Transkript

1 ROÈNÍK XII/2007. ÈÍSLO 12 V TOMTO SEŠITÌ: Náš rozhovor... 1 Svìtozor... 3 AR mládeži: Základy elektrotechniky... 4 Jednoduchá zapojení pro volný èas... 6 Pøedzesilovaè SUPER stereo... 9 Zabezpeèovací systém Safeguard Poèitadlo s Hallovou sondou a funkcí automat. vypnutí Krokové motory...21 Inzerce... I-XXVIII, 48 Obsah roèníku... A až D Spektrální analyzátor 1 GHz (pokraèování) Regulátor ventilátorov v PC...28 O vícepásmových anténách PC hobby...33 Rádio Historie...42 Z radioamatérského svìta...45 Praktická elektronika A Radio Vydavatel: AMARO spol. s r. o. Redakce: Šéfredaktor: ing. Josef Kellner, redaktoøi: ing. Jaroslav Belza, Petr Havliš, OK1PFM, ing. Miloš Munzar, CSc., sekretariát: Eva Marková. Redakce: Zborovská 27, Praha 5, tel.: , tel./fax: , sekretariát: Roènì vychází 12 èísel. Cena výtisku 50 Kè. Rozšiøuje První novinová spoleènost a. s. a soukromí distributoøi. Pøedplatné v ÈR zajiš uje Amaro spol. s r. o. - Hana Merglová (Zborovská 27, Praha 5, tel.: ; tel./fax: ). Distribuci pro pøedplatitele také provádí v zastoupení vydavatele spoleènost Mediaservis s. r. o., Zákaznické centrum, Moravské námìstí 12D, Brno; tel: ; fax: ; zakaznickecentrum@mediaservis.cz; reklamace - tel.: Objednávky a predplatné v Slovenskej republike vybavuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Šustekova 10, Bratislava - Petržalka; korešpondencia P. O. BOX 169, Bratislava 3; tel./fax (02) predplatné, (02) èasopisy; predplatne@press.sk. Podávání novinových zásilek povoleno Èeskou poštou - øeditelstvím OZ Praha (è.j. nov 6005/96 ze dne ). Inzerci pøijímá redakce - Michaela Hrdlièková, Zborovská 27, Praha 5, tel.: , tel./fax: Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpovídá autor (platí i pro inzerci). Internet: pe@aradio.cz Nevyžádané rukopisy nevracíme. ISSN X, MKÈR E 7409 AMARO spol. s r. o. s Andreou Svìcenou, øeditelkou firmy GES-ELECTRONICS, a.s. a s jejími spolupracovníky o zmìnách, novinkách a trendech ve firmì. Myslím, že snad každý ètenáø našeho èasopisu se s vaší firmou už setkal. Ovšem podrobnì jsme o GES-ELECTRONICS psali naposledy v záøí roku Za šest let se toho muselo hodnì zmìnit, ale jsem rád, že milé tváøe zùstaly. Shròte prosím nejprve struènì, co všechno zùstalo stejné a jaké jsou nejvìtší zmìny? Andrea Svìcená: Od roku 2001 je opravdu zmìn hodnì. Ale zùstal tu stejný tým, kmenoví zamìstnanci, ti vìrní a nejzkušenìjší, kterých si vážíme. Transformovali jsme se ze spoleènosti s ruèením omezeným na akciovou spoleènost, a to je zejména z obchodních dùvodù. Povedlo se nám koneènì uskuteènit náš plán, a to soustøedit všechny plzeòské poboèky GES-ELECTRONICS do jednoho místa. Pøedtím jsme sídlili jenom v Plzni na ètyøech místech; mìli jsme nevyhovující malý sklad, prodejnu, úètárnu, sídlo, všechno roztroušeno po Plzni. Jen naše Divize radiokomunikace sídlí úplnì samostatnì a oddìlenì v budovì na Krkavci, což je vrch nedaleko Plznì a pro nás je to významný telekomunikaèní bod. Ten jsme si ponechali, ale všechna ostatní pracovištì jsme soustøedili sem do nového objektu na adrese Studentská 55a, Plzeò, kde máme na ploše témìø 5000 m 2 skladové prostory a prodejnu. Dále tady sídlí veškerá administrativa a technické oddìlení a je tu i sklad Divize radiokomunikace. Skladové prostory jsou plnì temperované, novì vybavené. Co se týèe zdejší plzeòské prodejny, má v souèasné dobì rozlohu 800 m 2 a je tu zatím jen pultový prodej. Ale v první polovinì pøíštího roku máme v plánu ji rozšíøit na èásteènou samoobsluhu, protože budeme rozšiøovat sortiment o další typy zboží, které lze prodávat samoobslužnì. Zùstalo rozdìlení vaší spoleènosti do divizí (elektronické souèástky, radiokomunikace)? Pokud ano, jak prosperují a jaké jsou souèasné trendy? Andrea Svìcená: Firma zùstala nadále rozdìlena na dvì divize, na Divizi elektronické souèástky a Divizi radiokomunikace. Divize radiokomunikace za poslední roky podstatnì zmìnila svoji náplò èinnosti, proto zaènu u ní. Klasické radiokomunikace, tj. montáže pøevadìèù pro radiostanice a prodej radiostanic (Motorola, Tait) jsme minimalizovali, protože trh v souèasné dobì je v ÈR už nasycen, a vìtšina èinnosti této divize se pøesunula do oblasti telekomunikací. To znamená, že našimi nejvìtšími zákazníky jsou operátoøi, pro které montujeme trasy, stavíme ocelové konstrukce, stožáry, kompletní stanovištì na zelené louce. V této divizi pracují projektanti, specialisté zabývající se ocelovými konstrukcemi i specialisté na mikrovlnné trasy. Operátorùm potom poskytujeme servis a modernizaci jejich technického zaøízení. Firma GES-ELECTRONICS vlastní nìkolik stožárù s potøebným vybavením a zázemím na významných radiokomunikaèních bodech na celém území ÈR, nìkolik stanoviš v rùzných mìstech, vèetnì Plznì. Profesionálním službám (mobilní operátoøi, hasièi, rozhlas, záchranná služba atd.) tato místa pronajímáme a umožòujeme umístìní techniky a antén. Divize elektronické souèástky se vedle své hlavní náplnì èinnosti což je obchod s elektronickými souèástkami a s finálními výrobky podílí na výstavbì telekomunikaèních stanoviš nákupy potøebných souèástí k anténám, speciálních konektorù atd., zkrátka naše dvì divize mezi sebou úzce spolupracují. Divize radiokomunikace samozøejmì dodává i sortiment pro radioamatéry, tzn. výrobky firmy YAESU, MFJ a dalších, tedy radiostanice a veškeré pøíslušenství, ale to není stìžejní náplní práce této divize. Na tomto místì je nutno zmínit, že GES- -ELECTRONICS má novou dceøinou spoleènost, a sice GES-AIR, s. r. o. Rozsah našich mìøicích a leteckých prací pro mobilní operátory už je totiž tak velký, že jsme se rozhodli poøídit si vlastní nový vrtulník, a sice typu Robinson R44 Raven. V posledních tøech letech jsme si vrtulník nebo letadla menšího typu pronajímali, ale nyní nastala vhodná doba provozovat vlastní leteckou spoleènost a nabízíme kromì služeb v telekomunikacích také lety pro zemìdìlství, hlídkování pro hasièe, ale i vyhlídkové lety pro veøejnost. Podrobnosti jsou na stránkách Zmìnilo se nìco zásadního oproti roku 2001 ve vašem sortimentu? Na které novinky v sortimentu upozorníte naše ètenáøe? Herbert Král, technik: Po dlouhodobých zkušenostech s tím, co trh žádá a co už nechce, jsme nìkteré málo prodejné zboží zredukovali na minimum a snažíme se prodávat jen to, co je obchodnì zajímavé. Divize elektronické souèástky se zabývá samozøejmì hlavnì velkoobchodem, to znamená, že zásobuje ve velkém komponenty mobilní operátory, výrobní závody a širokou sí svých distributorù. Rozšíøili jsme sortiment akumulátorù a aktivních polovodièových souèástek. Jinak ale trh se souèástkami dost stagnuje. Obr. 1. Rozšiøujeme sortiment napøíklad o elektronky TUNG-SOL ñ 1

