07_03.pdf

Moduł podtrzymania zawartości

pamięci do programatora AVT−2047

2095

Do czego to służy?

Ci z Czytelników, którzy wykonali

uniwersalny programator do zabawek

(AVT−2047) z pewnością zauważyli

pewną niedogodność występującą pod−

czas eksploatacji tego urządzenia. Mia−

nowicie zastosowany w nim układ 6116

jest pamięcią ulotną i po wyłączeniu za−

silania urządzenie zapomina wszystko,

czego zostało nauczone. W przypadku

prostych zabawek nie jest to wielka wa−

da, ale jeżeli chcielibyśmy zastosować

nasz programator do poważniejszych

celów, to wada ta może stać się dokucz−

liwa, a nawet uniemożliwić realizację

wielu pomysłów. Oczywiście możliwe

jest zbudowanie programatora wyko−

rzystującego pamięć nieulotną typu EP−

ROM lub EEPROM, byłoby to jednak

urządzenie znacznie bardziej rozbudo−

wane i kosztowne. Opis takiego układu:

programatora umożliwiającego wyko−

rzystanie zarówno pamięci statycznej

RAM (SRAM) jak i EPROM zostanie

opublikowany w jednym z najbliższych

numerów “starszej siostry” EdW − Elekt−

roniki Praktycznej. W tym artykule przed−

stawiamy natomiast prosty sposób za−

pewnienia nieprzerwanego zasilania ulo−

tnej pamięci RAM. Ponadto zapropono−

wane urządzenie zapewnia możliwość

wyjęcia kostki pamięci z urządzenia

i przechowania jej przez jakiś czas bez

utraty danych.

Jak to działa?

Schemat proponowanego układu

podtrzymywania zasilania pamięci poka−

zano na rysunku 1 .

To, co widzimy na rysunku jest właś−

ciwie... podstawką pod układ scalony,

a konkretnie pod pamięć 6116. Do pod−

stawki dodano jedynie kilka elementów,

które zapewniają nieprzerwany dopływ

prądu do układu nawet po odłączeniu go

od reszty urządzenia. Rolę dodatkowego

zasilacza pełni bateryjka BT1 o napię−

ciu 6V. Została ona dołączona za po−

średnictwem dwóch diod D1 i D2.

Spadek napięcia na tych diodach po−

woduje, że podczas zasilania pamięci

z układu programatora bateria jest od−

łączona od reszty układu, ponieważ na

szynie zasilającej programatora istnieje

napięcie wyższe niż na katodzie diody

D1. Po odłączeniu podstawki z pamię−

cią od programatora przez diody zaczy−

na płynąc prąd, zasilając kostkę pamięci

napięciem 6 – 2 x 0,6V czyli ok. 4,8V, co

jest wartością całkowicie wystarczającą

do podtrzymania jej zawartości. Wejście

CE (Chip Enable) pamięci było podczas

pracy w układzie programatora zwarte

do masy zasilania, umożliwiając zapisy−

wanie i odczytywanie danych. Po odłą−

czeniu podstawki od programatora na

wejściu tym zostaje za pośrednictwem

rezystora R1 wymuszony stan wysoki co

powoduje przejście układu pamięci

w stan Power Down, co wydatnie

zmniejsza pobór prądu przez kostkę. Ty−

powo wynosi on ok. 4µA, tak więc pobór

prądu z baterii jest pomijalnie mały, naj−

częściej mniejszy niż jej prąd samorozła−

dowania. Tak więc możemy w opisanej

podstawce przechowywać pamięć przez

wiele miesięcy, a w przypadku zasto−

sowania baterii dobrego producenta na−

wet przez kilka lat bez obawy utraty zapi−

sanych danych. A tak w ogóle, to

w niektórych sytuacjach moglibyśmy

Rys. 1. Schemat ideowy modułu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 560k W

Kondensatory

C1: 22µF

C2: 100nF

Półprzewodniki

D1, D2: 1N4148 lub odpowiednik

D3: BAT82 lub podobna

Różne

dwa szeregi goldpinów po 12 szt.

podstawka DIL 24

Rys. 2. Płytka drukowana.

kondensatorem elektrolitycznym o po−

jemności 2200µF. Po czterech godzi−

nach od odłączenia zasilania (5V) napię−

cie na nim wynosiło jeszcze ok. 4,2V.

