091085) Weblink [1] Christian Tavernier Hier volgen twee schakelingen waarmee we maximaal acht sensoren aan een bestaand alarmsysteem kunnen toevoegen zonder één enkele draad te trekken. Iedere zender heeft een unieke code die in het geval van een alarm aan de centrale kenbaar wordt gemaakt. Ook wordt de status van de accu gecontroleerd. De overdracht tussen de zenders en de centrale is gecodeerd en vindt plaats in één van 424

426 de twee standaard frequentiebanden in Europa: 433,92 MHz of 868 MHz. Het schema van de zender (figuur 1) bevat geen enkele radiozender, omdat hij compatibel is met elke HF-radiomodule met digitale ingang. Het hart van de schakeling is een digitale encoder-chip (IC1). Via pen DOUT wordt een frame verstuurd met daarin een adres, afkomstig van ingang A1 t/m A5 en data die de status van ingang D6 t/m D9 vertegenwoordigt. De adressen worden hier gebruikt voor de huis-code terwijl met de data van D7 t/m D9 de code van de zender, van 0 tot 7, wordt bepaald. Comparator IC2 meet de status van de batterij die via lijn D6 wordt doorgegeven. De sensor is een normaal-gesloten uitvoering die verbonden is aan ingangen E1 en E2. Als er geen alarm is en de batterij is niet leeg, dan is de uitgang van IC3.A laag, waardoor de uitgang van IC3.B hoog is. Dit verhindert via ingang TE de werking van encoder IC1 terwijl tegelijkertijd ook T2 geblokkeerd wordt, zodat de HF-module geen voeding krijgt. De zender verkeert nu in de ruststand, wat gepaard gaat met een zeer laag stroomverbruik. In het geval van een alarm, dat wil zeggen indien de sensor opent of de batterij leegraakt, wordt de uitgang van IC3.A hoog, waardoor multivibrator IC3.B bloksignalen genereert met een bepaalde puls-pauze-verhouding als gevolg van het grote verschil in waarde van de 425

427 weerstanden R9 en R10. Vervolgens wordt IC1 via TE in werking gezet en wordt T2 aangestuurd door T1. De HF-module krijgt nu voeding en verzendt de informatie van IC1. Deze status blijft gehandhaafd zolang het alarm niet uitgezet of de batterij niet vervangen wordt. De module zendt dus steeds tijdens een korte periode uit en keert daarna weer terug in zijn ruststand. Hierdoor wordt aan de ene kant de levensduur van de batterij niet aangetast, terwijl aan de andere kant conflicten die zouden kunnen ontstaan als andere zenders op hetzelfde moment actief worden, geminimaliseerd worden. Weerstand R14 en zenerdiode D5 moeten gekozen worden gekozen op basis van de eigenschappen van de toegepaste HF-module (normaliter 5 V bij enkele tientallen ma). IC2 dient omwille van de lage ruststroom beslist een TLC271 te zijn. De ingangen van de adresdecoder zijn tristate-ingangen. Iedere ingang kan dus verbonden worden met massa of de voeding, maar mag ook blijven zweven. Het is wel van belang om op alle zendmodulen en op de ontvanger dezelfde codering toe te passen. De data-ingangen D7 t/m D9 zijn digitaal en voor elke zender moeten we een specifieke code kiezen. De ontvanger (figuur 2) bevat geen HFontvanger; u moet zelf een geschikt type kiezen. Het digitale signaal uit de uitgang van de HFontvanger wordt toegevoerd aan de ingang van decoder IC1. Als er sprake is van gelijke adressen, is de data van D6 t/m D9 terug te vinden op de gelijknamige uitgangen van IC1. Bovendien wordt het VT-signaal hoog wanneer er een geldig frame is ontvangen. De drie databits die het nummer van de zender vormen, worden gedecodeerd door IC4, een BCD naar 7-segments-decoder. Als het signaal op ingang Bl hoog is, toont display LD1 het nummer van de zender die het alarm in werking heeft gezet. Signaal Bl is afkomstig van een D-flipflop (IC2.B). Deze wordt getriggerd via uitgang VT van IC1 en onthoudt de status van het alarm. Bij inschakelen van de voedingsspanning wordt de flipflop automatisch gereset via C3 en R11, maar dit kan ook handmatig met drukknop S2 gedaan worden. Als er sprake is van een alarm, stuurt de flipflop ook relais RE1 aan via T2. Is de batterij van de zender leeg, dan wordt uitgang D6 van IC1 hoog. Dit stelt de zoemer en LED D5 in werking. Via de ontvanger komen we te weten of het hier een normaal alarm betreft, (RE1 aangetrokken, zoemer is stil en de LED licht niet op) of een alarm vanwege een lege batterij (RE1 aangetrokken, zoemer is in werking en de LED licht op). In beide gevallen wordt het nummer van de betrokken zender op het display getoond. Indien er sprake is van een alarm van meerdere zenders, verschijnen na elkaar de nummers van de betreffende modulen op het display, maar het aflezen hiervan kan moeilijk worden als er meer dan twee zenders gelijktijdig werken. De voeding is gestabiliseerd op 5 V, met uitzondering van de voeding voor het relais. We kunnen natuurlijk een netadapter gebruiken, maar het is veiliger de voeding van de alarmcentrale te betrekken omdat deze tegen stroomuitval beschermd wordt met een accu. Denk er aan om A1 t/m A5 aan de ontvangerkant hetzelfde in te stellen als aan de zenderkant. Kies voor de zoemer een model met geïntegreerde elektronica. De uitgang van het relais wordt verbonden met één van de ingangen van het betreffende alarmsysteem. (081172) Neem nu een gratis abonnement op E-weekly, de wekelijkse nieuwsbrief van Elektor! Aanmelden? Ga naar 426