2 Dnes už nikdo stavìt nechce a každý si radìji koupí hotový výrobek. Proto se snažíme postupnì zaøazovat do sortimentu finální výrobky pro domácnost, regulaèní techniku, alarmy, bezpeènostní zaøízení a solární èlánky. Tuto techniku nejen prodáváme, ale na základì požadavkù zákazníka i montujeme. Dalším novým trendem je DVB-T. Dodáváme tuto technologii našim partnerùm zabývajícím se pokrytím DVB-T signálem, máme v sortimentu pøijímaèe DVB-T a jejich pøíslušenství, nabízíme jejich instalaci a úpravu antén. Jsme si vìdomi toho, že trh se bude ubírat tímto smìrem. Ovšem pokud jde o finální výrobky, nepøedpokládáme, že se dostaneme až k bílé technice. O televizní a audiotechnice mùžeme uvažovat, ale urèitou specializaci si chceme ponechat. Co pøipravujeme nového v našem sortimentu: - Rozšiøujeme naši nabídku transformátorù o znaèku INDEL a jsme autorizovaným zastoupením tohoto výrobce na našem trhu. Jedná se o standardní zalité a toroidní transformátory pro všeobecné použití a výstupní transformátory pro elektronkové zesilovaèe. - Rozšiøujeme sortiment komponentù pro zabezpeèovací techniku, zejména o výrobky Jablotron. Jsme držiteli platných certifikací a nabízíme tedy nejen prodej, ale i montáž. - Pøipravujeme nejširší nabídku elektronek pro použití v audiotechnice od kytarových zesilovaèù po High End. Naší zatím poslední novinkou jsou famózní elektronky TUNG-SOL (obr. 1). Jsme schopni dodat i mnoho starších èi nestandardních typù. - Rozšiøujeme sortiment náøadí, zejména o další komponenty firmy DREMEL. - Rozšiøujeme sortiment napì ových DC/DC mìnièù o mìnièe malého výkonu výrobce QLT POWER. - Stále rozšiøujeme možnosti repase akupackù, bodování akumulátorù a výrobu zakázkových akupackù z NiCd a NiMH èlánkù. Lze srovnávat tradièní prodej zboží pøes pult s internetovým obchodem? Jaký je trend? Kde všude získají naši ètenáøi detailní pøehled o vašem sortimentu? Eva Špuláková, vedoucí Divize elektronické souèástky: V souèasné dobì se soustøeïujeme nejen na pultový maloobchodní prodej v našich prodejnách, ale také na naše internetové zákazníky. Zmìnili jsme naše webové stránky a máme nový e-shop (obr. 2). Prostøednictvím e-shopu naši zákazníci vidí celý náš sortiment v našich prodejnách a v hlavním skladu. Mají tam informace nejen o zboží, ale i související technické informace. Snažíme se, aby stránky byly obsáhlé a rychlé, pøístupné každému a bylo na nich všechno, co se dá zákazníkovi pøedložit. Internetový e-shop má nyní stejný obrat jako jedna z našich nejvìtších prodejen a zájem internetových zákazníkù se stále zvyšuje. Vzhledem k tomu, že náklady na provoz internetových stránek jsou minimální, vynaložená energie a píle se vyplatí a obrat pøes internetový obchod narùstá. Zveøejòujeme o zboží co nejvíce informací a zákazníci se nauèili je vyhledávat, což je velkým pøínosem; odpadá množství dotazù a vysvìtlování. Na internetu je vše srozumitelné, zákazník si inñ formace mùže zdarma stáhnout, pøipravit si nákupní seznam a pak zajít do prodejny. Ale je i mnoho zákazníkù, kteøí si pøímo pøes internet zboží objednávají a nechávají poslat naší zásilkovou službou. Závisí to na vìkové kategorii zákazníkù a na dùvìøe k internetovým nákupùm. Se zákazníky se snažíme komunikovat, mít s nimi zpìtnou vazbu napøíklad prostøednictvím ankety, kterou máme na internetu. Našim internetovým zákazníkùm mùžeme slíbit, že zásilková služba se nyní ještì podstatnì zrychlí díky novým prostorám. Lenka Tomášková, vedoucí plzeòské prodejny: S pøesunem plzeòské prodejny mimo centrum mìsta jsme se obávali, že zákazníci nás budou tìžko hledat, ale za prvních pár týdnù zjiš ujeme, že si nás zase našli a jsme jim za to vdìèni. Naše nové sídlo je výhodné z hlediska zásobování hlavního skladu, protože sem pøijíždìjí bez problémù kamióny, a prostory, které tu máme, jsou bezkonkurenèní. Prodejna (obr. 3) je blízko skladu, takže zboží, které momentálnì není v prodejnì, lze za pár minut z hlavního skladu vyexpedovat a zákazník si ho mùže koupit. Zákazníci, kteøí byli zvyklí jezdit pro tzv. osobní odbìry do hlavního skladu (byl v centru mìsta, kde se tìžko parkovalo), si teï osobní odbìry vyzvedávají pøímo zde v nové prodejnì. Zákazník s nároènými technickými dotazy mùže øešit technické problémy na místì s odborníky, protože tu sídlí i naši technici. Co se týká ostatních prodejen v republice, jsou moderní, prostorné, s dostateènými skladovými prostory a zùstanou v takovém poètu, jako dosud. Kontakty na nì jsou na webu. Trochu nás trápí prostøedí pražské prodejny, víme, že není adekvátní, a jednáme s majitelem nemovitosti o její modernizaci, výhledovì v r nebo V našich prodejnách umožòujeme zákazníkùm pøístup na internet na naše webové stránky. Mohou se v klidu posadit, prohlížet a vybírat; na požádání vytiskneme katalogový list. Do konce roku bude tato služba ve všech našich prodejnách. Co se týèe pøehledu o našem sortimentu, preferujeme formu každoroèního katalogu na CD nebo lépe øeèeno v elektronické podobì. Nemáme v plánu tisknout velký katalog, protože jsme zjistili, že rozsah informací na internetu je dostateèný. Pokud si dìláme prùzkum u zákazníkù, jsou takto spokojeni. Všechny novinky v našem sortimentu prezentujeme na úvodních stránkách e-shopu, pravidelnì míváme Obr. 3. Nová plzeòská prodejna Obr. 2. Nový elektronický obchod akèní nabídku, pøíp. výprodejní akci. Na internetu je rovnìž vidìt, které souèástky se nejèastìji prodávají atd. Od konce øíjna zavádíte ve vaší spoleènosti nový informaèní systém. V èem bude lepší, jak se to projeví? Andrea Svìcená: jsme vypnuli náš starý informaèní systém, s kterým firma fungovala od svého vzniku, tj. víc jak 15 let a který už nevyhovoval. Oslovili jsme firmy zabývající se vývojem profesionálních informaèních systémù a ve výbìrovém øízení jsme vybrali nový moderní IS. S podporou firmy, která ho u nás implementuje, budeme mít zaruèený servis, aktualizace, opravy, rozšiøování atd. Hlavním pøínosem pro nás je, že systém v sobì zahrnuje všechny informace obchodní, tzn. péèi o sortiment, nákup, prodej, skladování, veškerou evidenci, plynule navazuje na úèetnictví; pøehledy a informace jsou aktuální, velice jednoduše získatelné, rychlé statistiky, pøehled o nejvíce prodávaných položkách v jednotlivých prodejnách, obrat na internetu atd. Podle tìchto výstupù mùžeme operativnì pøizpùsobovat naši obchodní politiku. Nový informaèní systém nám umožní zavést napø. tzv. regionální ceny zboží, protože je schopný pracovat s danou položkou sortimentu v každém kraji jinak, tj. podle prodejnosti v daném místì. Vìøíme, že výsledkem nového informaèního systému bude lepší obslužnost a tedy spokojenost zákazníkù. Naši ètenáøi vás pamatují jako sponzory našeho konstruktérského konkursu, radioamatéøi jako sponzora pøevadìèe na Klínovci. Jaké jsou mecenášské aktivity GES-ELECTRONICS v souèasné dobì? Herbert Král, technik: Letos jsme sponzorovali støední elektrotechnickou prùmyslovku ve Stodì u Plznì, která organizuje soutìž na úrovni Èeské republiky, kde jsou zastoupeni soutìžící asi z deseti podobných škol z rùzných mìst. Soutìží se v praktických i teoretických disciplínách. Naše firma pøipraví sady souèástek pro soutìžní projekty a podílíme se i na cenách pro vítìze. V dubnu 2008 se budeme stejným zpùsobem podílet na dalším kole této soutìže nazvané výstižnì GES-CUP. Dìkuji vám za rozhovor, pøeji hodnì úspìchù a spokojených zákazníkù. Rozmlouval Petr Havliš, OK1PFM. 2

3 Programovatelný integrovaný obvod pro kompenzaci teplotního driftu Na èipu integrovaného obvodu ISL21400 od firmy Intersil (www. intersil.com) je obsažen pøesný referenèní zdroj napìtí 1,20 V s velmi malým teplotním koeficientem a senzor teploty, jehož výstupní napìtí se mìní lineárnì v závislosti na teplotì. Z výstupu referenèního zdroje je interním D/A pøevodníkem vytvoøeno na teplotì nezávislé napìtí U REF nastavitelné od 0 do 1,20 V, ke kterému je pøièteno napìtí ze senzoru U T, jehož závislost na teplotì je urèena koeficientem naprogramovatelným mezi -2,1 mv/ C a +2,1 mv/ C. Na výstupu sèítacího zesilovaèe s programovatelným zesílením PGA 1, 2 a 4 je k dispozici napìtí až 4,8 V s teplotním koeficientem až ±8,4 mv/ C. Zesílení PGA a velikost napìtí U REF a U T jsou programovatelné pøes rozhraní I 2 C s rozlišením na 8 bitù a jsou uloženy v nevolatilní pamìti. Nový integrovaný obvod poslouží ke kompenzaci nežádoucího vlivu teploty napø. u vf výkonových zesilovaèù, displejù LCD, senzorù a systémù sbìru dat. STM vyrábí èipové sady pro GPS navigace Firma STMicroelectronics (www. st.com), která patøí k hlavním svìtovým výrobcùm polovodièových souèástek pro autoelektroniku, zaèala s výrobou èipové sady Teseo, navržené pro pøenosné i vestavìné navigaèní pøístroje GPS firmy Garmin. Sada Teseo je dostupná buï jako jediný èip STA8058 tvoøený vysokofrekvenèní èástí, vysoce citlivým pøijímaèem s pamìtí flash s GPS softwarem, nebo ve dvou èipech STA2058 (pøijímaè, pamì ) a vf èást (STA5620). Pøijímaè obsahuje ètyøkanálový A/D pøevodník, rozhraní CAN 2.0, I 2 C, UART, SPI, GPIO a USB. Dále se poèítá ještì s integrací jádra ARM9 pro provádìní vlastní navigace. Prvky sady Teseo podporují i systémy WAAS a EGNOS zpøesòující urèení polohy a mají být kompatibilní i s budoucím evropským systémem Galileo. Pøesný monitor napìtí pro automobilovou elektroniku LTC1728H-5 uvedený pøed nedávnem na trh firmou Linear Technology ( umožòuje monitorovat s velkou pøesností tøi napájecí napìtí v pracovním rozsahu teplot od -40 do +125 C. Dvì ze sledovaných napìtí jsou pevná 5 a 3,3 V, tøetí napì ová hladina je nastavitelná poèínajíc hodnotou 1 V externím odporovým dìlièem. Z monitorovaných zdrojù odebírá LTC1728H pouze 10 µa. Tolerance prahových hodnot je 1,5 %. Jakmile se nìkteré ze sledovaných napìtí zmenší pod prahovou hodnotu, je na výstupu s otevøeným kolektorem generován signál RESET, který trvá ještì 200 ms po obnovení všech sledovaných napìtí. Podobnì jako u ostatních monitorù, které LT nabízí (pro dvì, tøi, ètyøi, šest i osm napìtí), je eliminován vliv krátkodobých (pod 50 µs) zmìn napìtí. LTC1728H-5 je vyrábìn v pouzdøe SOT 23 s 5 vývody. Budiè bílých LED s velkou úèinností Pøi vstupním napìtí 2,6 až 6 V (optimální pro jednu baterii Li+ nebo Li-Poly) umožní budicí obvod MAX8901A/B od firmy Maxim ( napájet 2 až 6 v sérii spojených bílých LED konstantním proudem až 24,75 ma. To umožòuje na èipu integrovaný zvyšovací mìniè využívající externí indukènost s pevným pracovním kmitoètem 750 khz. Ke špièce mezi obdobnými produkty patøí nejen úèinností až 92 %, ale i rozmìry 8vývodového pouzdra TDFN-EP 2 2 0,8 mm. Pro zapnutí a øízení jasu slouží jediný vstup ON v pøípadì verze A s využitím pulsnì šíøkové modulace, u verze B se jas nastavuje v 32 krocích sériovým signálem. Èip je vybaven doplòkovými funkcemi pozvolným nábìhem funkce bez proudového nárazu, ochranami proti pøepìtí a podpìtí a možností vypnutí do režimu SHUT- DOWN s odbìrem 0,01 µa. Obvody jsou urèeny zvláštì pro podsvícení displejù v mobilních telefonech, digitálních fotoaparátech, MP3 pøehrávaèích, PDA a GPS navigátorech. Menší ztráty s novými IGBT Ve výkonových tranzistorech IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) jsou spojeny výhody bipolární i unipolární technologie: bezproudové øízení tranzistorù MOSFET a velká prùrazná napìtí pøi velkém propustném proudu bipolárních tranzistorù. FGH30N60LSD je nový IGBT firmy Fairchild Semiconductor (www. fairchildsemi.com). Vyznaèuje se malými ztrátami pøi nízkých kmitoètech 50 až 400 Hz a saturaèním napìtím 1,1 V pøi 30 A, což tento tranzistor pøedurèuje pro prùmyslová použití napø. v mìnièích pro solární panely, sváøeèky a zdroje UPS. FGH30N60LSD se vyrábí v pouzdøe TO-247. JH 3