Dodatkowa dioda D3 (zastosowano dio−

dę Schottky’ego o małym spadku na−

pięcia) zabezpiecza baterię BT1 przed

rozładowaniem, gdy włączymy zasilanie

programatora, a moduł pamięci pozo−

stanie nadal w układzie (nie zostanie

wyjęty z podstawki).

Montaż i uruchomienie

Mozaika ścieżek płytki drukowanej

i rozmieszczenie elementów pokazane

jest na rysunku 2 . Montaż rozpoczyna−

my jak zwykle od wlutowania rezystora

i diod i kondensatorów. Następnie mu−

simy wykonać czynność wymagającą

pewnej zręczności, a mianowicie wluto−

wać dwa rzędy goldpinów od strony dru−

ku. Goldpiny wsuwamy w otwory

w płytce dłuższymi końcami, możliwie

na jak najmniejszą głębokość. Następ−

nie dokładnie oblutowujemy ich końców−

ki i na końcu przesuwamy plastykową

łączówkę jak najbliżej powierzchni płytki.

Wlutowanie ostatniego elementu: pod−

stawki pod pamięć nie wymaga już ko−

mentarza. Autor nie musi chyba także

zaznaczać, że “układ” nie wymaga uru−

chamiania ani regulacji.

Zbigniew Raabe

zrezygnować z stosowania baterii! Je−

żeli potrzebne nam jest przechowanie

danych przez krótki okres − kilka godzin −

to zamiast baterii można zastosować

kondensator o bardzo dużej pojemnoś−

ci rzędu kilku tysięcy µF lub większej.

Autor przeprowadził próby z typowym

Komplet podzespołów z płytką

jest dostępny w sieci handlowej

AVT jako "kit szkolny" AVT−2095.

Cd. ze str. 38

W miarę możliwości stosuj proste

ścieżki, ale gdyby to zaciemniało obraz

musisz ścieżkę “złamać”. Unikaj jednak

pozostawiania punktu załamania ścieżki

pod jakimkolwiek elementem, bo potem

przy przemieszczaniu tego elementu,

ścieżka będzie przesuwana wraz z nim

i zacznie się tworzyć bałagan.

Po wstępnym narysowaniu ścieżek

otrzymasz obraz, jak na rysunku 26 .

W Easytraxie do identyfikacji po−

szczególnych punktów możesz użyć po−

lecenia Jump Pad. Najpierw zmień kur−

sor na duży krzyż (“S” “O” “C” “L” “esc”).

Ustaw kursor nad interesującym Cię ele−

mentem i wykonaj: “J” “P” “enter” wpisz

numer punktu “enter”.

Gdybyś miał Autotraxa lub Protela,

w tym etapie pracy nie umieszczałbyś

na płytce żadnych ścieżek. Przygotował−

byś netlistę w odpowiednim formacie

i wczytałbyś ją poleceniem NetList Get

(“N” “G”). Po wczytaniu netlisty i włą−

czeniu jej wyświetlania (“N” “G” “na−

zwa_netlisty” “enter” “S” “enter” “S” “A” “esc”)

program pokazałby ci obraz bardzo po−

dobny do tego na ry−

sunku 26, tyle, że po−

łączenia zaznaczone

byłyby cienkę linią, i

nie byłyby to ścieżki,

tylko układ połączeń

według netlisty.

W dalszej części

opisu dowiesz się,

jak taką prawdziwą

netlistę można napi−

sać na piechotę. Jest

to w sumie bardzo

łatwe.

