SLO - NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 55 38 89 www.conrad.si

NAVODILA ZA UPORABO

Adventni koledar 2013 z elektroniko Conrad

Kataloška št.: 55 38 89

2

Kazalo Uvod Preizkusi 1 Rumena LED-lu č 2 Uporaba preizkusne ploš čice 3 Preklopno stikalo 4 CMOS IC 4093 5 Senzor na dotik 6 IN - vezje 7 IN - nič 8 Senzorsko preklopno stikalo 10 ALI – ALI.. XOR 11 LED utripalka 12 LED izmeni čno utripanje 13 Svetlobni senzor - stikalo 14 Svetlobno nadzorovana utripalka 15 Utripajo ča svetloba 16 Senzor prevodnosti 17 LED utripanje 18 Spominski Flipflop 19 Alarm na osnovi bliskavice 20 Opti čni Flipflop 21 Senzorski preklopnik – Toggle Flipflop 22 Časovno stikalo na senzor 23 Frekven čni delilnik 24 Bleščeča zvezda Garancijski list .................................. ..................................................................................

Uvod Tako kot prejšnja leta je tudi letos ponovno na voljo Conradov koledar z elektroniko s 24 preizkusi za čas od 1. do 24. decembra. Tokratna tema je digitalna elektronika. Morda se sliši zapleteno, vendar je pravzaprav popolnoma enostavno, če predstavljene preizkuse izvedete s CMOS-modulom 4093. To integrirano vezje vsebuje kar štiri digitalna vezja, tako imenovana NAND logična vrata s sprožilnimi vhodi Schmitt, ki jih je možno posamezno uporabiti. Ta dvojna funkcionalnost omogoča popolnoma različno in zelo vsestransko rabo, ki ni samo poučna, temveč je tudi zabavna. Končni rezultat je vezje, ki ga lahko kot prikaz lesketajočih se zvezd obesite na božično drevo. Koledar z elektroniko lahko uporabite na popolnoma različne načine. Nekdo morda želi vse sestaviti natančno po načrtu in uživati v uspehu. Kdo drug želi to, kar počne, tudi karseda natančno razumeti. Opisi preizkusov so naravnani na oba tipa uporabnikov. Iz tega razloga je dejanski preizkus opisan samo popolnoma enostavno. Na koncu so na kratko pojasnjena še tehnična ozadja. Tako imate na voljo odločilne ključne besede, s katerimi se lahko podate v iskanje še natančnejših informacij. Sicer pa so preizkusi najbolj zabavni, če jih izvajate skupaj z drugimi. Starši in stari starši lahko morda posredujejo dragocene izkušnje in vzbudijo zanimanje otrok in mladostnikov.

3

S priloženimi komponentami lahko sestavite še bistveno več vezij kot je opisano v teh navodilih za uporabo. Kdor bo opisane preizkuse izvajal z zanimanjem, bo hitro našel več različic vezij in podobna področja uporabe. Možen je tudi razvij popolnoma novih vezij. Vaša izumiteljska žilica bo imela prosto pot! Želimo vam veliko veselja pri izvajanju preizkusov in vesel božični čas!

Preizkusi 1 Rumena LED-lu č Odprte 1. vratca. Za njimi se skrivata rumena LED in upor. LED ima dva različno dolga priključka in jo je treba vgraditi v pravilni smeri. Kratka žica je minus pol (katoda), dolga žica je plus pol (anoda). Ko je LED že vgrajena, ni lahko prepoznati, katera žica je kratka. Vendar pa obstaja še druga oznaka. Širši spodnji rob je na strani katode sploščen. Poleg tega katodna žica nosi majhno držalo, na katerem je pritrjen LED-kristal.

Upor je opremljen z barvnimi obročki. Obroči so modre, sive in rdeče barve ter predstavljajo 6.800 Ω (ohmi) oz. 6,8 kΩ (kiloohmi). Dodaten zlati obroč predstavlja 5 % tolerančni razred.