4 AR ZAÈÍNAJÍCÍM A MÍRNÌ POKROÈILÝM Základy radiotechniky a vf techniky Demodulace vf signálu Demodulace FM (Pokraèování) Velkou výhodou koincidenèního demodulátoru je, že vystaèí jen s jedním rezonanèním obvodem. Ještì lepších výsledkù lze dosáhnout s demodulátorem s fázovým závìsem (smyèkou PLL - phase locked loop). Blokové zapojení demodulátoru je na obr. 85. Modulovaný signál je pøivádìn na fázový detektor, kde se porovnává se signálem z napìtím øízeného oscilátoru VCO. Pøi signálu bez modulace je kmitoèet oscilátoru shodný s pøijímaným signálem a s fází posunutou o 90. Pøi tomto fázovém posunu je na výstupu fázového detektoru a také za dolní propustí nulové napìtí. Zvìtší-li se napøíklad kmitoèet signálu na vstupu, objeví se za fázovým detektorem napìtí, kterým se øídí kmitoèet oscilátoru. Oscilátor se nastaví opìt na stejný kmitoèet, jako má vstupní signál, avšak jeho fáze nebude nyní posunuta o 90, ale bude se od této hodnoty lišit. Právì odchylka fáze vyvolá na výstupu detektoru fáze napìtí, kterým se mìní kmitoèet oscilátoru. Bude-li signál na vstupu kmitoètovì modulován, bude se stejným zpùsobem mìnit kmitoèet VCO. Napìtí, kterým je øízen VCO, je souèasnì demodulovaný FM signál. Zkreslení signálu je závislé na linearitì VCO. Bude-li se kmitoèet VCO mìnit lineárnì se zmìnou napìtí, bude zkreslení malé. Dolní propust na výstupu fázového detektoru odstraòuje zbytky vf signálu za detektorem. Musí být navržena tak, aby propustila signály až do maximálního modulaèního kmitoètu. Z praktických dùvodù není vìtšinou u reálných obvodù na výstupu fázového detektoru v klidu nulové napìtí, ale napìtí nìkolik voltù, zpravidla v rozsahu napájecího napìtí obvodu. Také VCO je jednodušší navrhnout tak, že jeho øídicí napìtí není v klidu nulové, ale stejné, jako je napìtí z výstupu fázového detektoru. Demodulátor s PLL patøí mezi demodulátory se sníženým šumovým prahem. Signály s malým pomìrem signál/šum demoduluje lépe a s menším šumem na výstupu než koincidenèní detektor. Demodulátor s PLL lze snadno realizovat s monolitickými obvody urèenými pro pøijímaèe FM, využívajícími koincidenèní detektor. Obvykle staèí jen vypustit rezonanèní obvod pro zmìnu fáze a doplnit napìtím øízený oscilátor. Všechny ostatní obvody, pøedzesilovaè a omezovaè signálu, fázový detektor a dolní propust lze použít beze zmìn. Demodulátor s PLL býval oblíbenou souèástí amatérských pøijímaèù FM, zvláštì tìch urèených pro dálkový pøíjem. Ten bohužel dnes, kdy je pásmo FM pøeplnìno místními stanicemi, už není možný. Velmi zajímavý je detektor FM s kmitoètovou zpìtnou vazbou. Blokové zapojení detektoru na obr. 86 je na první pohled podobné zapojení demodulátoru s PLL, funkce je však odlišná, v tomto pøípadì je to spíše koncepce èásti pøijímaèe. Modulovaný vf signál z pøedzesilovaèe, v nejjednodušším pøípadì pøímo z antény je pøiveden na smìšovaè, kde se smìšuje se signálem místního oscilátoru VCO, který kmitá na kmitoètu o nìco vyšším nebo nižším, než má vf signál. Produktem smìšování pak v tomto pøípadì není pøímo nf signál jako v pøípadì demodulátoru s PLL, ale mezifrekvenèní signál s kmitoètem podstatnì nižším, než je pùvodní vf kmitoèet. Souèasnì však je VCO øízen z výstupu detektoru tak, že se jeho kmitoèet mìní v rytmu modulace, takže kmitoètový zdvih je menší než kmitoètový zdvih pùvodního signálu. Mezifrekvenèní signál má mnohem menší kmitoèet a také menší kmitoètový zdvih než pùvodní signál. Po zesílení v mezifrekvenèním zesilovaèi je demodulován nìkterým z popsaných detektorù nebo je použit jiný pøevodník kmitoèet-napìtí. Také toto zapojení má menší šum pøi slabých signálech než bìžný detektor FM, protože šíøka pásma zpracovávaná v mf zesilovaèi je menší než šíøka pásma pùvodního FM signálu. Nepøíjemným dùsledkem menšího kmitoètového zdvihu je menší dynamický rozsah a vìtší zkreslení nf sig- nálu. Popsaný princip využívá integrovaný obvod TDA7088, urèený pro jednoduché FM pøijímaèe, který vyrábí firma Philips. Pøijímaè vystaèí s pouhými dvìma cívkami ve vf èásti. V mezifrekvenèním zesilovaèi jsou použity filtry jen s kondenzátory a rezistory. Demodulace PM U úzkopásmové fázové modulace se používá pøímá demodulace, ke které však potøebujeme referenèní signál se stejným kmitoètem a fází, jako mìla pùvodní nosná vlna bez fázové modulace. Referenèní signál lze pomìrnì složitým zpùsobem obnovit z modulovaného signálu za použití fázového závìsu. Pak mužeme použít buï multiplikativní detektor fáze (stejný jako u koincidenèního detektoru FM), viz obr. 87, nebo sekvenèní obvod, na obr. 88 realizovaný klopným obvodem R-S. Multiplikativní demodulátor je vlastnì smìšovaè na nulovou mezifrekvenci, protože oba signály mají stejný kmitoèet. U demodulace klopným obvodem je nutno signál nejdøíve vytvarovat na obdélníkový prùbìh. S nábìžnou hranou referenèního signálu se na výstupu Q objeví napìtí, s nábìžnou hranou signálu PM se impuls na výstupu ukonèí. Šíøka impulsu pak odpovídá fázovému posuvu mezi signály na vstupu. Po prùchodu signálu dolní propustí získáme signál, jehož napìtí odpovídá šíøce impulsu na výstupu detektoru. Pro demodulaci širokopásmové PM lze použít demodulátor FM, jeho výstupní signál však musíme integrovat, abychom dostali signál odpovídající modulaci PM. Výhodou tohoto øešení je, že není tøeba pracnì získávat referenèní signál. VH (Pokraèování pøíštì) Obr. 87. Multiplikativní demodulátor PM Obr. 85. Demodulátor FM s PLL Obr. 86. Demodulátor FM s kmitoètovou zpìtnou vazbou Obr. 88. Sekvenèní demodulátor PM 4

5 Digitální technika a logické obvody Jednoduchá zapojení s logickými obvody (Dokonèení) Pamìti EPROM Pamìti EPROM (erasable programmable read-only memory) jsou statické energeticky nezávislé pamìti urèené zejména pro ètení. Pamìti je možné opakovanì naprogramovat a vymazat, tyto procesy však nelze provést v bìžném pracovním režimu. Pro naprogramování je nutné umístit pamì do programátoru, který disponuje zvìtšeným napájecím napìtím nutným pro programovací proces. Vymazat lze pak pouze celou pamì pùsobením ultrafialového záøení dopadajícího na èip. Z tohoto dùvodu je pouzdro pamìti EPROM vybaveno okénkem z køemenného skla, jež je schopno propouštìt ultrafialové záøení. Pamì se spolehlivì vymaže pùsobením UV záøení o vlnové délce 257,3 nm s celkovou energií vìtší než 15 Ws/cm 2. V bìžném mazacím zaøízení trvá tento proces 15 až 20 minut. Protože nìkteré typy bìžného osvìtlení (napø. sluneèní svìtlo nebo záøivkové osvìtlení) emitují kromì viditelného svìtla též jisté množství ultrafialového záøení, mùže se pamì vymazat, je-li èip dlouhodobì vystaven tomuto záøení (v pøípadì bìžného záøivkového osvìtlení by vymazání trvalo pøibližnì 3 roky, zatímco pøi expozici pøímým sluneèním svitem pøibližnì 1 týden). Z tohoto dùvodu je køemenné okénko obvykle kryto speciální fólií, která nepropouští ultrafialové záøení. Pamìti EPROM dovolují pouze nìkolik set programovacích cyklù. Jednotlivé pamì ové buòky pamìti EPROM jsou tvoøeny speciálními tranzistory MOS s plovoucím hradlem (floating gate), které je od kanálu a øídicí elektrody izolováno. Pamì se programuje pøipojením øídící elektrody G vybraných tranzistorù na zvýšené napájecí napìtí (obvykle 12 V). Je-li na elektrodì D kladné napìtí 5 V, protéká indukovaným kanálem typu N od elektrody S k elektrodì D velký proud, v dùsledku èehož mají elektrony dostateènou energii k pøekonání izolaèní bariéry a pùsobením elektrického pole Tab. 70. Pøehled pamìtí EPROM Typ Kapa- Orga- Výcita nizace vodù 27C6464kbitù 8k x C kbitù 16k x C kbitù 32k x C kbitù 64k x C010 1 Mbit 128k x C020 2 Mbity 256k x C040 4 Mbity 512k x C080 8 Mbitù 1M x C10241 Mbit 64k x C Mbity 128k x mezi kanálem a øídícím hradlem G se mohou pøemístit na plovoucí elektrodu, na které setrvají. Je-li na elektrodì D nulové napìtí, kanálem neteèe proud a k programování pamì ové buòky nedochází. Pøítomnost náboje elektronù na plovoucí elektrodì ovlivòuje chování tranzistoru. V normálním režimu ètení pamìti prochází ka-nálem naprogramovaných pamì ových bunìk menší proud, který indikuje uložený stav L. Vìtší proud u nenaprogramovaných bunìk indikuje stav H (u nenaprogramované pamìti je tudíž na všech adresách uložena úroveò H). Pùsobením ultrafialového záøení dopadajícího na polovodièový èip získají elektrony na plovoucím hradle dostateènou energii k pøekonání izolaèní bariéry a pøemístí se zpìt, v dùsledku èehož se pamì vymaže. Protože je keramické pouzdro s okénkem relativnì drahé, vyrábìjí se stejné typy pamìtí v tzv. provedení OTP (one time programmable), jejichž èip je umístìn v levném plastovém pouzdru bez okénka. Takové pamìti lze stejným zpùsobem naprogramovat, nelze je však již následnì vymazat. Pamìti EPROM lze èasto nalézt v základních deskách starých PC, ve kterých se používaly pro uložení BIOSu. Pamìti jsou uloženy v objímce a lze je obvykle snadno vyjmout a následnì použít. Tab. 70 uvádí pøehled typických pamìtí EPROM a na obr. 161 je zobrazeno rozmístìní vývodù vybraných EPROM pamìtí. Vstup (chip enable) slouží k výbìru pamì ového obvodu a v úrovni L aktivuje funkci adresovacích a ètecích obvodù pamìti. Je-li = H, obvod je v úsporném režimu a výstupy D jsou ve stavu vysoké impedance. Vstup slouží k aktivaci výstupních budièù. Pøi =L a =L lze z výstupù D èíst data uložená na adrese nastavené na adresových vstupech A. Pøi = H se výstupy D nacházejí ve stavu vysoké impedance. V režimu ètení pamìti musí být na vývodech V CC a V PP napìtí 5 V (neplatí, je-li V PP sdílen s dalším vstupem napø. 27C512). V programovacím režimu musí být na vývodu V CC napìtí 6,25 V, na V PP musí být napìtí 12,75 V (pozn.: tato napìtí se mohou lišit v závislosti na konkrétním typu pamìti) a na vstupu musí být úroveò H. Po nastavení platné adresy na adresových vstupech A jsou data na vstupech D zapsána do pamìti krátkým impulsem úrovnì L na vstupu. V PE 9/2007 a 10/2007 byla uvedena jednoduchá zapojení bìžících svìtel s obvodem 4017 a èítaèem a dekodérem 74HC393 a 74HC154. Podobných svìtelných efektù mùžeme docílit i s využitím pamìtí EPROM nebo EEPROM s tím rozdílem, že do pamìti mùžeme naprogramovat libovolnou sekvenci pøechodù a tím získat i libovolnì složité svìtelné efekty. V pamìti mùže být navíc uloženo mnoho takových programù, mezi kterými lze snadno pøepínat. Pro získání takového zapojení staèí doplnit pamì EPROM nebo EEPROM èítaèem, jehož výstupy pøipojíme na adresové vstupy pamìti, generátorem hodinového signálu, jehož výstup zapojíme na hodinový vstup èítaèe, a sadou LED s tranzistory, které pøipojíme na datové výstupy pamìti. Pøíklad takového zapojení s pamìtí 27C512 a èítaèem 74HC393 je uveden na obr Kmitoèet hodinového signálu vypoèítáme podle vzorce: Vít Špringl (Seriál vìnovaný logickým obvodùm v tomto díle skonèil. Od pøíštího èísla se budeme vìnovat programování mikrokontrolérù.). Obr Rozmístìní vývodù vybraných pamìtí EPROM Obr Svìtelné efekty s EPROM. Napájecí napìtí obvodu 74HC393: U CC pin 14, GND pin 7; 555: U CC pin 8, GND pin 1; 27C512: U CC pin 28, GND pin 14 5

6 JEDNODUCHÁ ZAPOJENÍ PRO VOLNÝ ÈAS Blikající vánoèní hvìzda Rùzné svítící a blikající hvìzdy, øetìzy apod. jsou oblíbenou vánoèní a novoroèní ozdobou. I když se nepøeberné množství takových dekorací prodává v obchodech i na tržištích, mùže pøijít vhod i vlastnoruènì zhotovená blikající hvìzda, která byla pøevzata z polského èasopisu. Aby bylo možné posoudit výsledný efekt, byl vzorek blikající hvìzdy zhotoven a vyzkoušen (a vyfotografován - viz obr. 1). Popis funkce Schéma blikající hvìzdy je na obr. 2. Hvìzda obsahuje osmnáct LED uspoøádaných po šesti na tøech soustøedných kružnicích (LED D1 až D6 jsou na vnitøní, D7 až D12 jsou na støední a D13 až D18 jsou na vnìjší kružnici), devatenáctá LED (D19) je umístìna ve støedu tìchto kružnic. Šestice LED jsou buzeny pøes spínací tranzistory T1 až T3 z výstupù binárního èítaèe, který je spoju s taktovacím oscilátorem umístìn v integrovaném obvodu 4060 (IO1). LED D19 je buzena pøímo z dalšího výstupu binárního èítaèe. Kmitoèet taktovacího oscilátoru je urèován hodnotami souèástek R1 a C1 a pohybuje se v rozmezí asi 4,40 až 4,87 khz pøi napájecím napìtí 5 až 12 V. Støída blikání všech LED je 1 : 1. Kmitoèet blikání LED D19 je asi 8,6 Hz (perioda 0,12 s), skupina LED D1 až D6 bliká s periodou 0,93 s, skupina LED D7 až D12 bliká s periodou 1,86 s a skupina LED D13 až D18 bliká s periodou 3,7 s. Z funkce binárního èítaèe je zøejmé, v jakém poøadí budou jednotlivé LED blikat. V urèitém okamžiku jsou všechny LED zhasnuté. Pak se rozsvítí LED D1 až D6. Naslednì tyto LED zhasnou a rozsvítí se LED D7 až D12. Pak se rozsvítí souèasnì LED D1 až D12. V dalším okamžiku všechny tyto LED zhasnou a rozsvítí se LED D13 až D18. Pak se rozsvítí ještì LED D1 až D6, pak LED D1 až D6 zhasnou a rozsvítí se LED D7 až D12 a nakonec se rozsvítí všechny LED D1 až D18. V dalším cyklu blikání všechny LED zhasnou a pak se opìt rozsvìcejí v binárním poøadí smìrem od støedu hvìzdy k jejím paprskùm. Tyto cykly se neustále opakují. Tranzistor T4 pøerušuje napájení všech LED a je buzen z výstupu Q4 binárního èítaèe. Kmitoèet budicího signálu je asi 275 Hz, takže blikání Obr. 1. Pohled na stranu souèástek a stranu spojù desky blikající vánoèní hvìzdy Obr. 2. Blikající vánoèní hvìzda 6