Oczywiście w Ea−

sytraxie nie możesz

wczytać netlisty, ale

doprowadziłeś jed−

nak do bardzo po−

dobnej sytuacji. Celowo zaproponowa−

łem Ci taką kolejność prac, bowiem oto

pracując z prostym Easytraxem stwo−

rzyłeś sytuację taką, jak przy wykorzys−

taniu zaawansowanych narzędzi. Gratu−

lacje! Zaczynasz nabierać zdrowych,

wręcz profesjonalnych przyzwyczajeń.

W następnej części artykułu dokoń−

czymy nasz projekt płytki. Wiem jednak,

że nie wytrzymasz tak długiej bezczyn−

ności − zapewne zechcesz spróbować

swoich sił. Dokończ więc pracę sam −

wstaw elementy, poprowadź ostatecznie

ścieżki i uporządkuj opis. Za miesiąc po−

równamy wyniki.

Piotr Górecki

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96

Rys. 26. Wstępne trasowanie ścieżek.

Falomierz −

generator

w.cz. (TDO)

2108

Do czego to służy?

TDO to skrót od nazwy trans−dip−os−

cillator . Jest to bardzo użyteczny przy−

rząd w pracowni elektronika−radioama−

tora. Umożliwia on w pozycji falomierza

pomiar z pewnym przybliżeniem częstot−

liwości sygnału w.cz., zaś w pozycji ge−

neratora jest źródłem niemodulowanego

sygnału w.cz. Po dołączeniu posiadane−

go multimetru − wskaźnika generowane−

go napięcia w.cz. − TDO pozwala okreś−

lić częstotliwość rezonansową obwodu

LC. Przyrząd może być używany przy

konstruowaniu radioodbiornika czy na−

dajnika, a także wszędzie tam, gdzie wy−

stępują cewki w zakresie częstotliwości

1...30MHz. Pomimo prostoty, urządze−

nie może zastąpić kilka drogich przyrzą−

dów pomiarowych. Dokładność pomia−

rów zależy od precyzji w naniesieniu

skali oraz od wprawy użytkownika.

Na końcu artykułu podamy przykłado−

we możliwości zastosowań tego przyrzą−

du.

Jak to działa?

Schemat ideowy TDO przedstawiono

na rysunku 1 . Uważni Czytelnicy za−

uważyli, że w skład urządzenia wcho−

dzą dwa opisywane już układy:

− generator w.cz. (EdW 5/96)

− wskaźnik napięcia w.cz. (EdW 3/96)

Najważniejszym elementem TDO jest

strojony obwód rezonansowy w skład

którego wchodzi wymienna nieekrano−

wana cewka L umieszczona na zewnątrz

obudowy oraz kondensator obrotowy C

zaopatrzony w podziałkę częstotliwości.

Wykorzystano tu przypadkowy konden−

sator zmienny w obudowie plastikowej

typu KOD, z równolegle połączonymi

sekcjami, o wypadkowej pojemnośći oko−

ło 250pF. W generatorza zastosowano

dwa tranzystory T1 i T2 typu BF199

sprzężone galwanicznie, co zapewnia

nieco większą częstotliwość pracy oraz

stabilność niż stosowane pierwotnie

tranzystory m.cz. Przy zastosowaniu

tranzystorów pnp należy zmienić kieru−

nek włączenia zasilania. Przy zasilaniu

napięciem wyższym niż 1,5V, należy od−

powiednio zwiększyć wartość rezystora

R1. Zasadę działania układu oraz zależ−

ność częstotliwości od wartości elemen−

tów LC podaliśmy w EdW 5/96.

Napięcie w.cz. z generatora jest pros−

towane w układzie podwajacza napięcia

z diodami germanowymi D1, D2 typu

AAP120 i doprowadzone do gniazdek

radiowych umożliwiających dołączenie

miernika analogowego (mikroamperomie−

rza o zakresie 50−200µA). Oczywiście

można dołączyć multimetr cyfrowy, lecz

wydaje się, że oko jest bardziej wyczulo−

ne na wychylenia wskazówki niż na

zmiany wskaźnika cyfrowego (być może

to tylko subiektywne odczucie autora).