LED načeloma ne smete neposredno povezati z baterijo, temveč vedno potrebujete predupor, ki poskrbi za omejitev toka. Upor 6,8 kΩ je precej velik, tako da je tok s pribl. 1 mA relativno majhen. LED ne sveti s svojo polno svetilnostjo, vendar je še vedno zelo dobro vidna. Nekateri preizkusi v tem koledarju z elektroniko delujejo s 6,8 kΩ predupori, saj manjši tok prinaša prednosti pri CMOS-vezjih. Pri manjšem toku LED se poveča tudi življenjska doba baterije. Kasneje pa boste našli tudi manjše upore, ki omogočajo večji tok. Za prvi preizkus dodatno potrebujete 9 V blok baterijo. Preizkus je treba izvesti posebej previdno. Preprečite, da bi se oba LED-priključka hkrati dotikala priključkov baterije! Upor je vedno treba priključiti zaporedno. Obe komponenti držite na baterijo, tako kot prikazuje skica. Električni tokokrog je tako sklenjen, LED sveti.

Elektronska vezja so pregledno prikazana v vezalnih načrtih. Za vsako komponento obstaja poseben simbol. Simbol za LED je sestavljen iz trikotnika za anodo in vodoravne črtice za katodo. To nakazuje smer električnega toka. Dve kratki puščici navzven predstavljata oddano svetlobo. Upor je prikazan kot pravokotna škatlica. Vezalni načrt prikazuje sklenjen električni tokokrog z baterijo, uporom in LED.

4

2 Uporaba preizkusne ploš čice Odprite 2. vratca in iz predalčka vzemite baterijsko sponko in preizkusno ploščico. Vtično polje s skupaj 270 kontakti v 2,54 mm rasterju skrbi za varno povezavo gradbenih delov. Stično polje ima v sredinskem območju 230 kontaktov, ki so prevodno povezani z vertikalnimi progami s 5 kontakti. Dodatno je na robu 40 kontaktov za oskrbovanje s tokom, ki so sestavljeni iz dveh horizontalnih prog kontaktnih vzmeti z 20 kontakti. Stično polje razpolaga s tem z dvema neodvisnima tirnicama za napajanje. Vstavitev gradbenih elementov potrebuje relativno veliko moči. Priključne žice se zaradi tega lahko prepognejo. Pomembno je, da boste žice vdeli natančno od zgoraj. Pri tem si lahko pomagate s pinceto ali majhnimi kleščami. Eno žico potisnite skozi to luknjico in jo ukrivite. Tako lahko uporabite občutljive priključne žice, kot so pocinkani konci baterije brez da bi jih pregibali. Slika prikazuje enak tokokrog kot v prvem poskusu, vendar z nekoliko drugačno razporeditvijo komponent, ki pa so podobne tem v 2. eksperimentu.

3 Preklopno stikalo Sestavite preprosto stikalo iz dveh žic. Primerno stikalno žico boste našli za tretjimi vratci. S kleščami zarežite 3 cm nad koncem žice in na koncih odstranite izolacijo - približno 5 mm. Za odstranitev izolacije s koncev žic, zarežeti v izolacijo z ostrim nožem. Pozor: pri tem se žice same ne dotaknite, ker se bo drugače na tem mestu zlahka zlomila. Stikalo je sestavljeno iz dveh kosov žice. Dodatna kratka žica je nameščena za vklop in izklop tokokroga – kot stikalo. Baterijski priključek mora biti vedno povezan, da se priključki ne obrabijo preveč.

5

Priključite baterijo in preverite delovanje vašega stikala. V mirovanju, brez vključenega stikala LED ne sveti.

*schalter = stikalo

4 CMOS IC 4093

Odprite vratca številka 4. Za njimi boste našli najbolj pomemben del tega koledarja, CMOS IC 4093. Ta IC vsebuje štiri NAND vezja s Schmitt prožnimi vložki. Funkcija tega vezja bo pojasnjena z delom v naslednjiih poskusih. Prvi poskus kaže, kako je LED povezana z enim od štirih izhodov. Integrirana vezja je treba obravnavati previdno, ker se lahko uničijo, če uporabimo previsoko napetost. Statična elektrika je lahko nevarna, vendar pa vsi tipi serije CMOS 4000-B vključujejo notranja zaščitna vezja, ki omogočajo zelo varno delo. Dodana je zaščitna diode, ki omeji pozitivno napetost pod Vdd napajalno napetostjo in nad negativno Vss napajalno napetostjo. IC je relativno dobro zaščiten pred statično napetostjo. Poleg tega ta zaščitna diode poskrbi, da v primeru napačne priključitve napajanja (zamenjava + in – priključka), prevelik tok ne uniči IC vezja. Kljub temu pazite na pravilno priključitev napajanja.