7 zpùsobené pøerušováním napájení není okem postøehnutelné. Pøerušování se projevuje pouze zmenšením pracovního proudu (a tím i jasu) všech LED na polovinu oproti stavu bez pøerušování. Úèelem použití tranzistoru T4 je umožnit experimentování s rychlým blikáním všech LED. V takovém pøípadì však musíme pøerušit spoj mezi R9 a výstupem Q4 IO1 a R9 pak pøipojujeme na výstupy Q7 až Q10 s nižším kmitoètem výstupního signálu. Hvìzda je napájena hrubì stabilizovaným ss napìtím 5 až 12 V ze sí- ového adaptéru. Pøi napájecím napìtí 5 V je maximální napájecí proud asi 35 ma, pøi napìtí 9 V je napájecí proud maximálnì asi 65 ma a pøi napìtí 12 V maximálnì asi 85 ma. Obr. 3. Obrazec plošných spojù blikající vánoèní hvìzdy (mìø.: 1 : 1, rozmìry 112 x 112 mm) Obr. 4. Rozmístìní souèástek na desce blikající vánoèní hvìzdy. LED D1 až D19 jsou umístìny na stranì souèástek, zbývající souèástky jsou jako SMD umístìny a pøipájeny na stranì spojù Konstrukce a oživení Všechny souèástky blikající hvìzdy jsou umístìny na desce s jednostrannými plošnými spoji. Obrazec spojù je na obr. 3, rozmístìní souèástek na desce je na obr. 4. Deska je ètvercová, podle naznaèené kružnice ji však mùžeme opracovat na kruhový tvar. Pøed osazováním souèástek nalepíme na stranu souèástek (napø. oboustrannì lepící páskou) šesticípou hvìzdu vystøiženou z kladívkové ètvrtky (obr. 1). Hvìzdu mùžeme podle svého vkusu libovolnì barevnì vyzdobit. Do papírové hvìzdy též vyvrtáme díry pro vývody LED. Nejprve na desku pøipájíme všechny souèástky kromì LED. Tyto souèástky jsou umístìny na stranì spojù, aby nerušily vzhled lícové strany desky s nalepenou hvìzdou. Jsou použity bìžné vývodové souèástky (které snad jsou stále ještì v šuplících amatérù rozšíøenìjší než souèástky SMD) s vhodnì zkrácenými a vytvarovanými vývody, aby je bylo možné pøipájet technologií povrchové montáže (SMT). IO1 je vhodné vložit do objímky, aby jej v pøípadì potøeby (napø. po pøepólování napájecího napìtí) bylo možné snadno vymìnit. Rezistory mùžeme použít levnìjší uhlíkové, tranzistor T4 by kvùli spolehlivosti bylo dobré nahradit silnìjším typem BC Pokud nechceme s hvìzdou experimentovat, mùžeme nahradit tranzistor T4 drátovou propojkou, která spojuje emitor s kolektorem, a vynecháme rezistor R9. LED D1 až D19 jsou umístìny na desce na stranì souèástek a mají pouzdra pøitisknutá na doraz k desce. Mùžeme použít i jiné LED než pouze èervené, vhodné jsou LED jakékoliv barvy - i supersvítivé. V každé skupinì šesti paralelnì spojených LED (napø. D1 až D6) však musí být všechny LED shodné (napø. zelené supersvítivé), aby mìly shodný jas. Pozor na správnou polaritu LED! 7

8 Blikající hvìzda neobsahuje žádné seøizovací prvky, a proto by mìla fungovat na první zapojení, stejnì jako realizovaný vzorek. Po zapnutí napájení pouze zkontrolujeme blikání všech LED. Pokud by mìly LED pøi vyšším napájecím napìtí pøíliš velký jas, zvìtšíme pøimìøenì odpor rezistorù R6 až R8. Realizovaný vzorek byl promìøen, zjištìné údaje jsou uvedeny v pøedchozím textu. Seznam souèástek R1, R2 R3, R4, 100 kω/0,6 W/1 %, metal. R5, R9 10 kω/0,6 W/1 %, metal. R6, R7, R8 4,7 kω/0,6 W/1 %, metal. C1 1 nf/j/100 V, fóliový (CF2) C2 100 µf/16 V, radiální C3 100 nf, keramický D1 až D19 LED èervená, 2 ma, 5 mm T1 až T3 BC548B T4BC557B (lépe BC327-25) IO1 CMOS 4060 (DIL16) objímka precizní DIL16 1 kus deska s plošnými spoji è. KE02M9 Elektronika dla Wszystkich, 11/1996 FM generátor Mít ve výbavì své kutilské laboratoøe zdroje signálù od nf až po vlny z oblasti VKV je pøinejmenším uklidòující, protože jste vyzbrojeni pro hledání a odstraòování závad v zaøízeních všeho druhu. Já dostal nedávno za úkol opravit vnukovi autorádio, kde evidentnì nešla mf 10,7 MHz. V mé výbavì ale nebyl frekvenènì modulovaný generátor pro tento kmitoèet, a proto jsem jej urychlenì spíchnul ze souèástek nacházejících se v každé radioamatérské dílnì. Schéma generátoru je na obr. 5. Základem je tranzistorový oscilátor s kapacitním dìlièem, osazený bìžným tranzistorem NPN. Indukènost oscilátoru tvoøí cívka L1 pocházející zøejmì ze zvukové mf televizoru. Podstatné je, že je navinuta na kostøièce prùmìru 5 mm, délka vinutí je rovnìž 5 mm a použitý vodiè má prùmìr 0,1 mm. Dolaïovat lze feritovým jádrem. Indukènost jsem nemìøil a po mých zkušenostech z pøedchozích publikací vìtšina amatérù ani nemá možnost takové malé indukènosti mìøit. Oscilátor urèitì bude fungovat hned pøi prvním zapojení a jeho kmitoèet lze snadno nastavit na VKV pøijímaèi poslechem na 10. harmonické 107 MHz. Frekvenèní modulaci obstarává mùj oblíbený lavinový generátor, který vyrábí pilové kmity o kmitoètu kolem 600 Hz, které pøes R5 ovlivòují kmitoèet oscilátoru. Kmitoèet 600 Hz lze snadno upravit zmìnou kapacity kondenzátoru C6. Kmitoètový zdvih jsem mìøil jak na základním kmitoètu, tak na desáté harmonické v rozsahu VKV, a vychází 20 khz, což pro FM detektor je hodnota více než dostaèující. V pøípadì, že by vzniknul požadavek na regulaci zdvihu, staèí do série s R5 zapojit trimr s odporem 47 kω. Pokud by nìkdo chtìl používat signál bez modulace, staèí do emitorového pøívodu T2 zaøadit vypínaè. Ve schématu je na pozici T2 uveden KF508, ale bude zde pracovat vìtšina NPN tranzistorù, tøeba i v oscilátoru použitý KC238. Vf signál je vyveden na zdíøku J1, do které je jako výstupní hrot zasunuta nerezová trubièka z injekèní jehly 1,2 mm. Vazební cívka L2 má jeden závit u zemního konce cívky L1. Krabièka má rozmìr 40 x 50 mm a je zhotovena z pocínovaného plechu 0,2 mm. Destièka s plošnými spoji je provedena s dìlicími èarami vytvoøenými jehlovým pilníèkem (obr. 6). Obr. 5. FM generátor Generátor mùže vyrábìt i jiné kmitoèty, staèí místo C1 použít ladicí kondenzátor z tranzistoráku, a lze tak ovìøovat funkce všech FM pøijímaèù, vèetnì CB radiostanic. Podobný generátor, ale pro pásmo 145 MHz, jsem publikoval už v AMA MAGAZÍNU 10/1996 na stranì 10. Ten navíc funguje na uvedeném rozsahu i jako GDO. Luboš Matyásek, OK1ACP Obr. 6. FM generátor zevnì a uvnitø Výsledky Konkursu 2007 s Univerzální automatický èítaè do 75 MHz s Jednoduché hodiny prosince 2007, jsou užiteèná zapojení z dlou- Tématem èísla 6/2007, které vychází zaèátkem s digitrony s Záznamový bytový zvonèek s Spektrální analyzátor 8 1 GHz (dokonèení) s Praktická Pøedzesi- elektronika A i Radio složitìjší - 12/2007konstrukce z oblasti elektroniky holeté praxe IV. Èíslo obsahuje jednoduché lovaè SUPER stereo (dokonèení) pro automobily a nf techniky

9 Pøedzesilovaè SUPER stereo Ing. Momir Milovanoviæ Jedna z možností, jak uskuteènit vìrnou reprodukci audiosignálu, je redukovat interferenèní rušení na minimum. Protože není jen elektromagnetické, ale i elektrické, úkolem bylo najít optimální øešení použitím kvalitních souèástek, zvláštì v signální cestì. Výsledkem toho je stereofonní pøedzesilovaè vrcholné kvality. Tento pøedzesilovaè obsahuje pìt rozdílných sekcí: - vstupní pøepínací sekce; - zdroj napájení s kontrolní sekcí; - pøedzesilovaè pro gramofon; - lineární zesilovaè; - elektronický potenciometr. Technické parametry Vstupní citlivost: - PHONO (na vst. imp. 47 kω) MC ( nízkoimpedanèní ) - 0,1 mv; MC ( vysokoimpedanèní ) - 0,2 mv; MD ( nízkoimpedanèní ) - 2 mv; MD ( vysokoimpedanèní ) - 4 mv. - TAPE, TUNER, AUX 200 mv (na 45 kω). - CD 400 mv (na 20 kω). Maximální vstupní napìtí (pøi 1 khz): - PHONO MC ( nízkoimpedanèní ) - 1 mv; MC ( vysokoimpedanèní ) - 2 mv; MD ( nízkoimpedanèní ) - 20 mv; MD ( vysokoimpedanèní ) - 40 mv. - TAPE, TUNER, AUX 2 V. - CD 4 V. Vstup monitoru (TAPE OUT) pøi 1 khz: - PHONO MC ( nízkoimpedanèní ) - 6 mv; MC ( vysokoimpedanèní ) - 12 mv; MD ( nízkoimpedanèní ) mv; MD ( vysokoimpedanèní ) mv. RIAA - korekce: ±0,2 db uvnitø frekvenèního rozsahu 20 Hz až 20 khz. Standardní vstupní impedance 47 kω, Zkreslení (pøi 1 khz): Výstupní napìtí 100 mv - PHONO MC ( nízkoimpedanèní ) - < 0,1 %; MC ( vysokoimpedanèní ) - < 0,05 %; MD ( nízkoimpedanèní ) - < 0,01 %; MD ( vysokoimpedanèní ) - < 0,01 %. - TAPE, TUNER, AUX < 0,005 %. - CD < 0,005 %. Výstupní napìtí 1,2 V - PHONO MC ( nízkoimpedanèní ) - < 0,01 %; MC ( vysokoimpedanèní ) - < 0,01 %; MD ( nízkoimpedanèní ) - < 0,005 %; MD ( vysokoimpedanèní ) - < 0,005 %. - TAPE, TUNER, AUX < 0,005 %. - CD < 0,005 %. Výstupní napìtí 10 V - PHONO MC ( nízkoimpedanèní ) - < 0,02 %; MC ( vysokoimpedanèní ) - < 0,02 %; MD ( nízkoimpedanèní ) - < 0,02 %; MD ( vysokoimpedanèní ) - < 0,02 %. - TAPE, TUNER, AUX < 0,02 %. - CD < 0,02 %. Zkreslení v rozsahu 20 Hz- 20 khz: - PHONO MC - < 0,02 %; MC - < 0,01 %; - TAPE, TUNER, AUX < 0,008 %; - CD < 0,008 %. Intermodulaèní zkreslení (60 Hz : 7 khz, 4 : 1): - TAPE, TUNER, AUX, CD < 0,003 %. Pomìr signal/šum (vstupy nakrátko, výstupní napìtí 1,2 V): - PHONO MC ( nízkoimpedanèní ) - > 70 db; MC ( vysokoimpedanèní ) - > 76 db; MD ( nízkoimpedanèní ) - > 86 db; MD ( vysokoimpedanèní ) - > 92 db; - TAPE, TUNER, AUX > 105 db; - CD > 105 db; Lineár. zesilovaè (omezený na 47 kω): - frekvenèní rozsah: 10 Hz až 50 khz (+0,1 db); 1,5 Hz až 500 khz (-3 db). - fazová charakteristika: < ±0,5 (15 Hz až 120 khz). Obr. 1. Schéma vstupního pøepínaèe standardní vstupní kapacita 50 pf. Hodnoty se mohou mìnit od 10 Ω až 47 kω, a 50 až 500 pf. Výstup LINE OUT: - jmenovité výst. napìtí 1,2 V; - max. výst. napìtí 10 V; - výstupní impedance < 100 Ω; - max. výstupní proud 20 ma. Na obr. 1 je schéma vstupní pøepínací sekce, která obsahuje vstupní, ale i výstupní konektory typu CINCH a napì ové dìlièe potøebné pro omezení vstupního signálu na potøebnou úroveò. Relé ReA až ReF (s pøíslušnými kondenzátory i diodami) vykonávají funkci všech potøebných pøepínaèù. 9