428 Reuben Posthuma Er zijn verschillende verklaringen voor het feit dat apparaten vaak kunnen worden gerepareerd door ze in de vriezer te leggen. Ten eerste kan het koelen van een print tot ongeveer 20 C ervoor zorgen dat droge soldeerlassen door uitzetting/inkrimping bij de temperatuurwisseling worden hersteld. Hoewel dit gunstige effect van een nachtje in de vriezer misschien maar tijdelijk is, kan het helpen bij het opsporen van zeldzame of anders onvindbare fouten in schakelingen. Ten tweede zorgt de lage temperatuur voor een complete ontlaadcyclus van oplaadbare batterijen op de print. Hierdoor wordt als het ware een fabrieks-reset uitgevoerd waarmee beschadigde gegevens uit het geheugen worden gewist. Ten derde kan de lage temperatuur een verjonging van de chemicaliën in de batterij veroorzaken, waardoor deze weer zo goed als nieuw wordt! Hoewel deze verklaringen niet echt wetenschappelijk zijn onderbouwd, geldt hier wie niet waagt, die niet wint. Met andere woorden, het kan geen kwaad om het te proberen. Verpak de prints, batterijen en andere onderdelen wel in stevige plastic zakjes om te voorkomen dat ze met voedsel in aanraking komen. (090205) Ludovic Voltz Deze schakeling tovert een zwevende tekst in de lucht als u met de arm zwaait, en dat met slechts 7 LED s en een microcontroller. Hoe is dat mogelijk? Een bewegend object kan door het oog en de hersenen niet afzonderlijk gezien worden en dat is hetzelfde met alle snelle bewegingen. We maken gebruik van deze afwijking (of dit vermogen) om video s te kunnen zien en allerlei andere boodschappen die ons vanaf beeldschermen om ons heen proberen te verleiden. Het is inderdaad zo dat, als de beelden op een scherm sneller langs komen dan 24 maal per seconde, we dit als een bewegend voorwerp zien. Het ontwerp van de schakeling van de auteur berust op dit principe van de traagheid van het netvlies. 427