Pred prvo uporabo obvezno poravnajte vse nogice IC vezja. Vezje poloćite pravilno na ploščo tako, da ne bosta zamenjani nogici 7 in 14. Napačna postavitev lahko povzroči napačno priključitev napajanje in IC vezje se lahko uniči. Nogica 1 in 14 sta na levi strani vezja.

6

Sedaj lahko naredimo prvi preiskus, uporaba vrat NAND. Povežite nogici 1 in 3 in jih pvežite na GND (logična 0). Na izhodu se nahaja LED s preduporom. Če ste vse pravilno povezali mora LED goreti.. IC vezje je na izhodu vklopilo napetost (logični vklop) in spremenilo vhodno stanje.

5 Senzor na dotik

Odprite peta vratca in vzemite ven upor. 10 MOhm (rjava, črna, modra) upor je visok upor, kar pa je v tem primeru pomembno, ker je njegova upornost bistveno večja kot jo ima koža prstov. Tako se lahko stikalo preklopi preko fizičnega dotika.

Dva gola kosa žice ležita drug poleg drugega tako, da se lahko obeh naenkrat dotikate s prstom. Kontakt A ima vlogo upora, velikost pa je odvisna od vlažnosti kože in je lahko med 10kOhm in 1MOhm.

Tokrat uporabite druga NAND vrata na priključkih 4 do 6. Vezje deluje enako na vseh štirih vratih. Brez dotika s prsti, 10Mohm upor sprosti visoko napetost na vhodu vrat (ena), dotik s prstom pa spusti napetost na vhodu vrat vezja navzdol (nič). Na izhodu dobimo logično 1, dioda torej sveti ko se dotaknete obeh žic.

7

Dotik s prsti sproži logično 0 na vhodu, ki se pretvarja v logično 1.

6 IN - vezje

Še en upor z 10M ohmi (rjava,črna,modra) najdete za vratci številka 6. Sedaj pa je potrebno sestaviti 2 senzorja na dotik. Tokrat so senzorske žice priključene na pozitivno napajalno napetost Vcc in upori na GND. Z dotikom tako ustvarimo stanje 1, medtem ko je v osnovnem stanju 0. Za razliko od predhodnega poskusa tukaj vhodni vrati nista več povezani , namesto tega imata vsaka svoje vhodno stanje.

Če je bilo vse pravilno nastavljeno, ostane LED brez dotika senzorjev ugasnjena Dotaknite se kontakta A in LED bo ostala še vedno ugasnjena. Ko pa se dotaknete naenkrat A in B kontakta, se bo LED prižgala. Dotik samo kontakta B prav tako ne prižge LED.

Rezultat je logika IN-funkcije: Samo ko sta A in B v stanju 1, se prižge LED. Takšno vezje se včasih uporablja kot varnostni sistem za motorje,v katerih je treba preprečiti, da ima nekdo roko v nevarnem delovnem območju. Pritisniti moramo z obema roka ma na stikali in šele takrat sprožimo zagon motorja.

Tukaj se pojavlja IN-funkcija, čeprav so uporabljena NAND- vrata. Če pozorno pogledate boste pravzaprav opazili še drugi inverter: LED je priključena na Vcc in zasveti takrat, ko izhod NAND- povzroči 0.

7 IN - nič

8

V reži številka 7 najdete rdečo LED. Dve LED vendar le en upor- ta pomaga pri zaporedni vezavi. Na izhodu NAND vrat tako ležijo obe LED in en skupni upor s 6,8kOhm. V stanju mirovanja sta obe LED prižgani. Ko se dotaknete obeh kontaktov (A in B) se obe LED ugasneta. Tokrat se je zgodilo točno to kar od IC pričakujemo: NAND-funkcija, torej IN-nič.