10 Obr. 2. Schéma zapojení zdroje R6, R8. Relé jsou miniaturního typu (Finder). Jsou použita proto, abychom se vyhnuli pøechodovým odporùm polovodièových spínaèù. Ze stejného dùvodu se doporuèuje použít pozlacené konektory CINCH. Pøepínání relé se kontroluje v kontrolní jednotce (obr. 3), která se nachází spoleènì na desce se zdrojem (obr. 2). Tímto zpùsobem je uskuteènìno témìø neslyšitelné pøepínání vstupù. Když se zapne napájecí napìtí, relé lineárního zesilovaèe (ReF) se aktivuje až po malém zpoždìní a okamžitì se rozpojí po vypnutí napájení. Obr. 3. Schéma zapojení kontrolní jednotky Protože pøehrávaè CD dává na výstupu mnohem vìtší signál (ve srovnání s tunerem nebo magnetofonem), je potøebné i vìtší omezení signálu, které se uskuteèòuje napì ovým dìlièem R3/R4 a R3 /R4. Napì ové dìlièe na ostatních vstupech slouží pouze k redukci interferenèních poruch. Vstupní signály, které se momentálnì nepoužívají, se uzemòují pøes rezistory R2, R4, R6, R8, pøípadnì R2, R4, Výbìr zdroje signálu Když se pøepínaè S2 pøepne na jeden z vybraných vstupù, výstupní relé ReF se rozepne døíve, než se aktivuje relé vybraného vstupu. Nové sepnutí stejného relé se uskuteèòuje novým výbìrem odpovídajícího vstupu. Neupotøebené kontakty pøepínaèe S2 se drží na log. 1 pøes rezistory R16 až R19, zatímco se kontakt vybraného vstupu krátce spíná, takže je na log. 0. Signály se (pøes kontakty) propouštìjí na vstupy A0 až A3 komparátoru IC6, kde se porovnává škubání pøepínaèe se situací na vývodech B0 až B3. Protože je doba zpoždìní urèena souèástkami R25/C30, R26/C31, R27/C32 a R28/C33, dva srovnatelné záškuby se budou lišit jen o pár mikrosekund. Tento rozdíl vede k okamžité pøítomnosti záporného impulsu na vývodu 6 komparátoru IC6 (pøepínáním S2), který aktivuje MKO MMV1 a MMV2. MKO dávají zpoždìní 0,5 nebo 1 s. Jestliže jsou oba aktivovány souèasnì, vybraný vstup a relé ReF se ihned vypínají hradly N1 až N4, N18 až N20 a N10 až N15. Poté, co zpoždìní z MMV1 skonèí, spojuje se novì vybraný vstup, a poté, co zpoždìní z MMV2 skonèí, znovu se aktivuje relé ReF. Výbìrem vstupu TAPE-IN se vypíná monitor nahrávání (TAPE-OUT) a ostatní vstupy, takže vzniká kladný impuls hradlem N9, zpožïovacím èlenem R29/C34 a hradly N22 až N25. Impuls aktivuje MKO MMV2, takže se rele ReF rozepne. Po zpoždìní uskuteènìném R21/C29 se relé magnetofonového vstupu (ReE) sepne. Výstupní relé ReF se znovu sepne, když uvedené zpoždìní z MMV2 skonèí. Bìhem práce relé ReF vstupní relé magnetofonu zùstane sepnuté, takže se spojení s magnetofonovým vstupem nepøeruší. Relé ReF se aktivuje po zpoždìní uskuteènìném R24/C27. Èasová konstanta je trochu delší než èas potøebný k dosažení plného napìtí na výstupu zdroje. Dioda D14 zabezpeèuje rychlé vybíjení kondenzátoru C27, když se zdroj vypne. Sekundární napìtí ze sí ového transformátoru se usmìròuje na diodách D15, D16 a (do urèitého stupnì) filtruje na kondenzátoru C28. To napìtí se zhruba dìlí na polovinu dìlièem R32/R33, takže na vývodu 1 10

11 hradla N20 je napìtí o nìco menší než 12 V. Dioda D13 chrání vstup hradla. Protože je èasová konstanta èlenu R32, R33, C28 velmi krátká (asi 20 ms), relé ReF se okamžitì rozpojí, takže se napájecí napìtí vypne. Napájecí zdroj Napájecí zdroj (obr. 2) je mnohem složitìjší, než je obvyklé, protože poskytuje napìtí pro napájení rozlièných audiosekcí, relé, elektronického potenciometru (výstup 13 V) i sekce pro kontrolu relé. Zdroj pro audiosekce dává symetrické napìtí 18,5 V. Vše je provedeno tak, že se rušivé brumy podstatnì zmenší, proto zdroj obsahuje komponenty, které se èasto nevyskytují u bìžných zdrojù. Sí ový transformátor má dvì sekundární vinutí a každé z nich má napìtí 18 V a proud 1 A. Transformátor není vestavìn do stejné skøíòky s pøedzesilovaèem Obr. 4. Schéma zapojení pøedzesilovaèe pro gramofon kvùli redukci brumu a šumu. Pøepínaè k zapínání S1 je pøemostìn R5 a kondenzátory C7/C8 a je uzemnìn pøes C5 a C6. Rezistory R1 až R14 v sérii s diodami D1 až D4 omezují proudový náraz pøi zapínání zdroje. Kondenzátory C1 až C4 efektivnì tlumí šum usmìròovaèe. Kondenzátory pro filtrování usmìrnìného napìtí (C9 a C10) jsou pøemostìny fóliovými kondenzátory C11 a C12 pro zlepšení tlumení vf šumu. Stabilizace napìtí používá stabilizátory IC8 a IC9. Úèinek tìchto regulátorù je zlepšen tranzistory T1 a T2, které pracují jako promìnné Zenerovy diody. Trimry P1 a P2 umožòují jemné nastavení výstupního napìtí. Èleny R12/C15 a R13/C16 jsou dolnopropustní filtry, které zajiš ují prakticky úplnou eliminaci jakéhokoliv šumu ze zdroje. Zdroj napájející relé a kontrolní jednotku je jednoduchý. Výstupní napìtí ze stabilizátoru IC10 je zvýšené Obr. 5. Schéma zapojení lineárního zesilovaèe Obr. 6. Schéma zapojení elektronického potenciometru spojením vývodu zem pøes LED D12. Ta také pracuje i jako indikator zapnutí. Zenerova dioda D11 je ochrana pøi pøerušení diody D12. Z tohoto stabilizátoru se bere i napìtí pro napájení elektronického potenciometru. Stabilizátory IC8 až IC10 se musí upevnit na odpovídající chladiè. Pøedzesilovaè pro gramofon Pøedzesilovaè je urèen ke spojování jednoho ze 2 kvalitních typù pøenosek (MC nebo MD). Rozdíl mezi nimi je ve výstupním signálu. MC dává napìtí 100 až 400 µv, zatímco MD dává signál 2 až 5 mv. Oba typy jsou vhodné pro tento pøedzesilovaè, který má možnost zmìny zesílení. Schéma pøedzesilovaèe je na obr. 4. Vstupní odpor a kapacita se volí pøepínaèem DIP S2. Kondenzátory C5 až C7 zabraòují prùchodu ss složky. Všechny kondenzátory v signálové cestì jsou sestaveny z paralelní kombinace polypropylénového a polystyrénového (nebo MKT) kondenzátoru. Vstupní zesilovaè obsahuje 3 dvojité tranzistory typu MAT02. Jsou to nízkošumové tranzistory s malým ofsetovým napìtím. Napì ový úbytek na diodì D1 je použit jako referenèní napìtí. Tyto 3 tranzistory jsou spojeny paralelnì, protože odpor bází vstupních tranzistorù vyrábí nejvìtší èást teplotního šumu, když zdroj signálu má velmi malou výstupní impedanci. Teplotní šum je zde redukován na asi 67 %. Jiný typ šumu (takzvaný Schottky šum ) je urèen hlavnì proudem kolektoru vstupního tranzistoru. Jinými slovy tento šum se do urèité hranice zmenšuje se vzrùstem kolektorového proudu. Proud kolektoru je v tomto pøípadì nastaven na 1 ma na tranzistor. Ideální hodnota by byla 3 ma (podle výrobce), ale ta zpùsobuje poruchy u aktivní kontroly ofsetu. Proud 1 ma je pøesto dobrým øešením, protože získáme výborný pomìr signal/šum. Kapacita vstupních kondenzátorù C5 až C7 má rovnìž vliv na výsledek šumu. Maximální hodnota mùže být øádu 100 až 200 µf s malým šumem pøi nižších frekvencích. Protože se elektrolytické kondenzátory pro špatné vlastnosti nemohou použít v signálové cestì, øešení je dosaženo 11

12 Obr. 7. Deska s plošnými spoji vstupního pøepínaèe kompromisem mezi kapacitou kondenzátorù a jejich šumovým pøíspìvkem. Jestliže se použije jen MD-zdroj, je jeden tranzistor MAT02 dostaèující. Kolektorový proud tohoto tranzistoru se nyní mùže redukovat na asi 560 µa zvìtšením odporu rezistoru R29. Vstupní sekci tvoøí polovina diferenèního zesilovaèe a druhou polovinu pøedstavuje operaèní zesilovaè IC1. Ten zvyšuje úroveò signálu z kolektoru dvojitých tranzistorù. Negativní zpìtnovazební smyèka R14 až R13, R12 až R17 obsahuje dvojitý pøepínaè DIP (S1a a S1b), kterým se vstupní citlivost mùže nastavit na 0,1; 0,2; 2 a 4 mv. Tímto zpùsobem se umožòuje optimální pøizpùsobování dynamického rozsahu i pomìru signál/šum na výstupním signálu zdroje. Malé hodnoty pro R12 a R17 umožòují udržení šumu na invertujícím vstupu IC1 na minimu. Rozdílem v odporech mezi R5 a R12 až R17 vznikne pomìrnì velké nepotøebné ofsetové napìtí. To je zvláštì nežádoucí pøi používání MC-zdroje, protože tehdy je zesílení vstupní sekce mezi 40 až 46 db. Tento problém se øeší integrátorem IC3, který zajiš uje aktivní korekci ofsetu. Výstupní signál z IC1 se nejprve propouští pøes dolnopropustný filtr R25/C16 s frekvencí 0,3 Hz a potom integruje na integrátoru IC3. Ss napìtí na bázích dvojitých tranzistorù se nastavuje integrátorem IC3 pøes 12