Celowo zrezygnowano z potencjometru

na wyjściu, ponieważ wychylenie wska−

zówki miernika na koło 3/4 skali można

uzyskać poprzez zmianę zakresu mierni−

ka (niezależnie czy to jest zakres milam−

peromierza czy woltomierza).

Podczas pracy TDO (pozycja G) nie−

ekranowana cewka L promieniuje ener−

gię w.cz. o ustalonej częstotliwości f.

Jeżeli obwód rezonansowy z cewką L

zostanie sprzęgnięty z innym obwodem

o identycznej częstotliwości rezonan−

sowej, wskazówka miernika wskaże

gwałtowny spadek wartości (tak zwany

“dip”). Dzieje się tak dlatego, że przy

zgodności obydwu częstotliwości bada−

ny obwód pobiera część energii z ob−

wodu generatora powodując zmniejsze−

nie amplitudy sygnału.

Jeżeli generator nie jest zasilany (po−

zycja F), układ działa jako falomierz ab−

sorpcyjny. Przy zgodności obu częstotli−

wości (mierzonego obwodu LC generu−

jącego energię w.cz. i obwodu z cew−

ką L) wskazówka miernika będzie wska−

zywała maksymalną amplitudę.

Montaż i uruchomienie

Układ elektryczny zmontowano bez−

pośrednio sposobem przestrzennym

w obudowie plastikowej, choć wskazane

jest zastosowanie obudowy metalowej

ze wzgledu na właściwości ekranujące.

Jako cewki można wykorzystać łatwo

dostępne dławiki w.cz., których końce

przylutowano do wyprowadzeń wtyku

Jack.

Dla poniższych podzakresów można

zastosować dławiki o następujących in−

dukcyjnościach:

I − 1...3MHz: 100µH

II − 3...10MHz: 10µH

III − 10...30MHz: 1µH

Chcąc zmniejszyć zakres częstotli−

wości (zakres fal długich czy średnich),

należy wybrać dławiki o większej induk−

cyjności, np. 1mH, lub dołączyć do dła−

wika dobrany dodatkowy kondensator.

Analogicznie, aby uzyskać zakres UKF,

trzeba podłączać dławiki o mniejszej in−

dukcyjności, np. 0,1µH, z tym, że z za−

stosowanym kondensatorem zmiennym

następuje w skrajnym jego położeniu

zrywanie drgań (za duża wartość pojem−

ności). Jeżeli ktoś będzie chciał zrezyg−

Rys. 1. Schemat ideowy TDO.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96

nować z falomierza, to można nie insta−

lować wyłącznika zasilania, ponieważ

wyjęcie cewki z gniazdka jest równo−

znaczne z wyłączeniem zasilania.

W końcowej fazie montażu należy

na górną część obudowy nakleić biały

kartonik z naniesioną podziałką i napi−

sami. Do skalowania można wykorzys−

tać odbiornik pokrywający wymagany

zakres częstotliwości lub lepiej − częs−

tościomierz cyfrowy podłączony do wy−

jścia generatora w.cz. za pomocą kon−

densatora około 10pF. Na skalę można

nanieść tylko jedną podziałkę i korzys−

tać z tabelki przeliczeniowej sporzą−

dzonej dla konkretnych dławików.

Przykładowe

zastosowania

Pozycja F (falomierz)

Sonda w.cz. Skręcamy kondensator

zmienny na minimalną wartość, a w miej−

sce cewki podłączamy sygnał pomiaro−

wy w.cz. i odczytujemy wartość napię−

cia na dołączonym multimetrze. Zasto−

sowanie oraz posługiwanie się sondą

było opisane w EdW 3/96 − str. 49.

Pozycja G (generator)

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 1k W

Kondensatory

C: 10...250pF, kondensator

zmienny obrotowy typu KOD

C1: 10pF

C2: 10nF

Półprzewodniki

T1, T2: BF199 itp.