8 Senzorsko preklopno stikalo

Upor s 6,8 kOhm(modra, siva, rdeča) najdete za vratci številka 8. Uporablja se ga kot dodatni predupor za LED. Sedaj imamo dve LED na dveh izhodih. Ker je druga faza priklopljena na inverter, je vedno prižgana samo rumena ali samo rdeča LED. Z obema kontaktnima senzorjema (A in B) lahko spremenimo stanje. Pritisk na A prižge rdečo LED, pritisk na B pa rumeno LED. Zadnje stanje vsakokrat ostane shranjeno. Oba 10MOhm upornika sestavljata delilnik napetosti. Na vhodu prvega inverterja je v stanju mirovanje napetost približno 4,5 V. Pri tej povprečni vhodni napetosti se ohranja zadnje aktivno stanje(nespremenjeno). Sprememba učinkuje samo, ko se vhodna napetost spremeni za približno 1 V smeri večje ali manjše napetosti , kar pa dosežemo ko se dotaknemo kontaktov senzorjev. To je posebna značilnost Schmitt –Trigger vhoda. Stikalo se sproži šele ko je dosežen določen napetostni prag. To pomeni da je inverter obenem tudi bistabilno vezje, ki se mu reče Flipflop. To vezje je torej istočasno tudi digitalni spomin z velikostjo pomnilnika 1 Bit.

Povežite žico dolžine 1m na nogico 8. IC bo deloval kot daljinski sprejemnik.

Močni elektromagnetni impulzi lahko dosežejo potrebne pragove proženja in tako preklopijo stanje vezja. Taki impulzi se lahko pojavijo na primer ob nevihti ali ko v bližini vklopite stikalo luči. Končni rezultat je naključen. Včasih se stanje preklaplja, včasih ne. Testirajte funkcijo najprej v bližini stikala luči, ki ni oddaljeno več kot 0,5m. Če se vezje odziva na stikalo lahko povečate razdaljo in s tem določate območje delovanja.

9

9 A ali B

Za 9. vratci boste našli zeleno LED. Le-ta se tukaj uporablja skupaj z rdečo. Svetila bo bodisi rdeča bodisi zelena LED. Logično pravilo vezja tokrat sledi ALI-funkciji. Če se A ALI B oziroma oba kontakta sprožita, sveti zelena dioda, le če se noben od kontaktov ne sproži, zelena LED ne bo svetila. Naslednji inverter pa pri tem poskrbi, da zasveti rdeča LED.

Naslednji razsmernik upravlja s tem kdaj bo svetila rdeča LED. Kot primer uporabe si lahko predstavljamo, ko dva uporabnika neodvisno pritisneta na stikalo, na primer za vklop ventilatorja. Čeprav sta oba neodvisna drug od drugega prideta na enako idejo in oba pritisneta na svoje stikalo, kar pa ne spremeni rezultata: ventilator je vklopljen.

10

Iz enih NAND-vrat z dvema dodanima inverterjema dobimo OR-vrata. Če dodamo še en inverter pa dobimo NOR-vrata. Vezje tako predvideva ALI/OR - funkcijo na zeleni LED in NE-ALI (NOR)-funkcijo na rdeči LED. Poskus prikazuje, kako z kombinacijo osnovnih funkcij dobimo novo funkcijo. To je osnovno načelo mnogih digitalnih vezij pa tudi zapletenih mikroprocesorjev.

10 ALI – ALI.. XOR

Do sedaj imate že 3 LED, ampak le dva pripadajoča upora. Odprite še deseta vratca in vzemite ven nadaljni upor, ki se lahko uporablja kot predupor. Ta upor ima 3,3 kOhm (oranžna, oranžna, rdeča) zato skozenj lahko teče večji tok, kar pomeni da bo zelena LED v tem vezju močneje svetila. To kaže končni rezultat relativno kompleksne logike vezja- Ekskluzivno-Ali-vezje(XOR). Samo ob različnem stanju kontaktov A in B, bo zelena LED zasvetila. To je vezje, ki preverja stanja in ko zazna enako stanje na kontaktu A in B, zelena LED ugasne.

Z malo truda se da razumeti tudi delovanje tega vezja. Za lažje raziskovanje si pomagajte z vmesno rdečo in rumeno LED.