13 Obr. 8. Deska s plošnými spoji zdroje a kontrolní jednotky Obr. 9. Deska s plošnými spoji pøedzesilovaèe pro gramofon R15 nebo R16 (závisí na pozici S1b) na hodnotu, která na výstupu IC1 urèuje 0 V. Protože zdroj napìtí pro IC3 nepøesahuje 30 V, zaøazením rezistoru R35 (6,8 kω) se zmenšuje napájecí napìtí pro IC3 na +10 V. Potøebný proud z IC3 je dosti velký hlavnì kvùli malému odporu rezistoru R17. Výstupní proud musí být 6 až 8 ma pro udržení výstupního napìtí na nule. Zvìtšením odporù ve zpìtné vazbì se zvyšuje také šum vstupní sekce. Pasivní èást preemfáze tvoøí R18, C9, C10 (kondenzátory jsou 1 %, polystyrénové). Výstupní signál z IC1 se vede na neinvertující vstup druhého operaèního zesilovaèe OP27. Záporná zpìtnovazební smyèka obsahuje nf korekce signálu deemfáze. Všechny rezistory ve smyèce jsou ze 2 paralelnì spojených 1% rezistorù. Kondenzátory C12 a C13 omezují ss zesílení operaèního zesilovaèe. I když je zesílení IC2 jen 14 db, propust zapøíèiòuje dodateèné zesílení 20 db pro signály pod 50 Hz. Na vstupu IC2 je možné vynechat kondenzátory, protože automatická korekce ofsetu na vstupu pracuje dobøe, takže na výstupu není ss složka. Napájení jednotlivých èástí jsou oddìlené. Použité filtry se skládají ze dvou elektrolytických kondenzátorù 1000 µf a keramického kondenzátoru 22 nf. Každý elektrolytický kondenzátor je spojen do série s rezistorem s malým odporem. Lineární zesilovaè Kvalita lineárního zesilovaèe je zvláš dùležitá pro pøesnou reprodukci signálu z pøehrávaèe CD, u nìhož je podstatný dobrý dynamický rozsah, velký kmitoètový rozsah a mini- 13

14 Obr. 8a. Rozmístìní souèástek zdroje a kontrolní jednotky mální zkreslení. Jak je už uvedeno, napì ové dìlièe na vstupech slouží k omezení poruch a témìø nezeslabují vstupní signál. Jedinì dìliè na vstupu CD zeslabuje vstupní signál asi na polovinu, protože vìtšina pøehrávaèù CD dává na výstupu signál 1 V. Je tak menší možnost pøetížení v pøípadì maximálního signálu. Schéma lineárního zesilovaèe je na obr. 5. Zesilovaè sestává ze dvou operaèních zesilovaèù na kanál. První obvod IC4 (IC4 ) má zesílení 6 db. Výstupní signál je spojen na druhý zesilovaè pøepínaèem mono/stereo a pøes kontrolu hlasitosti a vyvážení. R40 (R40 ) slouží k zabránìní zkratu výstupu. Každý kanál má vlastní potenciometr vyvážení P1 (P1 ), kterým se vlastnì urèuje úroveò signálu pro potenciometry hlasitosti (P2, P2 ). Druhý obvod IC5 (IC5 ) má zesílení asi 10 db, takže je na výstupu zesilovaèe k dispozici užiteèný signál asi 1,2 V pøi vstupním signálu 200 mv. Na výstupu zesilovaèe jsou vazební kondenzátory. I bez nich bude zesilovaè urèitì pracovat, protože ss složka by nemìla vznikat. Protože se mùže stát, že jeden ze zdrojù signálu pøesto má ss složku, která by se zesílila spolu s užiteèným signálem, doporuèuji pøeci jen tyto kondenzátory použít. Obr. 9a. Rozmístìní souèástek pøedzesilovaèe pro gramofon Výstupy lineárního zesilovaèe jsou spojené pøes kontakty relé ReF, které se zapíná s urèitým zpoždìním, ale vypínají se hned po vypnutí napájení. Rovnìž se okamžitì vypínají i v pøípadì, když se objeví praskání ( klik ) na výstupech. Napájení je úplnì oddìlené stejnì jako u gramofonového pøedzesilovaèe. Každý operaèní zesilovaè se napájí pøes zvláštní rezistor 10 Ω a elektrolytické kondenzátory 1000 µf. Každý je pøemostìn keramickým kondenzátorem 22 nf. Pokraèování pøíštì 14

15 Zabezpeèovací systém Safeguard 1 Ing. Tomáš Frolík Systém Safeguard je urèen pro hlídání a odposlech urèeného prostoru. Základní vlastnosti jsou shrnuty v následujících bodech: možnost dálkové kontroly a ovládání systému; možnost jednoduché administrace základních parametrù systému; zabezpeèení prostoru èidly reagujícími na pohyb; dlouhodobá funkènost bez nutnosti zásahu obsluhy; komfortní a jednoduchá obsluha. Popis èinnosti Na obr. 1 je blokovì naznaèeno propojení základních èástí systému. Po pøipojení všech periferií a zapnutí napájení se uvede systém do provozu. Jeho chování, parametry a ovládání mùže uživatel mìnit nìkolika zpùsoby: - skrytým tlaèítkem; - pøíchozím hovorem (prozvonìním); - odesláním SMS s klíèovým slovem. Tlaèítkem lze mìnit nastavení systému mezi stavy aktivováno èi deaktivováno. Každým stiskem tlaèítka se systém uvede do opaèného stavu, než ve kterém se právì nacházel. Stisk tlaèítka provází akustický signál, podle kterého obsluha pozná, do jakého stavu byl systém stisknutím uveden. Zaznìní tøí krátkých tónù signalizuje okamžitý pøechod do stavu deaktivováno. Jednosekundový tón indikuje zahájení odpoètu pøed uvedením do stavu aktivováno. Toto zpoždìní je zavedeno pro ty pøípady instalace systému, kdy je tlaèítko umístìno tak, že se obsluha po jeho stisku musí pøi opuštìní hlídaného prostoru tímto prostorem pohybovat. Navíc je v této situaci zavedeno znovuzahájení odpoètu v pøípadì detekce pohybu. Obsluha tak není pøi opouštìní prostoru Obr. 1. Pøehledové schéma systému Tab. 1. Seznam klíèových slov omezená pevnì nastavenou hodnotou zpoždìní a díky této vlastnosti mùže opouštìt prostor libovolnì dlouho. Pøibližnì deset sekund pøed zmìnou do stavu aktivováno dává systém akustickým signálem najevo, že se pøiblížil konec odpoètu. Odpoèet lze pøed uvedením do stavu aktivováno zrušit pouze opìtovným stiskem tlaèítka, ve fázi odpoètu nereaguje systém na žádné další zpùsoby ovládání (prozvánìní, SMS). Dalším druhem ovládání je prozvonìní telefonu (software systému pøedpokládá v GSM telefonu použití pøedplacené karty mobilní sítì T-Mobile CZ, jinak by nìkteré funkce nefungovaly korektnì), který je nedílnou souèástí systému. Lze tak mìnit stav systému, odposlouchávat hlídaný prostor èi potvrzovat pøijetí alarmu. Chce-li obsluha zmìnit stav zaøízení, zavolá na telefon a po obdržení kontrolního vyzvánìcího tónu ukonèí hovor do 7 sekund. Systém zneguje svùj stav. Pro rozpoznání, v kterém smìru nastala zmìna, je v pøípadì aktivace hlídání obsluha bezprostøednì po aktivaci prozvonìna systémem nazpìt. V pøípadì deaktivace systém akceptuje zmìnu a nic dalšího neprovádí. Nechá-li volající vyzvánìt hovor déle než 7 sekund, je volání systémem vyzvednuto a obsluha mùže vhodnì umístìným mikrofonem na dálku odposlouchávat støežený prostor. V takovém pøípadì se stav systému nemìní. Posledním zpùsobem je ovládání systému pomocí SMS zpráv. Je to nejkomplexnìjší zpùsob pro ovládání a nastavování systému. Pokyny jsou pøedávány prostøednictvím pevnì daných klíèových slov v textu SMS: Pøi použití tohoto zpùsobu ovládání systému je tøeba dodržet nìkolik zásad. Vždy je tøeba uvést klíèové slovo v daném znìní od zaèátku textové zprávy, pøípadné další znaky jsou ignorovány a pokyn je akceptován. Klíèová slova mohou být napsána v mnoha tvarech, pokud jde o malá/velká písmena (napø. Hlidej, hlidej, HLIDEJ, hlidej atd.), se kterými si systém poradí. V pøípadì klíèových slov s parametrem musí být slovo a parametr oddìleny mezerou, jinak není pokyn korektnì zpracován. Každý požadavek prostøednictvím telefonu (pøíchozí hovor èi pøíchozí SMS) podléhá autorizaci, k ovládání a administraci systému jsou oprávnìna maximálnì tøi telefonní èísla. Tato èísla spolu s dalšími parametry jsou uložena v pamìti øídicího bloku a nejsou modifikovatelná jinak než pøi programování mikroprocesoru nebo prostøednictvím SMS od oprávnìného èísla. Požadavky od neoprávnìných èísel jsou odmítnuty (hovor) nebo ignorovány (SMS). Je-li autorizace pøíchozí SMS vyhodnocena pozitivnì, vyhodnocuje se obsah zprávy a pak následuje požadovaná aktivita. Tab.1 obsahuje seznam všech klíèových slov. První tøi klíèová slova není tøeba dále komentovat, jsou jasná. Parametr zpoždìní, který lze mìnit v kombinaci s klíèovým slovem zpozdeni, se uplatòuje ve dvou provozních stavech zaøízení. Prvním je situace, kdy obsluha stiskem ovládacího tlaèítka spustí pøechod do stavu aktivováno, což již bylo popsáno výše. Druhým pøípadem je situace, kdy je systém aktivován a je detekováno narušení hlídaného okruhu. Systém pøed zahájením alarmu èeká po dobu zpoždìní, nedeaktivuje-li se systém kterýmkoli z možných zpùsobù, a teprve po uplynutí této doby spustí alarmovací sekvenci. Klíèová slova nastav1, nastav2 a nastav3 slouží ke zmìnì oprávnìných telefonních èísel. Èíslo pozice, na kterou je nové èíslo uloženo, má význam pouze pøi alarmovací sekvenci (bude vysvìtleno dále), jinak jsou všechna tøi oprávnìná èísla rovnocenná. 15

16 Klíèové slovo info slouží pro získání informací o stavu a nastavení systému. Systém na tento požadavek reaguje vygenerováním a odesláním SMS zprávy žadateli. Taková zpráva má napø. obsah: Stav: aktivovano 1.cislo: cislo: cislo: kredit 123,45 Kc nabito na 80 %, 123 nabijecich cyklu, zpozdeni 45 s, cell ID 0x50A2 Lze zde nalézt informace o stavu zaøízení, seznam oprávnìných èísel, stav kreditu pøedplacené karty, stav nabití akumulátoru telefonu, poèet dobíjecích cyklù, hodnotu parametru zpoždìní a identifikaci buòky, na které je GSM telefon systému pøihlášen. Touto zprávou systém reaguje i na SMS mìnící jeho nastavení, tj. pøi modifikaci oprávnìného èísla nebo pøi zmìnì zpoždìní. Je-li systém ve stavu aktivováno a je narušen hlídaný prostor, je spuštìna alarmovací procedura. Nejprve systém po dobu danou nastaveným zpoždìním èeká, nenastane-li zmìna do stavu deaktivováno, a to buï stisknutím tlaèítka, nebo prozvonìním od nìkterého z oprávnìných èísel. Nestane-li se tak, je zahájen alarm. Systém provede nìkolikasekundové prozvonìní prvního oprávnìného èísla, pak zavìsí a èeká po dobu zpoždìní, je-li poplach potvrzen, a to buï tlaèítkem, nebo pøíchozím hovorem od prvního oprávnìného èísla. Pøíchozí hovor od druhého èi tøetího oprávnìného èísla je v tomto stavu systémem odmítnut, nebo by se mohl nevìdomì potvrdit alarm. Vyzvedne-li v této situaci volaný Obr. 2. Schéma zapojení hovor, je po tøech sekundách systémem zavìšen a ten èeká na potvrzení alarmu tlaèítkem nebo pøíchozím hovorem. Nepotvrzení alarmu po vyzvednutí je zavedeno z dùvodu vylouèení falešného potvrzení alarmu v pøípadì vyzvednutí hovoru napø. hlasovou schránkou. Po uplynutí zpoždìní systém volá na druhé oprávnìné èíslo a po zavìšení opìt èeká na potvrzení alarmu, a to opìt buï tlaèítkem, nebo od prvního anebo druhého oprávnìného èísla. Není-li potvrzen ani teï, je voláno na tøetí oprávnìné èíslo a opìt probíhá zpoždìní, bìhem nìhož se èeká na potvrzení. Pakliže ani bìhem tohoto intervalu se alarm nepotvrdí, rozešle systém na všechna oprávnìná èísla SMS zprávu s textem: Dne :11:12 bylo detekovano poruseni ochrany! Systém pak zùstává i nadále ve stavu aktivováno a detekují-li pohybová èidla opìt narušení zabezpeèeného prostoru, spustí se další alarmovací procedura. Popis zapojení Schéma zapojení øídicího bloku je na obr. 2. Celý systém je napájen sí ovým zdrojem se stejnosmìrným výstupním napìtím 12 V. Toto napìtí je využito pro napájení pohybových èidel a také k dobíjení akumulátoru telefonu. Jedno èidlo má spotøebu asi 10 ma, dobíjecí proud je nastaven na 200 ma, takže podle poètu èidel je tøeba dimenzovat napájecí zdroj. Øídicím prvkem konstrukce je mikrokontrolér PIC16F88. Jedná se o pokraèovatele populárních PIC16F84 a PIC16F628, se kterými byl vývoj zapoèat, avšak jak aplikace rostla, bylo nutné pøejít na PIC16F88 kvùli jeho 4 kb prostoru pro pamì programu. Jeho pracovní frekvence byla zvolena 4,915 MHz a je nastavena krystalem X1. Tento kmitoèet byl vybrán pro snadné odvození rychlosti komunikace na sériové lince (USART). Zapojení je napájeno z vývodu 4 konektoru telefonu, kam je vyveden plus pól baterie telefonu. Toto øešení bylo zvoleno hlavnì pro nutnost dodržet napì ové úrovnì na sériové lince. Bìhem vývoje systému pøi pokusech s nezávislým napájením bloku øízení komunikace na sériové lince nefungovala spolehlivì. Vzhledem k zvýšení odbìru z baterie telefonu byl pøi realizaci kladen dùraz na co nejmenší spotøebu celého zapojení, èehož bylo dosaženo jak vhodným obvodovým øešením, tak i využitím možností procesoru (funkce sleep ) pøi vývoji programu. Nakonec bylo v klidovém stavu zaøízení, což je nejèastìjší provozní situace, dosaženo odbìru 600 µa. GSM telefon je coby zaøízení komunikující se svým okolím bezdrátovì, tj. prostøednictvím elektromagnetických vln, silným rušivým zdrojem pro elektroniku v bezprostøedním okolí. Tyto problémy bylo tøeba øešit pøedevším kvùli zajištìní spolehlivé komunikace øízení s telefonem po sériové lince, která byla bez øešení tohoto problému pro velkou chybovost nepoužitelná. Rušení se povedlo odstranit zaøazením filtrù LC na datové vodièe sériové linky a dále zaøazením tlumivek do napájecích vodièù mezi telefonem a øídicím blokem. Jedná se o souèástky L1, L2, L3, L4, C3, C4 a C5. Kvùli zajištìní co nejmenší spotøeby zapojení bylo pøi vývoji programu využito funkce uspání procesoru. V tomto režimu významnì klesá odbìr. Ze sleep stavu mùže být procesor vyveden pouze událostí zvanou pøerušení. Tìch je u použitého procesoru nìkolik druhù a toho je využito pro urèení pøíèiny probuzení procesoru a spuštìní patøièné obslužné procedury nastalé události. Jaké události tedy mohou nastat? - Pøerušení od komparátoru - využito pro detekci stisku ovládacího tlaèítka. Komparátor má v použité konfiguraci vývody 1 a 18. Na vývodu 18 je nastaveno napìtí dìlièem složeným z R6 a R7 na Ucc/2. Vývod 1 je rezistorem R2 napì ovì vázán na Ucc. Stiskem Tl1 je vývod 1 pøizemnìn, komparátor zmìní svou výstupní úroveò a vyvolá tím pøerušení. - Pøerušení od RB7/4 - využito pro detekci sepnutí kontaktu pohybového èidla. Hlídací smyèka v zabezpeèovacích zaøízeních bývá obvykle realizována jako uzavøená (s rozpínacím kontaktem). V této konstrukci byla zvolena smyèka se spínacím kontaktem, a to pro menší proudový odbìr celého systému. Toto pøerušení je povoleno pouze v pøípadì, kdy je systém ve stavu aktivováno. - Pøerušení INT od externího zdroje - využito pro detekci aktivity na sériové lince. Vývod 8 je z hlediska procesoru vstupem pro data vysílaná telefonem po sériové lince. Zmìna stavu logické úrovnì na tomto vstupu však nedokáže vyvést procesor ze stavu sleep. Pro probuzení je proto využito externí pøerušení vyvedené na vývod 6. - Pøerušení od pøeteèení watchdog timeru - v rámci konfigurace bìží v procesoru nezávislý interní èítaè, který jednou za zhruba 268 sekund (nenastane-li døíve jiná událost) zpùsobí spuštìní bìhu programu od zaèátku. Tento mechanis- 16

17 mus je implementován kvùli péèi o stav nabití akumulátoru telefonu a také pro zlepšení dlouhodobé stability celé aplikace. Jak již bylo nìkolikrát zmínìno, øídicí blok má kromì jiného na starost dohlížet na stav nabití akumulátoru telefonu. Tuto informaci získává øídicí obvod pomocí pøíkazu at v úvodní sekci programu, kde mimo to probíhá inicializace øídíciho bloku a nastavení modemu telefonu. V pøípadì potøeby je zahájeno dobíjení. Tato úvodní sekce programu se díky pravidelným restartùm periodicky opakuje každých 268 sekund. Inicializace trvá zhruba 3 sekundy, v prùbìhu kterých jsou blokovány všechny možnosti ovládání. Tento mechanismus je zaveden kvùli ochranì proti úplnému vybití akumulátoru a s tím souvisejícím vypnutím telefonu, kdy by byla funkce systému pøerušena a k jejímu obnovení by bylo tøeba zásahu obsluhy. Z dùvodu optimální péèe o akumulátor není tento trvale nabíjen, ale po úplném nabití je zdroj nabíjecího proudu vypnut a zapnut je teprve po poklesu zbývající kapacity na 20 %. Zdroj dobíjecího proudu je realizován obvodem LP2951 (IO2). Napìtí 12 V je vedeno pøes diodu D3, která slouží pouze jako ochrana proti pøepólování pøi instalaci, na vstup obvodu a kolektor tranzistoru T1. Ten je zde použit kvùli potøebì vìtšího nabíjecího proudu, než je maximální povolený proud interního výstupního tranzistoru IO2. Vývod 3 obvodu slouží k ovládání výstupního napìtí logickými signály. Rezistor R8 slouží k vázání vývodu 3 na Ucc. V dobì, kdy probíhá úvodní konfiguraèní sekvence mikroprocesoru, není na vývodu 7 definovaná úroveò logického signálu a na výstupu by se tak objevovalo doèasnì výstupní napìtí. Tomu zamezí použití R8. Odporový trimr R5 slouží k nastavení nabíjecího proudu. Obr. 3. Deska s plošnými spoji (2 : 1) Obvodové øešení je pøipraveno pro programování mikroprocesoru pøímo v zapojení. Kvùli tomu je v zapojení dioda D1, která zabraòuje objevení se programovacího napìtí (asi 14 V) v napájení obvodu Ucc. R3 je použit pro vázání vývodu 4 (externí nulování IO1) na Ucc. Vývod 8 konektoru telefonu je uzemnìn. Telefon se tím pøepne do režimu osobní handsfree, kdy je vypnut vestavìný mikrofon a reproduktor a je aktivováno použití externího mikrofonu, který je v systému využit. Deska s plošnými spoji Øídicí èást je vzhledem k hardwarové jednoduchosti realizována na jednostranné desce s plošnými spoji (obr. 3). Pøi realizaci byly použity pøedevším klasické souèástky s drátovými vývody, je zde však i nìkolik souèástek pro povrchovou montáž (cívky L1 až L4 a IO2). Vzhledem k návrhu desky je tøeba u IO2 v zapojení nepoužitý vývod 2 ulomit, protože pod ním vede vodivá cesta. Uvedení do provozu Pøed uvedením systému do provozu je tøeba nejprve rozmístit na vhodná místa skryté tlaèítko, mikrofon a pohybová èidla a pøipravit rozvody. Pøi použití více pohybových èidel jsou tato vzhledem k použité koncepci otevøené smyèky propojena paralelnì, takže ke pøipojení libovolného poètu èidel k øídicímu bloku postaèí 4žilový kabel. Výstup ze zdroje napìtí 12 V je využit jednak pro napájení pohybových èidel a jednak pro dobíjení akumulátoru telefonu. Výstup zdroje s napájenými èástmi je vhodné propojit ve Sv1a a Sv1b. Dále je tøeba nastavit nabíjecí proud akumulátoru telefonu. Originální nabíjeèka dodává pøi nabíjení proud kolem 500 ma, což není pro baterii pøíliš ohleduplný režim. Jelikož pøi nabíjení v této aplikaci není v žádném pøípadì kladen dùraz na rychlost nabití, byl zvolen dobíjecí proud 200 ma. Emitor tranzistoru T1 je podle schématu zapojení pøipojen na vývod 3 konektoru telefonu, pøes který je akumulátor nabíjen. Na desce je toto propojení pøerušené a jsou na ní umístìny dva kontakty z precizní objímky. Tyto zdíøky lze po nastavení proudu snadno vhodným drátkem propojit a pøemostit tak pøerušení. K desce pøipojíme napájecí zdroj 12 V na svorkovnici Sv1a a Sv1b, mikroprocesor neosadíme a doèasnì propojíme pozice 5 a 7 jeho vývodù. Zapne se tak zdroj pro dobíjení akumulátoru. Podle voltmetru nastavíme trimrem R5 jeho výstupní napìtí na asi 4 V. Pak zapojíme ampérmetr a pøipojíme telefon. Necháme nìkolik desítek sekund ustálit nabíjecí proud a poté pøistoupíme k nastavení dobíjecího proudu na asi 200 ma. Tuto hodnotu je vhodné nastavovat v situaci, kdy je akumulátor telefonu nabit podle signalizace telefonu na 20 až 40 procent. Po nastavení proudu je nutné pøerušení plošného spoje pøemostit. Pak už lze pøistoupit ke spuštìní ostrého provozu systému. Doporuèený postup pro spuštìní systému je nejprve pøipojit všechny periferie, pak pøipojit napájení celého zaøízení a nakonec pøipojit telefon. Vzhledem k možnostem a vlastnostem chování pøedplacené služby Twist je tøeba pamatovat na pravidelné prodlužování platnosti SIM karty. Podle souèasných pravidel je tøeba minimálnì jednou za 12 mìsícù prodloužit kredit o dalších 12 mìsícù - dobitím, jinak SIM karta pøestává fungovat. 17