D1, D2: AAP120 itp.

Różne

L: 100µH, 10µH, 1µH

Gniazdo “mini Jack” z wtyczką (3

szt.)

Gniazdka radiowe (2 szt.)

Obudowa plastikowa

Określanie częstotliwości rezonansowej

obwodu LC. Do cewki przyrządu zbliża

się cewkę badanego obwodu LC i obra−

cając pokrętłem TDO aż do uzyskania

wyraźnego minimum wychylenia wska−

zówki (“dip”) miernika. Mierzoną częstot−

liwość odczytuje się z podziałki.

Wyznaczanie częstotliwości obwodu LC

generującego sygnał w.cz. Cewkę przy−

rządu sprzęga się z badanym obwodem,

na przykład z wyjściem generatora czy

nadajnika i, obracjąc pokrętłem TDO,

dąży się do uzyskania maksymalnego

wychylenia wskaźnika. Częstotliwość re−

zonansową odczytuje się ze skali przy−

rządu.

Strojenie obwodów rezonansowych LC.

Na skali TDO ustawia się żądaną war−

tość częstotliwości. Cewkę przyrządu

sprzęga się ze strojonym obwodem

i dostraja się rdzeń w cewce lub po−

jemność) do momentu uzyskania naj−

mniejszego wychylenia (“dip”).

Określanie liczby AL nieznanego rdze−

nia ferrytowego w.cz. AL to liczba zwo−

jów przypadająca na 1nH. Znając liczbę

zwojów oraz indukcyjność obwodu moż−

na wyznaczyć liczbę AL ze wzoru:

L =

2 [nH]

Strojenie nadajnika. Cewkę przyrządu

sprzęga się z wyjściem antenowym

sprawdzanego nadajnika. Strojenie ob−

wodów nadajnika odbywa się na maksi−

mum wskazań wskaźnika, oczywiście

przy ustalonej częstotliwości. Tylko pod−

czas równoważenia modulatora DSB

stroimy na minimum.

Generacja sygnałów w.cz. Generator

może służyć do orientacyjnego strojenia

odbiorników. W tym celu cewkę przyrzą−

du należy zbliżyć do wejścia antenowe−

go sprawdzanego odbiornika i na po−

działce TDO ustawić wymaganą częstot−

liwość. Obwody odbiornika stroimy na ma−

ksimum odbieranego sygnału. W przy−

padku odbiorników AM należy dołączyć

do emiterów tranzystorów generator

m.cz. 1kHz celem uzyskania sygnału

modulowanego.

Mininadajnik AM. Do emiterów tranzys−

torów podłączamy wzmacniacz m.cz.

z mikrofonem zaś do cewki antenę

w postaci np. odcinka drutu. Zasięg na−

dajnika z zastosowaniem domowego

radioodbiornika z zakresem fal śred−

nich lub krótkich wynosił kilka metrów.

Wskaźnik natężenia pola elektromagne−

tycznego. Przyrząd umieszczamy w po−

lu promieniowania anteny. W celu

zwiększenia jego czułości do cewki TDO

można przyłączyć kawałek przewodu

pełniącego funkcję anteny. W ten spo−

sób można również określić charakterys−

tykę promieniowania anteny.

Pomiar indukcyjności cewek. Badaną

cewkę łączymy z kondensatorem o zna−

nej pojemności, a następnie określamy

częstotliwość rezonansową tak powsta−

łego obwodu LC. Indukcyjność wylicza−

my ze wzoru:

Określanie częstotliwośći rezonatorów

kwarcowych. Do wyprowadzeń rezona−

tora kwarcowego podłączamy “link” (kil−

ka zwojów drutu) który zbliżamy do cew−

ki TDO i obracając pokrętłem znajduje−

my “dip”. Należy bardzo powoli pokręcać

pokrętłem kondensatora ponieważ dip

jest bardzo “ostry” i można nie zauwa−

żyć spadku amplitudy sygnału.