11

11 LED utripalka Za enajstimi vratci najdete keramičen kondenzator z 100nF (100nF, napis »104«). Zahvaljujoč Schmitt-Triggerju (sprožilcu) lahko z IC 4093 z lahkoto izdelamo utripalko samo z enimi vrati. LED se dvakrat v sekundi vklopi in izklopi. Da bi razumeli povezavo, moramo vedeti, kako se vhod odziva na spremembo vhodne napetosti. V digitalni elektroniki je največkrat podano le ali je napetost (1) in ni napetosti (0), brez vmesne vrednosti. Kljub temu pa mora biti definirano pri kateri napetosti na vhodu je 0 in pri kateri napetosti je 1. Nekatera vrata preklapljajo na primer na polovici delovne napetosti, z drugimi besedami: vse pod 4,5 V se šteje kot 0, vse nad 4,5V pa kot 1. Ampak Schmitt-Trigger (sprožilec) reagira drugače. Pri 4,5 V se ohrani zadnje aktivno stanje, kar že veste iz vezja št.8. Šele ko se napetost dvigne nat 5,5 V se prepozna stanje 1. Nasprotno mora napetost pasti pod 3,5 V, da se jo obravnava kot 0. Med obema sprožilnima točkama je luknja s približno 2V razlike, ki se imenuje histereza. Simbol pod AND znakom v NAND-vratih simbolizira obnašanje Schmitt-sprožilca. Skupaj s kondenzatorjem na vhodu, in uporom med izhodom in vhodom je sestavljen generator pravokotnih valov. Kondenzator se vedno skozi zgornjo sprožilno točko napolni in nato skozi spodnjo izprazni. Ker je postopek polnjenja zaradi velike upornosti počasen, se pojavlja utripanje s frekvenzo približno 2 Hz.

12 LED izmeni čno utripanje

12

Še en kondenzator s 100 nF najdete v 12. predalčku. Frekvenca utripanja se zmanjša, ko sta kondenzatorja vezana vzporedno in skupaj tvorita en kondenzator z 200 nF. Da bo utripalka še počasneje delovala, bo zgrajen še upor iz serije dveh 10 MOhm uporov, ki skupaj predstavljata upor z 20 Mohm-i. Torej, utripalka bo delovala štirikrat počasneje kot v poskusu št.11. Dodatno je tokrat razsmernik povezan z drugo LED. Obe LED izmenično utripata.

13 Svetlobni senzor - stikalo

Za vratci številka 13 najdete še eno zeleno LED. Obe zeleni LED se sedaj uporablja kot svetlobni senzor. Pri nameščanju pazite, da sta obrnjeni v pravo smer. Zeleni LED se uporabljata v obratni smeri. Prevajata, torej ne svetita. Predupor je nameščen le za varnost, da se LED ne poškodujeta, če ju kdo po nesreči namesti v napačno smer. V tem vezju imata zeleni LED funkcijo svetlobnega senzorja. Usmerite žarek ročne svetilke enkrat v eno in drugič v drugo zeleno LED. Rdeča LED se tako selektivno vklaplja ali izklaplja.

Če je v okolici dovolj svetlobe lahko dosežemo enak učinek, če eno od obeh LED zasenčimo z roko. Običajno se za svetlobni senzor uporabljajo fotodiode. Fotodioda je bistveno bolj občutljiva in zagotavlja že pri manjši svetlosti relativno velik foto tok, (to se doseže z veliko aktivno površino fotodiode). LED je po strukturi primerljiva s fotodiodo, vendar ima ponavadi zelo majhno aktivno površino. To je razlog za manjšo občutljivost. Le pri močni svetlobi teče foto tok v primerni velikosti približno 100nA kar zadošća za opravljanje funkcije. Pri šibki svetlobi lahko stikalo še vedno deluje, vendar počasneje reagira.

13

14 Svetlobno nadzorovana utripalka

Še en kondenzator s 100nF (104) nejdete za vratci št. 14. Potreben je za sledeče utripalno vezje. Trije kondenzatorji v seriji tvorijo skupaj manjši kondenzator s približno 33 nF. Namesto uporov, ki so uporabljeni v vezju 11, tokrat uporabimo dve LED. Skupaj tvorijo nekakšen spremenljiv upor. Prevodnost tega senzorja je pri srednji svetlosti zelo nizka, tako da utripalka, kljub majhnim kondenzatorjem, spreminja svoje stanje zelo počasi. Samo pri zelo močni svetlobi doseže utripalka običajno svetlost. Obe LED sta vezani zaporedno, zato da je ena vedno obrnjena v nasprotno smer. Tako deluje v eni fazi le ena od obeh LED kot fotodioda, in vsakič druga kot dioda.

15 Utripajo ča svetloba

Petnajsta vratca prinašajo še en 3,3 kOhm upor (oranžna, oranžna, rdeča). Sedaj lahko 4 LED vsaka s svojim uporom delujejo neodvisno. Vezje je sestavljeno iz dveh enakih svetlobnih vezij, katerih izhodni signal gre naprej do NAND-vrat. Rumena LED označuje poseben vzorec utripanja, ki se nenehno spreminja. Po večkratnih inverzijah se aktivira rdeča LED, s krajšimi utripi.