429 De tekens van de te vertonen boodschap gebruiken een font van 7 regels van 5 kolommen, een zeer gangbaar font. De kolommen worden achtereenvolgens vertoond door de zeven LED s die boven elkaar zijn geplaatst: eerst kolom 1, vervolgens 2 en zo verder, tot en met de vijfde kolom. Als de LED s een klein stukje worden verplaatst voordat de volgende kolom wordt geschreven, dan ziet het oog een compleet teken. De LED s knipperen met een frequentie van ongeveer 200 Hz en daarmee is een simpele veeg door de lucht met het printje voldoende om de boodschap schijnbaar zwevend in de lucht te zien. Zo hebt u een leuk speeltje voor jong en oud om de zomeravonden wat op te vrolijken. Om redenen van eenvoud en levensduur gebruiken we de PIC16F616-microcontroller van Microchip. Deze kan op 2 V werken. Daardoor kan de schakeling gevoed worden met twee accuutjes AAA (2 1,2 V), wat een mooi compromis is tussen autonomie en levensduur. Aan de andere kant is deze oplossing ook nog eens milieuvriendelijk, want de accuutjes kunnen opnieuw geladen worden, in tegenstelling tot een knoopcel van het type CR2035. De boodschappen worden met een Excelrekenblad opgezet door simpelweg nullen en enen in te voeren afhankelijk van de te tonen boodschap. Het bestand geeft dus rechtstreeks de code in hex voor de overeenkomstige constanten. Het bestand is uiteraard ook te downloaden [1]. Het gebruik van de schakeling is net zo eenvoudig als het werkingsprincipe. Een korte druk op de knop start het programma voor het weergeven van de tekst. Nu hoeft alleen nog maar de beweging gesynchroniseerd te worden met de druk op de knop. Om het woord beter te kunnen lezen kan de beweging herhaald worden. Er kunnen meerdere woorden in het flash-geheugen van de PIC worden opgeslagen (natuurlijk wel afhankelijk van de beschikbare geheugencapaciteit). Om het volgende woord te tonen moet de knop langer dan 0,6 s worden ingedrukt. De weergave is beter als er minder omgevingslicht is. (080441) Weblink [1] Jürgen Stannieder Oorspronkelijk werd deze schakeling met een ATtiny2313 ontwikkeld voor een 12-Vtuinverlichting. Drukt men op drukknop S1, dan trekt relais RE1 aan en wordt de voedingsspanning met de eigenlijke timerschakeling rond de ATtiny verbonden, die dan via 428

430 de 78L05-spanningsregelaar 5 V krijgt en zijn programma start. Uitgang PD3 (pen 7) wordt dan hoog en stuurt transistor T1 in geleiding. Deze zorgt er voor dat het relais zolang bekrachtigd blijft totdat de in het programma van de 2313 ingestelde tijd is verlopen. Om de belasting indien nodig te kunnen uitschakelen voor de afloop van de ingestelde tijd is de drukknop ook nog via D3 met ingang PD2 (pen 6) verbonden. Drukt men tijdens het lopen van het programma (minimaal drie seconden na het starten van de schakeling) op S1, dan stopt de timer en wordt de belasting van het net losgekoppeld. Diode D3 bij de ingang van PD2 is nodig omdat de pennen van de 2313 in uitgeschakelde toestand aan massa liggen en het relais dan permanent actief zou blijven. Het is ook mogelijk om de timer-tijd naar behoefte handmatig te verlengen. Daartoe stuurt uitgang PD6 (pen 11) een minuut voor het aflopen van de ingestelde tijd een LED aan als voorwaarschuwing dat de belasting (bij de auteur de tuinverlichting) binnenkort wordt uitgeschakeld. Moet de belasting langer stroom krijgen, dan drukt men wederom op S1 (start/stop). De timer wordt opnieuw gestart en de belasting blijft ingeschakeld totdat de tijd is verlopen of de drukknop nogmaals wordt ingedrukt. De tijden kunnen in de broncode (download via [1]) van de ATtiny2313 naar eigen wens aangepast worden. Wat betreft de standby-stroom: die is werkelijk nul-komma-nul, omdat zelfs spanningsregelaar 78L05 in uitgeschakelde toestand niet met de voeding is verbonden. (090534) Weblink [1] Rainer Reush Een kristaloscillator voor digitale schakelingen wordt gewoonlijk opgebouwd als Pierceoscillator met een inverterpoort. De inverter werkt dan min of meer als lineaire versterker en gebruikt dan iets meer stroom dan CMOSpoorten normaal doen. 429