18 Mechanické provedení Pøíklad mechanické realizace systému je vidìt na obr. 4. Zaøízení je vestavìno ve vìtší plastové skøíòce umístìné na nenápadném místì na stìnì bytu pod stropem. Skøíòka kryje sí ovou zásuvku a krabici, do které jsou svedeny Tab. 2. Obsah EEPROM Obr. 4. Ústøedna rozvody od pohybových èidel. Ke tranzistoru T1 je pøišroubován chladiè z Al plechu o rozmìrech 32 x 25 mm, protože pøi dobíjení by se tranzistor bez chladièe znaènì pøehøíval a hrozilo by jeho poškození. Pro získání konektoru k telefonu a vhodného mikrofonu pro odposlech zabezpeèeného prostoru znamenitì poslouží pùvodní osobní handsfree sada k telefonu. Mikrofon byl vestavìn do jednoho z pohybových èidel (obr. 5). Citlivost mikrofonu z handsfree sady na vzdálenost nìkolika metrù není pøíliš velká, ale pro rozpoznání nepatøièných zvukù v zabezpeèeném prostoru postaèí. Propojovací kablík mezi øídicím blokem a telefonem je na stranì plošného spoje zapájen a mechanicky zafixován k desce pøišroubovaným kovovým hranolem s výøezem, na druhém konci je pøipojen systémový konektor telefonu. Propojení vývodù 1 a 8 telefonu (viz. schéma zapojení) je vhodné uskuteènit právì v konektoru. Pohybových èidel lze v kombinaci se systémem použít libovolné množství a propojit jejich poplachové kontakty paralelnì. Soupis souèástek Admin1 1. oprávnìné tel. èíslo v národním formátu (ASCII) Admin2 2. oprávnìné tel. èíslo v národním formátu (ASCII) Admin3 3. oprávnìné tel. èíslo v národním formátu (ASCII) Doè. èíslo na této pozici se ukládá telefonní èíslo, které se naposledy pokusilo pøistupovat do systému Délka kreditu poèet platných znakù informace o kreditu (HEX) Kredit informace o kreditu (ASCII) Zpoždìní parametr Zpoždìní (ASCII) Stav baterie informace o stavu nabití akumulátoru (ASCII) SysFlag1 uloženy informace o stavu systému 0. bit interní použití 1. bit alarm je deaktivován, 1 - alarm aktivní 2. bit výchozí stav, 1 - detekováno porušení ochrany 3. bit výchozí stav, 1 - provádìna interakce s prvním èíslem 4. bit výchozí stav, 1 - provádìna interakce s druhým èíslem 5. bit výchozí stav, 1 - provádìna interakce s tøetím èíslem 6. bit výchozí stav, 1 - potvrzení o pøijetí alarmu od oprávnìného èísla 7. bit výchozí stav, 1 - dobíjení baterie reg. Flag1, reg. Flag2, reg. Flag3 uloženy informace o stavu systému 0. bit výchozí stav, 1 - odeslána alarmová SMS na èíslo, èeká se na potvrzení o jejím pøijetí 1. bit výchozí stav, 1 - timeout pro pøijetí potvrzení o doruèení SMS èi negativní potvrzení od èísla 2. bit interní využití 3. bit - nevyužito 4. bit - nevyužito 5. bit - nevyužito 6. bit - nevyužito 7. bit - nevyužito Den, Mìsíc, Rok, Hodina, Minuta, Sekunda uložení èasové informace o narušení hlídaného prostoru (ASCII) CellID identifikace buòky, na které je telefon pøihlášen (ASCII) Dob. cykly informace o poètu dobíjecích cyklù akumulátoru telefonu (ASCII) Zpoždìní po ukonèení dobíjení poèet cyklù (1 cyklus ~ 268sekundový interval), o které bude prodlouženo dobíjení akumulátoru poté, kdy telefon indikuje 100% nabití R1, R2 68 kω R3 2,2 kω R4 4,7 kω R5 500 kω, trimr 64Y R6, R7, R8 82 kω C1, C2 15 pf C3 100 nf C4 1 nf C5, C6 100 pf L1 až L4 10 µh, SMD D1 1N4148 D2 KY130/80 T1 TIP110 IO1 PIC16F88 I/P IO2 LP2951 SO8 X1 QM 4,915 MHz Bz1 KPE242 Sv1 ARK550/2EX (4 ks) Tl1 P-DT6BL Precizní objímka DIL18PZ Konektor RSH02-05W Osobní handsfree Siemens S25/S35/S45 Mobilní telefon Siemens C35/M35/S35 Pohybové èidlo JS-10 Harmony Krabice U-KP15 Program pro procesor si lze stáhnout na Obr. 5. Pohybové èidlo s mikrofonem 18

19 Poèítadlo s Hallovou sondou a funkcí automatického vypnutí Technické údaje Napájecí napìtí: 7 až 20 V. Napájecí proud: max. 100 ma. Spínací výstup: 5V/25mA. Metoda snímání: bezkontaktní snímání (optoelektronické, magnetické ) Zpùsob èítání: Inkrementální/dekrementální (pøepínatelné). Rozsah èítání: 0 až Zaruèovaný kmitoèet èítání: 1kHz. Popis zapojeni Vzhledem k pùvodnímu cíli konstrukce vestavìt zaøízení pøímo do navíjeèky není navržen napájecí zdroj. K nápájení mùže být použit zásuvkový adaptér nebo jakýkoliv jiný zdroj, který má na výstupu stejnosmìrné napìtí 7 až 20 V. To je pak v zaøízení stabilizováno na napìtí 5 V, kterým se napájí veškerá logika i displej. Jádrem konstrukce je mikrokontrolér PIC16F84A, což je jeden z nejpovedenìjších èipù od firmy Microchip. Obsahuje 1 kb FLASH, 68 B vnitøní Josef Hájek Tato konstrukce vznikla pùvodnì jako poèítadlo otáèek navíjeèky transformátorù, tzn. poètu navinutých závitù. Její univerzálnost ji však pøedurèuje k širšímu využití, po výmìnì Hallovy sondy za svìtelnou závoru ji lze aplikovat jako poèítadlo výrobkù na bìžícím pásu, po drobné zmìnì programu v mikrokontroléru jako otáèkomìr apod. RAM a 68 B EEPROM. V tomto zapojení je taktován krystalem o kmitoètu 4MHz. Z dùvodu nedostatku I/O pinù procesoru je k dekódování a zobrazení èisla na dipleji použit pøevodník Ten má v pøípadì aktivovaného segmentu na výstupu úroveò H, tzn. že je tøeba použít displej se spoleènou katodou. Výstupy IC2 spínají pøes omezovací rezistory R1 až R7 jednotlivé segmenty displejù. Tranzistory T1 až T4 slouží k multiplexu displejù DIS1 a DIS2. Èítací jednotka je ovládána tlaèítky. Tlaèítko S4 (RESET) slouží k úplnému resetu do výchozího stavu v jakémkoliv okamžiku bìhu zaøízení. Tlaèítka S1 (PLUS), S2 (MINUS), S3 (SET) slouží k vlastnímu nastavení èítání. Ke tlaèítkùm nejsou pøipojeny žádné pull-up rezistory, protože je mikrokontrolér obsahuje uvnitø a lze je programovì pøipojit na PORTB. Prvotní úroveò vstupu IN je dána pull-down rezistorem R13. Pull-down zapojení vstupu je dáno výstupem magnetického èidla MH1SD1, které má výstup s otevøeným emitorem a které bylo pro zaøízení primárnì urèeno. Pøívod k èidlu by mìl být co nejkratší. V pøípadì, že je poèítadlo nebo èidlo v blízkosti zaøízení generujícího nežádoucí rušení (napø. elektromotor), použijeme stínìný kabel. Výstup je pouze logickým signálem 5 V/25 ma, který se objeví pøi spuštìní a vypne pøi ukonèení èítání. Podle charakteru použití konstrukce lze na výstup pøipojit relé na 5 V, optoèlen, optotriak apod. Bezkontaktní èidlo Jako bezkontaktní magnetické èidlo je použita Hallova sonda MH1Sx1. Jsou dvì varianty tìchto obvodù. MH1SS1 má statický výstup, na kterém je úroveò L nebo H podle toho, zda je v blízkosti magnet nebo ne. MH1SD1 je stejná souèástka, ale na výstupu se objeví jen impulz s délkou desítek až stovek mikrosekund. Zapojení vývodù pouzdra MH1Sx1 je na obrázku. Šipka zobrazuje smìr magnetického toku tak, aby jej sonda zaznamenala. Je jedno, na který z obou výstupù zaøízení napojíme. Oba jsou funkènì identické, tedy emitory výstupních tranzistorù. Stejné obvody, ale v menších pouzdrech jsou MH3SS2 a MH3SD2. Obvody MH1Sx1 bývaly používány ve starých klávesnicích, proto není tìžké je sehnat v bazaru se staršími PC komponenty. I koupit je samozøejmì lze, kontakt na prodejce je na konci tohoto èlánku. Aby èidlo zaruèenì reagovalo na magnet, musí být vzdálenost èidla od magnetu pokud možno minimální. Tato vzdálenost samozøejmì závisí také na síle magnetu a je potøeba ji odzkoušet. Samozøejmì lze v zapojení použít jakékoliv jiné èidlo s výstupem ošetøeným proti zákmitùm (napø. svìtelnou závoru), jen je však potøeba adekvátnì upravit zapojení rezistoru R13 MH1SD1 4 GND 3 +5 V 2,1 výstupy Obr. 1. Zapojení poèítadla s Hallovou sondou 19

20 na vstupu. R13 lze zapojit i na Vdd jako pull-up, pøípadnì vypustit jej úplnì, pokud je k tomu výstup èidla pøizpùsoben. Pro vlastní funkci zaøízení to nemá prakticky žádný význam, jde hlavnì o to, aby úroveò na vstupu IC1 byla v každém okamžiku jasnì dána. Konstrukce Protože je tato konstrukce již relativnì složitá, je na desce s plošnými spoji nìkolik drátových propojek. Je nutné nejdøíve osadit tyto propojky, protože nad nimi jsou osazeny nìkteré další souèástky. Jedna z propojek je i pod rezistory R8 až R11, a proto je vhodné pøi jejich osazování nechat pod nimi mezeru minimálnì 1 mm. K tomu lze dobøe použít úzký proužek kuprextitu, kterým se rezitory podloží pøi pájení, a po jeho odstranìní pak budou všechny rezistory ve stejné výšce. Pro pøipojení desky do zaøízení slouží klasické poèítaèové lámací vidlice. Jako protikusy k nim lze použít dutinkové lišty nebo na nì lze pøímo pájet pøívodní kablíky. Krystal Q1 v pouzdøe HC49U je na desce umístìn naležato nebo lze použít krystal v nízkém pouzdøe HC49U/S. Obvod 4511 je možno zapájet pøímo do desky, mikrokontrolér je však vhodné vložit do precizni objímky, aby jej bylo možné v pøípadì potøeby pøeprogramovat. Oživení Pøed zapnutím napájení je nejdøíve nutno zkontrolovat desku ze strany spojù, zda nìkde není zkrat, zejména cesty mezi vývody integrovaných obvodù. Dále pak zkontrolujeme správnou polaritu elektrolytických kondenzátorù, správné umístìní integrovaných obvodù a tranzistorù. Zaøízení by pak mìlo fungovat prakticky na první pokus. Pokud se na displeji rozsvítí nuly a èíslice úplnì napravo bliká, je konstrukce úspìšnì oživena. Obr. 2 a 3. Deska s plošnými spoji poèítadla (79 x 74 mm) a rozmístìní souèástek Obr. 4. Fotografie osazené desky poèítadla (mírnì odlišná verze desky) Mikrokontrolér PIC16F84A je nutno pøed použitím naprogramovat. Jednoduchých programátorù na sériový port je na internetu uvedeno mnoho, na jeden s ovládacím SW pod OS Windows uvádím na konci èlánku odkaz. Pøípadnì také mohu naprogramovaný mikrokontrolér zaslat poštou. Popis ovládání Obvod se ovládá tlaèítky +, -, SET a RESET. Po zapnutí napájení se na displeji zobrazí nuly a bliká první èíslice zprava. Pomocí + a - nastavíme první èíslici. Následovným stiskem SET se posuneme na další cifru a postupnì tak nastavíme požadované èíslo. Po nastavení poslední èíslice se celý displej rozbliká, nyní lze tlaèítky + nebo - nastavit inkrementální (na displeji bliká 0000) nebo dekrementální (na displeji bliká nastavené èíslo) režim èítání. Inkrementální režim funguje tak, že pøi každém impulzu z èidla se postupnì pøièítá jednièka, dokud se nedosáhne požadovaného èísla. Pøi dekrementálním režimu se pøi impulzu jednièka odeèítá až k nule. Následovným stiskem SET se sepne výstup a je umožnìno èítání vstupních impulzù. Po dokonèení èítání výstup vypne a rozbliká se displej. Seznam souèástek R1 až R7 150 Ω R8 až R11, R13 4,7 kω R12 10 kω C1, C2 22 pf C3, C4100 nf C5, C6 10 µf T1 až T4BC546 Q1 4MHz IC1 PIC16F84A IC IC3 78L05 DIS1, DIS2 HD-K123 S1 až S4DT6 Jednoduchý programátor PIC pro sériové rozhraní PC je napø. na Zde lze stáhnout i schéma a desku s pl. spoji ve formátu Eagle. Program do mikrokontroléru je na Mohu také zaslat již naprogramovaný PIC16F84A za 200 Kè + dobírka. Kontaktní pepahajek@seznam.cz. Hallovu sondu MH1Sx1 je možné sehnat napø. na ostatní souèastky jsou bìžnì dostupné napø. v GM Electronic nebo v EZK. 20