Zadnje dvoje vrat skupaj tvorita AND-vrata. Rdeča LED na izhodu zasveti vedno takrat ko sta obe zeleni LED vključeni. Vendar pa frekvence utripalk niso nikoli povsem enake, saj se pojavijo razlike v kapaciteti kondenzatorjev, v uporih in sprožilnih pragovih na posameznih vratih. Rdeča LED zato sveti v fazah, ki so krajše in daljše.

Pri srednji osvetlitvi rdeče LED se lahko odčita razliko frekvenc obeh oscilatorjev.

14

Oba signala se pomnožita, ko pride do interference in razlika frekvenc je opazna.

Med dotikom kondenzatorja s prstom, se lahko kapaciteta malo spremeni kajti ogrevanje zmanjša kapaciteto kondenzatorja. Z malo sreče bo vplivalo na frekvenco in s tem tudi na interferenco.

Poskusite oba oscilatorja vzbuditi na enako frekvenco. Rdeča LED vedno kaže aktualno fazno razliko. V t.i. PLL( Phase Locked Loop, fazna zanka) se uporablja ta postopek za avtomatsko prilagoditev frekvence. Za sodobne radie s PLL sprejemniki je značilna natančna in zanesljiva prilagoditev frekvence.

16 Senzor prevodnosti

Za 16.vratci najdete še en upor s 100 kOhm (rjava, črna, rumena).Položite ga v tokokrog iz prejšnjega dne in sestavite kontakt na dotik z dvema golima žicama. Sedaj lahko z rahlim dotikom žic tudi frekvenco utripanja prve utripalke jasno spreminjate. Močan dotik vodi v višjo frekvenco. Sedaj poskusite obe utripalki privesti do enake frekvence. Če žici močno primate je prehodna upornost majhna in zato frekvenca visoka. Velike razlike frekvenc utripanja vodijo do zanimivih vzorcev utripanja na rdeči in rumeni LED.

15

17 LED utripanje

Še en upor s 100 kOhm (rjava, črna, rumena) se skriva za 17.vratci. Sedaj se lahko zgradi dva hitra oscilatorja. Utripanje obeh zelenih LED prehaja v stalno osvetlitev. Samo s hitrim utripanjem oči je možno opaziti, da se obe LED še vedno vklapljata in izklapljata. Rumena in rdeča LED še naprej kažeta razliko frekvenc, pri čemer se njuna srednja svetlost postopoma navidezno spreminja. Poskusite ponovno segreti kondenzatorje z dotikom, da dobite minimalno razliko frekvenc. Ponavadi se hitro utripanje pokaže najprej pri rdeči LED. Nadalje poskusite katerega od obeh kondenzatorjev se morate dotakniti, da upočasnite utripanje. Ko ste ga našli lahko z bolj ali manj inteznivnim dotikom dosežete ravnovesje.

18 Spominski Flipflop

16

Za 18.vratci najdete še eno rdečo LED. Današnje vezje je t.i. RS-flipflop vezje, torej bistabilno vezje, ki se ga lahko preklaplja v off stanje ( reset,R) in v on stanje (set, S). Med obemi NAND- vrati je potrebno zagotoviti povratno povezavo, ki nato samo zavzeto stanje zamrzne/ SHRANI.

Dotaknite se kontaktov A in B, da se vsako stanje preklopi. Ko opazujemo zeleno LED vidimo da je gumb A za resetiranje-OFF in B gum za set -ON. Flip flop je zgrajen povsem simetrično. Zato ni možno pri prvem vklopu predvideti stanja. Prvo stanje je tako odvisno tudi od naključja. Funkcija vezja spominja na poskus št. 8, ki pa temelji na značilnostih Schmitt sprožilcev. Današnje vezje pa temelji samo na osnovni funkciji NAND-vrat.

19 Alarm na osnovi bliskavice

Vratca št. 19 prinašajo transistor BC547. Uporablja se kot ojačevalec za svetlobni senzor. Vezje zazna bliskavico in sproži alarm, dokler ni prekinjen senzorski kontakt.

Takšne naprave so lahko npr. v muzejih, kjer je prepovedano fotografiranje z bliskavico, ali ko ni dovoljena uporaba bliskavice na privatnih praznovanjih.

Blisk svetlobe ustvari majhen tokovni impulz skozi zeleno LED v obratni smeri. Tranzistor ojača ta impulz in vklopi naslednji flipflop, tako da zasveti rdeča LED. RS-flipflop lahko s kontaktom senzorja A spet zbrišete in zopet zasveti zelena LED na vhodu.

17

20 Opti čni Flipflop

Odprite predalček št. 20 in vzemite ven naslednjo rumeno LED. Uporabljena bo kot senzor svetlobe, ki od druge LED prejema oddano rumeno svetlobo.

Obe LED morata biti tesno skupaj in obrnjeni druga proti drugi. Tranzistor je potreben, da okrepi nizek foto tok. S tem dobimo še en flipflop. LED je lahko vklopljena ali izklopljena in stanje se lahko ohranja nedoločen čas. Novost je to, da se stanje lahko spreminja ob svetlobi in v temi.

Močna svetloba, ki pada na drugo LED vklopi flipflop. Nasprotno ostane izklopljena, če blokirate svetlobo na poti od LED do LED senzorja, npr. če vmes postavite list papirja. Pri testiranju vezja naj prostor zatemnjen.

18

21 Senzorski preklopnik – Toggle Flipflop

Še en kondenzator s 100 nF nejdete za vratci št.21. Zgradili bomo preklopnik, ki spremeni stanje s kratkim dotikom kontaktnega senzorja A . S tem izmenjaje priklapljate zeleno in rdečo LED. Pred vsakim novim aktiviranjem je treba počakati 1 sekundo.

Upor z 10Mohm med izhodom in vhodom dvostopenjskega vezja služi za povratno informacijo, ki je zabeležena ob doseženem stanju. To je flipflip z dvema stabilnima stanjema. Kondenzator na kontaktu senzorja A se napolni vendar je znotraj ene sekunde v inverznem stanju. Med dotikom kontaktov sprožite inverzno stanje na vhod, tako da se stanje flipflop-a spremeni. Tako se z vsakim dotikom izhodi preklopijo. Takemu vezju se reče tudi Toggle-flipflop.

22 Časovno stikalo na senzor

Še en kondenzator s 100 nF(104) se prikaže za vrati št.22. Z manjšimi spremembami

19

bo iz prejšnjega vezja nastal elektronsko senzorsko stikalo, ki stanje z vsakim dolgim neprekinjenim dotikom, za kratek čas preklopi. V stanju mirovanja sveti rdeča LED. Dotaknite se kontaktnega senzorja in držite prst na mestu. Za kratek čas se vključi zelena LED, nato se ponovno vključi rdeča LED. Kako dolgo bo zelena LED svetila je močno odvisno od vlažnosti kože in stopnje pritiska.

V stanju mirovanja je zelena LED ugasnjena in kondenzator se prazni. V trenutku dotika, tranzistor preklopi vhod na kondenzator, in ga preklopi v stanje 0. Nato se kondenzator prek kontaktnega senzorja in upora počasi polni, tako da je po določenem času na vhodu zopet pozitivna napetost.

Trajanje zelene faze je odvisno od prehodne upornosti na kontaktnem senzorju. Pri flipflop-u je stanje po prvem vklopu največkrat naključno. Pri tem vezju pa je drugače. Po prvem vklopu gori zelena LED, to je zato, ker tranzistor deluje kot mali kondenzator in skozi nenabit shranjevalni kondenzator pošlje kratek impulz na vhod. Šele po prvem aktiviranju se nastavi stanje mirovanje kjer sveti rdeča LED. Vendar pa lahko to obnašanje preprosto spremenite. Postavite dva kondenzatorja na obratovalno napetost in ne na 0. Tako bo ob prvem vklopu svetila rdeča LED, torej je že doseženo normalno stanje mirovanja.

23 Frekven čni delilnik

V predalčku št.23 najdete še en upor z 10 MOhm (rjava, črna, modra). Sedaj boste sestavljali utripalko z dvema frekvencama, pri čemer bo nižja frekvenca izvirala iz delitve višje. Rumena LED utripa hitro, rdeča in zelena LED pa počasi in v push-pull-u. Med dvema fazama utripanja rumene LED pride faza utripanja ene od drugih dveh LED. Vezje je sestavljeno iz utripalnega oscilatorja in iz toggle-flipflop vezja, ki z vsakim impulzom preklopi svoje stanje. Z vsakim pozitivnim bočnim preklopom, se na izhodu oscilatorjev ustvari kratek impulz, ki poganja transistor. Ta preklopi na toggle-flipflop stanje. Zelena in rdeča LED utripata natanko pol tako hitro kot rumena LED. Toggle-flipflop se uporablja na področju elektronike in računalniške tehnike kot frekvenčni delilnik ali števec.

20

24 Bleščeča zvezda

Za zadnjimi vratci boste našli kondenzator s 100 nF (104). Vezje za današnji praznični večer, 24.december ima 6 LED, ki različno utripajo, bliskajo in migetajo. Rezultat je božična LED luč, ki simbolizira bleščečo zvezdo. Vezje je kombinacija večih vezij, ki ste jih že sestavili in sedaj prihajajo v uporabo. Obe rumeni LED utripata hkrati ampak neodvisno druga od druge. Ena rdeča in ena zelena LED se kažeta s krajšimi in daljšimi bliskavicami, Dva hitrejša oscilatorja na desni strani vezja ustvarjata z naključnimi frekvenčnimi odstopanji interferenco in migetanje na dveh nadaljnih LED. Kako hitro je to migetanje, je odvisno od naključne tolerance sestavnih delov. Menjajte kondenzatorje v vezju toliko časa, dokler ne pridete do rezultata, ki vam je najbolj všeč. Ker imate sedaj skupno 6 kondenzatorjev, lahko posamezne kondenzatorje vežete tudi vzporedno, da znižate frekvenco.

Četudi je to vaš zadnji poskus v tem koledarju, to ne sme biti vaše zadnje sestavljanje. Med sestavljanjem ste preiskusili veliko vezij s pridobljenim znanjem lahko zgradite še veliko zanimivih stvari. Na spletni straneh si oglejte kaj vse je možno sestaviti iz gradnikov, ki ste jih dobili v Conradovem sedaj že tradicionalnem adventnem koledarju.

21

Četudi je to vaš zadnji poskus iz tega koledarja, naj to ne bo vaše vaše zadnje sestavljanje. Med sestavljanjem ste preiskusili veliko vezij in s pridobljenim znanjem lahko zgradite še veliko zanimivih stvari. Na spletni straneh si oglejte kaj vse je možno sestaviti iz gradnikov, ki ste jih dobili v Conradovem sedaj že tradicionalnem adventnem koledarju.

GARANCIJSKI LIST Izdelek: Adventni koledar 2013 z elektroniko Conrad Kat. št.: 55 38 89 Garancijska izjava: Proizvajalec jamči za kakovost oziroma brezhibno delovanje v garancijskem roku, ki začne teči z izročitvijo blaga potrošniku. Garancija velja na obmo čju Republike Slovenije. Garancija za izdelek je 1 leto . Izdelek, ki bo poslan v reklamacijo, vam bomo najkasneje v skupnem roku 45 dni vrnili popravljenega ali ga zamenjali z enakim novim in brezhibnim izdelkom. Okvare zaradi neupoštevanja priloženih navodil, nepravilne uporabe, malomarnega ravnanja z izdelkom in mehanske poškodbe so izvzete iz garancijskih pogojev. Garancija ne izklju čuje pravic potrošnika, ki izhajajo iz odgovornosti prodajalca za napake na blagu . Vzdrževanje, nadomestne dele in priklopne aparate proizvajalec zagotavlja še 3 leta po preteku garancije.

Conrad Electronic d.o.o. k.d. Ljubljanska c. 66, 1290 Grosuplje Fax: 01/78 11 250, Tel: 01/78 11 248 www.conrad.si, info@conrad.si

22

Servisiranje izvaja proizvajalec sam na sedežu firme CONRAD ELECTRONIC SE, Klaus-Conrad-Strasse 1, Nemčija. Pokvarjen izdelek pošljete na naslov: Conrad Electronic d.o.o. k.d., Ljubljanska cesta 66, 1290 Grosuplje, skupaj z izpolnjenim garancijskim listom. Prodajalec: _______________________________________ ____________________ Datum izro čitve blaga in žig prodajalca: ________________ Garancija velja od dneva izro čitve izdelka, kar kupec dokaže s priloženim, pravil no izpolnjenim garancijskim listom.