431 Een kristaloscillator kan echter ook worden opgebouwd met een opamp. Zolang het GBproduct van de opamp flink hoger ligt dan de kristalfrequentie, bijvoorbeeld bij een horlogekristal van 32,768 khz, is zelfs een micropower-opamp snel genoeg. In dit voorbeeld is de goed verkrijgbare TLC271 toegepast. De bias kan via pen 8 worden ingesteld. Men kan kiezen tussen weinig voedingsstroom en een geringe bandbreedte, dan wel voor meer stroom en meer snelheid. Bij deze schakeling met een horlogekristal is een middeninstelling optimaal. Pen 8 is daarom verbonden met de spanningsdeler R1/R2. De stroomopname is indrukwekkend laag. Bij 5 V gebruikt het circuit slechts 56 A. Maar de oscillator functioneert op 3,3 V ook nog probleemloos. De daarbij opgenomen stroom is dan nog slechts 41 A! Bij een testopbouw in het Elektor-lab registreerden we iets hogere waarden; deze zijn in het schema aangegeven. Het door de opamp afgegeven uitgangssignaal is niet echt een blokgolf. Meestal zal dit echter geen probleem zijn; wie echter een echte blokgolf nodig heeft, kan een extra Schmitt-trigger gebruiken. Met het oog op de voedingsstroom wordt dit natuurlijk wel een CMOS-type (bijvoorbeeld de 74HC14). (090320) 430

432 De eisen ten aanzien van de veiligheid hebben voor een groot deel te maken met de netspanning, 230 volt, maar ook met de temperatuur van aanraakbare onderdelen en de brandveiligheid. Alle problemen die samenhangen met een netvoeding kunt u vermijden door, als dat mogelijk is, gebruik te maken van veilige (goedgekeurde) net-adapters. U bouwt dan geen direct uit het net gevoed toestel en u hoeft zich geen zorgen meer te maken over kruipwegen en doorslagspanningen. Wij raden u daarom aan zoveel mogelijk adapters met een geschikt vermogen toe te passen bij zelfgebouwde schakelingen. Wanneer u echter om welke reden dan ook voor netvoeding kiest, kunt u uitgebreide informatie over de elektrische veiligheid vinden op onze website: lynkx. Voor een aantal in dit boek beschreven bouwprojecten worden door Elektor producten geleverd zoals printen, geprogrammeerde IC s, software en source-codes. Dit wordt vermeld in de onderdelenlijst van het betreffende project. Op de website van Elektor ( kunt u gemakkelijk nagaan of en zo ja welke producten voor een bepaald project (nog) leverbaar zijn, door bij Zoeken het betreffende artikelnummer (dat u rechtsonder elk artikel aantreft) in te vullen en op Enter te drukken. Na korte tijd verschijnt een overzicht van alle eventueel voor dat project leverbare producten. Printen waarvan wel een layout in het boek is afgedrukt maar die niet door Elektor worden geleverd, kunt u bestellen bij onze partner ThePCBShop ( Alle overige componenten voor het opbouwen van een schakeling worden niet door Elektor geleverd; hiervoor kunt u terecht bij de elektronica-vakhandel. U kunt rechtstreeks bij Elektor bestellen via de telefoon (op werkdagen tussen 8.30 en uur: +31 (0) ) of via internet: Per zending worden verzendkosten in rekening gebracht. U ontvangt de bestelde producten zo spoedig mogelijk thuis. 431

433

434