Prawda, że trudno znaleźć urządze−

nie spełniające więcej funkcji? Z tego

też powodu TDO powinien, obok mierni−

ka uniwersalnego, znaleźć podstawowe

wyposażenie pracowni elektronika−ra−

dioamatora.

25330

2 [µH, pF, MHz]

Pomiar częstotliwości rezonansowych

anten. W przypadku anten zasilanych

kablem na cewkę TDO nakłada się “link”

(pętelka składająca się z dwóch zwo−

jów drutu), który łączy się z przewodem

zasilającym antenę. Pokrętłem z po−

działką obraca się aż do wystąpienia mi−

nimum wychylenia (“dip”).

Pomiar pojemności kondensatorów. Po−

stępujemy jak wyżej, z tym, że cewka

musi mieć znaną indukcyjność. Pojem−

ność wyliczamy ze wzoru:

Andrzej Janeczek

25330

Komplet podzespołów z płytką

jest dostępny w sieci handlowej

AVT jako "kit szkolny" AVT−2108.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96

Przetwornica

napięcia

2110

· prosta konstrukcja i łatwość wykonania

· niska cena wynikająca z zastosowania popu−

larnych elementów

· duża sprawność przetwarzania

· możliwość zmontowania na płytce uniwersalnej

Do czego to służy?

W praktyce elektronika zdarza się

dość często, że na jednej płytce druko−

wanej umieszczone są zarówno układy

analogowe, jak i cyfrowe. Układy cyfro−

we najczęściej zasilane są pojedynczym

napięciem 5V, natomiast analogowe

zwykle wymagają napięć symetrycz−

nych, rzędu ±10V lub większych. Po−

trzebne są więc dwa oddzielne zasila−

cze, albo trzeba zastosować odpowied−

nią przetwornicę. Na rynku dostępne są

specjalne scalone przetwornice, zaró−

wno wykorzystującej cewkę indukcyjną,

jak i pojemnościowe. Niektóre takie

kostki mają rzeczywiście świetne para−

metry i do wykonania kompletnej prze−

twornicy, oprócz układu scalonego, po−

trzebne jest tylko kilka zewnętrznych

elementów biernych. Niestety póki co,

nie każdy hobbysta może takie kostki

kupić: są jeszcze za mało popularne,

a przy tym dość drogie.

Czytelnicy EdW póki co, nie projektu−

ją sprzęgów analogowo−cyfrowych, pra−

cujących z rozdzielczością 10...12 bi−

tów i częstotliwością przetwarzania rzę−

du dziesiątek megaherców. W takich

precyzyjnych i szybkich układach po−

miarowych zawierających układy analo−

gowe i cyfrowe problem zasilania,

a w szczególności sposób prowadze−

nia mas, jest jednym z najważniejszych

zadań, jakie stają przed konstruktorem.

Natomiast Czytelnicy EdW potrzebują

przetwornicy na przykład do zasilania

wzmacniaczy operacyjnych z baterii lub

akumulatorów, do uzyskania wymaga−

nych poziomów w łączu szeregowym

RS232, lub do zasilania komparatorów

czy wzmacniaczy operacyjnych współ−

pracujących z układem cyfrowym.

Przedstawiony dalej prosty układ oka−

że się bardzo pożyteczny, gdy potrzeba

z pojedynczego napięcia wytworzyć

napięcia symetryczne o większej war−

tości, a wymagany prąd nie jest więk−

szy niż 5...10mA.

Jak to działa?

Schemat ideowy układu pokazany

jest na rysunku 1 . Widać tu w zasadzie

dwie przetwornice: jedną podwajającą

z inwerterami U1E, U1D i drugą potra−

jającą z inwerterami U1A, U1B, U1C.

Rys. 1. Schemat ideowy przetwornicy.

Rys. 2. Przebiegi napięć w ważniej−

szych punktach układu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: