/
Текст
I------------------------------------------1
I international fournal I
! of amateur and professional electronics !
I радио ।
; ПпешпопЬ;
| 05(243)/2011 |
I Издается с января 1991 г. I
I Учредитель и издатель журнала: I
. ИЧУП "РАДИОЛИГА" .
Журнал зарегистрирован
' Министерством информации '
I Республики Беларусь I
I (свид. о гос. per. СМИ № 684 от 12.10.2009 г.). |
I Главный редактор I
НАЙДОВИЧ О.М.
Редакционный совет:
I АБРАШ Р.В. I
I БАДЛО С.Г. I
। БЕНЗАРЬ В.К. ।
I ГУЛЯЕВ В.Г. I
| КОВАЛЬЧУК С.Б. |
. НАЙДОВИЧ В.М. .
I ЧЕРНОМЫРДИН А.В. ।
1 Оформление 1
| СТОЯЧЕНКО С.Б. |
I Директор журнала I
I НАЙДОВИЧ В.М. I
I Адрес для писем: I
Беларусь, 220015, г. Минск-15, а/я 2
I Address for correspondence:
' p/о box 2, Minsk-15, 220015, Belarus '
E-mail: rl@radioliga.com
I http://www.radioliga.com/ |
I Адрес редакции: I
I Минская обл.. Минский р-н, I
пос. Привольный, ул. Мира, 20-10
I Тел./факс (+375-17) 251-70-86 I
' Подписано к печати 20.05.2011 г. '
| Формат60x84/8 8 усл. печ. л. |
I Бумага газетная. |
1 Печать офсетная. 1
. Отпечатано в типографии .
I ООО "ЮСТМАЖ", I
I г. Минск, ул. Калиновского, 6, Г 4/К, ком. 201. I
Лицензия 02330/0552734 от 31.12.2009 г.
I Заказ №664 I
I Тираж 1500 I
। Цена свободная. .
Все права закреплены. Любая часть данного издания
I не может быть воспроизведена в какой бы то ни было ।
I форме без письменного разрешения редакции жур- I
нала. При цитировании - ссылка на журнал обяза-
' тельна. 1
| Рукописи не рецензируются и не возвращаются. По- |
зиция редакции может не совпадать с мнением авто-
1 ров публикаций. 1
| Редакция имеет право использовать опубликован- |
I ные в журнале материалы для переиздания в любом |
1 виде - печатном и электронном, с указанием авто- 1
| ров, включая статьи, присланные в журнал и защи- |
I щенные авторскими правами. I
1 Редакция не несет ответственности за содержание и 1
| авторски™ оформительский стиль рекламных публи- |
I каций и объявлений. I
[ Редакция оставляет за собой право вступать в пере-
I писку с авторами и читателями по усмотрению. I
' © Радиолюбитель ।
В номере
С МЕСТА СОБЫТИЙ
2 Елена Бадло, Сергей Бадло. BEST-2011.
Всеукраинские инженерные соревнования. Отчет
ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ
5 Новости от Cisco Systems
6 Новости от C-NEWS
АВТОМАТИКА
8 Сергей Зелепукин. Микроконтроллерный программируемый
таймер-терморегулятор МПТТ-1
АУДИОТЕХНИКА
13 Вадим Пузанов. Домашний высококачественный однотактный усилитель мощности
на лампах 6С19П и 6П31С
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
18 Гуськов В.А, Почепнев А.М. Автоматическое зарядное устройство
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
22 Елена Бадло, Сергей Бадло. Индикатор активности винчестера
МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
25 Алексей Филипович. Альтернативная прошивка набора NM8036.
Часть первая: Часы-термометр
МАСТЕР КИТ
30 Сергей Шереметьев. Устройство отладки USB-гаджетов
32 Сергей Слепнев. Универсальное USB-устройство МР724
29 МР2896 - Встраиваемая микросистема: FM, USB, SD, ДУ, часы / будильник. LED дисплей
31 EK-001 - FM радиоприёмник - радиоконструктор - раскраска ЧУДО КИТ
31 ЕК-003 - Стереофонический УКВ, FM тюнер - не детский радиоконструктор - раскраска
ЧУДО кит
39 NR01 - Набор начинающего радиолюбителя
“РЛ” - НАЧИНАЮЩИМ
35 Александр Ознобихин. Стартовая площадка
41 Евгений Москатов. "Электронная техника. Начало”
РАДИОПРИЕМ
44 Василий Гуляев. В ожидании развития событий
РЛ ТЕХНОЛОГИИ
47 Владислав Находов. Регулятор напряжения для “выжигателя”
49 Сергей Воронков. Об особенностях единичного и мелкосерийного изготовления
моточных изделий и узлов
52 Владимир Коновалов, Александр Вантеев. Технология защиты электрооборудования
от токов утечки
ТЕЛЕФОНИЯ
54 Александр Секториан. Как за неделю стать телефонным оператором:
знакомство с IP-АТС Asterisk
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
57 Роман Абраш. Книга по работе с WinAVR и AVR Studio
ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
60 Михаил Бараночников. Полупроводниковые магнитоуправляемые
интегральные схемы СССР. Серия К1116КП. Справочные данные
60 Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП8
60 Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП9
61 Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП10
61 Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП11
КНИЖНАЯ ЛАВКА
РНТБ предлагает новые издания
62 Радиодело
63 КУПЛЮ, ПРОДАМ, ОБМЕНЯЮ
64 “РЛ” - ИНФО
На первой странице обложки:
Общее фото участников инженерных соревнований BEST -2011
Подписка на журнал предлагается всеми отделениями связи.
Подписной индекс по каталогу БЕЛ ПОЧТА 74996 1
Подписной индекс по каталогу БЕЛСОЮЗПЕЧАТЬ 74996 1
Подписной индекс по каталогу РОСПЕЧАТЬ 74996 |
Подписной индекс по каталогу АРЗИ 99153 ।
Подписной индекс по каталогу ИНТЕРПОЧТА 3800 J
fl С МЕСТА СОБЫТИЙ fl
Елена Бадло, Сергей Бадло
г. Запорожье
http://raxp.radioliga.com
| С 11 по 15 апреля 2011 года в Запорожье, Львове и Виннице
| прошли всеукраинские инженерные соревнования BEST. Как
представители журнала «Радиолюбитель» и «программист»,
мы с радостью приняли приглашение организаторов данного
। мероприятия и представляем вашему вниманию краткий отчет
I по первым трем этапам соревнований...
BEST-2011.
Всеукраинские инженерные соревнования. Отчет
Основной целью Соревнований является продвижение инженерной мысли в Украине путем создания благоприятных
условий для ее возникновения и развития. С их помощью студенты могут испробовать свои силы и реализовать свои
идеи в качестве будущих инженеров в нестандартной обстановке.
В этом году Инженерные Соревнования BEST*
представляли собой мероприятие локального характера
и проходили в Запорожье на базе запорожского Нацио-
нального технического университета (ЗНТУ), а также во
Львове и Виннице. Участники соревновались командами
по 4 человека, по 6 команд в каждой из категорий.
Формат мероприятия включал 2 категории:
1. Team Design - командное проектирование. Ре-
шение технической задачи, удовлетворяющей предва-
рительно заданным параметрам с ограничением в ма-
териалах и времени.
2. Case Study - решение аналитической задачи,
детальное исследование какого-либо объекта, пробле-
мы, процесса.
* Справка.
Организатором Соревнований является международная
студенческая организация BEST - Board of European
Students of Technology - Совет студентов технических
университетов Европы (www.BEST.eu.org). BEST - неком-
мерческая, некоммерционная и неполитическая организация,
включающая 89 локальных групп в 30 странах Европы и яв-
ляется связующим звеном между студентами, университе-
тами и компаниями. BEST активно развивает студентов в
трех направлениях: дополнительное образование, привле-
чение к учебе и поддержка карьерных возможностей.
Рис. 2. Фото представителей жюри (слева-направо):
глава профкома А. Иванченко, ректор университета
Беликов Сергей Борисович и члены жюри
15 апреля состоялось официальное закрытие ме-
роприятия, где были продемонстрированы результа-
ты трехдневной работы команд обеих категорий. На
закрытии также присутствовали: ректор ЗНТУ Бели-
ков Сергей Борисович, глава профкома студентов,
аспирантов и докторантов ЗНТУ Иванченко Андрей, а
также преподаватели, которые являлись представите-
лями жюри и, разумеется, представитель нашей ре-
дакции (см. рис. 2-4).
Рис. 3. Фото с организаторами соревнований
(слева-направо):
Сергей Бадло и Артем Степанченко
(пресс-секретарь соревнований)
2
U Радиолюбитель - 05/2010
{ С МЕСТА СОБЫТИЙ J
Рис. 5. Фото с первого дня соревнований
В первый день для участников были проведены
тренинг-сессии по презентационным навыкам. Таким
образом, у них была возможность испытать себя в си-
туации, когда следует четко и логично представлять
свои идеи на публику. В аналитической категории
Case Study каждый день было новое задание, реше-
ние которых каждая из шести команд представляла в
конце дня. Задания касались социальных и культур-
ных вопросов города и страны в целом.
Первым заданием было спроектировать велосипед-
ную стоянку на территории университета (см. рис. 5).
Второе задание - дебаты, в которых каждой паре
команд была выдана определенная тема, и две точки
зрения относительно каждой. Командам необходимо
было аргументировано отстаивать свою позицию.
Темы были такие: «Болонская или альтернативная ей
система образования», «Современные технологии в
жизни: за и против», «Язык вещания местного теле-
видения: государственный или региональный».
Третье задание - создание проекта по решению
проблемы бездомных животных. В разработке проек-
тов командам необходимо было не только просчитать
маркетинговую стратегию, но и адекватно обьяснить
свое решение на счет источников финансирования,
реализуемости и эффективности проектов. Креатив-
ные и необычные идеи тоже учитывались. Среди су-
дей было три преподавателя ЗНТУ, что значительно
3
Радиолюбитель - 05/2010 |]
fl С МЕСТА СОБЫТИЙ fl
увеличило серьезный подход к решению задания со
стороны команд, а также повысило сам статус мероп-
риятия.
В категории Team Design командам необходимо
было из картона, двух двигателей, батарейки, верев-
ки, колес и других подручных материалов сконструи-
ровать грузо-подъемный механизм, который в экстре-
мальных условиях смог бы перенести ядерный реак-
тор из зоны поражения в безопасную (см. рис. 6).
Презентация работ (см. рис. 7).
И краткий видеообзор с мероприятия [1...8].
Первое место в категории Team Design получи-
ла команда «Кроме Пчел» (см. рис. 8).
В категории Case Study первое место досталось
команде «Trump That»: Алина Карапетян, Олег Попель,
Юлия Клюшник и Юлия Бирюкова (факультет эконо-
мики и управления).
Рис. 8. Фото победителей соревнований -
команда «Кроме пчел» (слева-направо):
Сергей Субботин, Виталий Грицай, Егор Погожин
и Роман Ведерников
(факультет информационных технологий
и радиоприборостроительный факультет)
Заключение
Победители текущих соревнований примут участие в следующем национальном этапе - «ЭКСПЕРТ», которое
пройдет в Виннице на базе Винницкого национального технического университета 24-27 мая этого года. От
лица всей редакции желаем успеха ребятам! „
РХ
Ресурсы
1. Видео с первого этапа соревнований - http://video.yandex.Ua/users/best-zp-2011/view/1
2. Видео с первого этапа соревнований в категории «Team Design» - http://video.yandex.Ua/users/best-zp-2011/view/2
3. Видео с третьего этапа соревнований. Вводного слово ректора ЗНТУ -
http://video.yandex.ua/users/best-zp-2011/view/3
4. Видео с третьего этапа соревнований. Презентация команды Start-Up -
http://video.yandex.ua/users/best-zp-2011/view/4
5. Видео с третьего этапа соревнований. Презентация команды Steel 45 -
http://video.yandex.ua/users/best-zp-2011/view/5
6. Видео с третьего этапа соревнований. Казус при презентации - http://video.yandex.Ua/users/best-zp-2011/view/6
7. Видео с третьего этапа соревнований. Награждение за участие - http://video.yandex.Ua/users/best-zp-2011/view/8
8. Видео с третьего этапа соревнований. Объявление результатов - http://video.yandex.Ua/users/best-zp-2011/view/9
4
U Радиолюбитель - 05/2010
fl ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ fl
• 111 111 •
CISCO
Cisco - мировой лидер в области сетевых технологий, меняющих способы человеческого
общения, связи и сотрудничества.
Информация о решениях, технологиях и текущей деятельности компании публикуется
на сайтах www.cisco.ru и www.cisco.com
Будущее совместной работы
На протяжении последней четверти века старший
вице-президент, генеральный менеджер подразделе-
ния Cisco по разработке решений для совместной
работы Барри О’Салливан (Barry O’Sullivan) стал
очевидцем не одной технологической революции. По
его мнению, перемены, произошедшие за последние
пять лет, превосходят все, что было достигнуто за
предыдущие два десятилетия:
“Главным движущим фактором перемен стала так на-
зываемая консумеризация информационных технологий,
то есть превращение ИТ в привычный атрибут повседнев-
ной жизни. Сегодня люди хотят общаться друг с другом в
любом месте в любое время с помощью любого устрой-
ства, а не только с помощью терминалов, выданных рабо-
тодателем.
В 2011 году мы, наконец, вошли в эпоху, которую зна-
менитый программный архитектор Рэй Оззи (Ray Ozzie)
окрестил “посткомпьютерным миром”, где восприятие и ис-
пользование технологии происходит совершенно новыми
способами. В основе этого - совместная работа с такими
характеристиками, как мобильность, социальные сети, ви-
зуальные технологии и виртуализация. Сегодня каждый
третий работник умственного труда в США выполняет свои
профессиональные обязанности с помощью социальных
сетей. К 2012 году 34 процента мировой рабочей силы бу-
дут составлять мобильные работники. Еще через год доля
видео в общем объеме сетевого трафика составит 90 про-
центов. А к 2014 году 20 процентов корпоративных сотруд-
ников будут пользоваться виртуальными настольными си-
стемами. Уже сегодня объем продаж смартфонов и план-
шетных компьютеров превосходит сбыт традиционных на-
стольных ПК и ноутбуков, а первое место среди операци-
онных систем для смартфонов занял Android.
Характер совместной работы радикальным образом из-
менился вследствие крушения традиционного монолитно-
го мира персональных компьютеров. Сегодня нас окружа-
ет огромное число разнообразных приложений, операци-
онных систем и устройств, работающих в облачной инф-
раструктуре и частных сетях. Люди хотят получать единый
набор функций, независимо от своего местоположения и
типа доступа, а это порождает немало проблем. Cisco го-
това принять этот вызов, ибо решение такого рода про-
блем в первую очередь зависит от сети.
В последнее время целый ряд технологий перекочевал
из мира домашнего в мир корпоративно-офисный. К при-
меру, среди домашних пользователей растет популярность
социальных сетей, и появилось целое поколение сотруд-
ников, воспитанных на этой технологии и не желающих об-
ходиться без нее на рабочем месте.
По моему убеждению, на смену традиционным сред-
ствам вроде электронной почты придут более удобные для
бизнеса социальные системы. К их числу относится Cisco
Quad - платформа, предоставляющая функции социальных
сетей корпоративным пользователям. Эта платформа от-
лично защищена и интегрирована с деловыми и коммуни-
кационными приложениями наших заказчиков. Cisco уста-
новила Quad для своих сотрудников, и теперь это реше-
ние под названием Integrated Workforce Experience (IWE)
обеспечивает обмен данными и совместную работу всем
сотрудникам компании. Каждое утро они входят в рабочее
пространство MyView точно так же, как миллионы людей
начинают свой день с того, что заходят на Facebook. В ре-
зультате Cisco удалось заменить множество сообщений
email такими средствами совместной работы, как посты,
видео и обмен документами.
Видео быстро становится привычной нормой. Оно на-
чинает выполнять ту же роль, что и традиционная телефо-
ния, становясь столь же распространенным средством свя-
зи. Каждое оконечное устройство, которое мы теперь со-
здаем: телефон, дисплей или планшетный компьютер, - бу-
дет по умолчанию поддерживать видео. Мы вообще боль-
ше не станем разрабатывать новые устройства для бизне-
са без видеофункций, и связано это, опять-таки, с консу-
меризацией информационных технологий.
Большинство наших конкурентов имеют сильный про-
дукт в какой-то одной области: видео, голос или Интернет.
Наш же архитектурный подход сводит все эти продукты в
единую сеть, поддерживающую все - от видео до конфе-
ренц-связи и корпоративной телефонии. Сеть совершен-
ствует совместную работу, придавая ей мобильный, соци-
альный, визуальный и виртуальный характер.
Открытая совместимая сетевая архитектура Cisco со-
единяет приложения и устройства с услугами совместной
работы (такими как учет местоположения и присутствия,
составление расписаний и календарное планирование,
разметка метаданных) и услугами медиасетей (транскоди-
рованием и транскрибированием видеоматериалов и ав-
томатическим распознаванием). Кроме того, наша архи-
тектура поддерживает такие сетевые функции, как мобиль-
ность, информационная безопасность и качество услуг.
Заказчик может подключать к этой архитектуре самые
разные приложения, IP-телефоны, планшетные компьюте-
ры Cius, оконечные устройства TelePresence, а также уст-
ройства iPad, iPhone и многое другое.
Наш архитектурный подход приносит немалую пользу
партнерам Cisco, желающим предоставлять своим заказ-
чикам полные решения и гибко сочетать разные решения,
совместимые с Microsoft и Polycom и поддерживающие ус-
луги WebEx на устройствах iPad и Android. Поскольку же
Cisco уделяет особое внимание совместимости и взаимо-
действию, наши партнеры могут предложить заказчикам
наилучшие решения.
Во втором квартале 2011 финансового года1 бизнес
Cisco в области совместной работы вырос в годовом ис-
числении на 37 процентов. Мы ожидаем не меньших успе-
хов и в 2012 финансовом году. Мы уже занимаем первое
место на рынках решений TelePresence, веб-конференций
и передачи голоса на предприятиях и рассчитываем сохра-
нить это лидерство.
Кроме того, мы ожидаем множество интереснейших ин-
новаций. Мы будем поддерживать видео высокого разре-
шения на WebEx - лучшей в отрасли платформе для со-
вместной работы, работающей по принципу “программное
обеспечение как услуга” (SaaS). В 2012 финансовом году
мы ждем много новых разработок в области видео от тех-
нологического подразделения TelePresence, планшетных
компьютеров Cius, виртуализации настольных систем, ре-
шений для хостинга и совместной работы. Это будет уди-
вительный год!”.
1 Завершился 29 января.
5
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
---------------------------------D ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ d----------------------------------------------------------
...от http://www.c-news.ru/
Светодиоды на хлоре сделают телевизоры дешевле
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index science.shtml?2011/04/20/437352
Хлор - один из самых дешевых и доступных галогенных газов. Обычно он используется для дезинфекции воды, но слой хлора в
один атом толщиной может совершить революцию в технике и позволит создать следующее поколение плоских дисплеев и освети-
тельных приборов.
Группа ученых из Университета Торонто нашла простой способ использования хлора для производства перспективных OLED-
дисплеев (OLED - органический светодиод), что позволит резко снизить сложность их производства и одновременно повысить эф-
фективность работы.
Используя слой хлора всего в один атом толщиной, исследователи покрыли им стандартный электродный материал (оксид индия
и олова), который в настоящее время применяется в плоских дисплеях. Слой хлора создает эффективную электропроводящую среду,
которая позволяет обойтись без ряда дорогостоящих слоев, которые приходится наносить в традиционных OLED-устройствах. По
словам разработчиков, их метод нанесения хлора с помощью ультрафиолетового света оказался на удивление прост и не требует
применения ядовитого газообразного хлора.
Органические светодиоды известны своей высокой эффективностью преобразования электричества в световое излучение, од-
нако обычные OLED с увеличением яркости начинают терять эффективность. Команда ученых испытала свои “хлорные” светодиоды
и выяснила, что, по сравнению с обычными OLED, эффективность CL-OLED при очень высокой яркости более чем в два раза выше.
Таким образом, использование хлора помогло предотвратить “падение” КПД светодиодов при росте яркости. CL-OLED поставили
рекорд эффективности - 50% при 10000 кд/м2 (обычный дневной свет имеет яркость примерно 8000 кд/м2).
Новая технология исключает из производственного процесса целый ряд сложных покрытий, которые наносятся на современные
OLED-матрицы. Это позволит сократить расходы на производство и в конечном итоге снизит стоимость перспективных OLED-диспле-
ев, которые сегодня находят все большее применение в производстве телевизоров, портативных компьютеров, “стеклянных” кабин
самолетов, источников освещения и т.д.
Ученые придумали новое средство маскировки
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index science.shtml?2011/05/04/438974
Исследователи из Северо-западного университета (США) создали новый вид маскировочного материала, который может делать
объекты невидимыми в терагерцевом диапазоне. Хоть это изобретение не превратится в плащ-невидимку для человеческого глаза,
оно имеет большое значение в области диагностики, безопасности и связи.
Терагерцевый диапазон излучения, который находится между ИК и СВЧ, исторически игнорируется промышленностью, поскольку
эти частоты слишком высоки для электроники. Однако многие органические соединения имеют резонансные терагерцевые частоты,
а значит - могут быть хорошо видны с помощью терагерцевого сканера. Кроме того, сканеры этого диапазона пригодны для замены
различных средств дистанционного досмотра, например рентгеновских установок, просвечивающих багаж в аэропорту.
Маскировочный материал, разработанный учеными Северо-Западного института, основан на изготовленном на микроскопичес-
ком уровне градиентном материале, который может изменять отражение и преломление света. Люди в основном идентифицируют
объекты всего по двум особенностям: форме и цвету. Чтобы сделать объект невидимым, надо уметь манипулировать светом таким
образом, чтобы поверхность объекта не поглощала и не отражала излучение. Для того, чтобы управлять светом терагерцевой часто-
ты, ученые разработали на атомном уровне особый метаматериал. Полоска материала длиной 10 мм покрыта крошечными призма-
тическими структурами и имеет микроскопические отверстия, значительно меньшие длины терагерцевых волн. Благодаря этому,
особым образом происходит преломление света, что делает невидимым все, что расположено под нижней поверхностью призм.
Метаматериал с уникальными свойствами был создан с использованием техники, называемой электронной микростереолитогра-
фией. Его суть состоит в проецировании данных с помощью проектора на жидкий полимер с последующим преобразованием слоя
жидкости в тонкий твердый сплошной слой необходимой формы.
Ученые не ставили перед собой цель создать плащ-невидимку и не собираются разрабатывать аналогичный материал для види-
мой части спектра. Однако этот эксперимент дает понимание того, в каком направлении можно работать в деле создания материа-
лов, управляющих распространением света.
В настоящее время исследователи планируют сосредоточиться на работе в противоположном направлении: изготовлении линзы
для терагерцевых волн.
Зарядку литий-ионных аккумуляторов радикально ускорили
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index science.shtml?2011/04/06/435340
На 241-м Национальном собрании Американского химического общества (ACS) ученые из Университета Колорадо продемонстри-
ровали прототип новой литий-ионной батареи с трехмерной внутренней архитектурой. От обычных аккумуляторов новейшая разра-
ботка отличается быстрой зарядкой, большой емкостью и длительным сроком службы.
Современные литий-ионные аккумуляторы в мобильных телефонах, ноутбуках и т.п. заряжаются несколько часов. Это слишком
долго, когда речь идет об электромобиле с запасом хода менее 150-200 км - на электрозаправке придется ждать в несколько раз
больше времени, чем займет поездка.
Новый литий-ионный аккумулятор перезаряжается за несколько минут, что позволит заряжать электрические автомобили также
быстро, как заполнять бак бензинового авто. Прототип нового типа аккумуляторов размером с батарею сотового телефона заряжа-
ется за 12 минут - в 10 раз быстрее современных аналогов. Также он может выдержать в два раза большее количество зарядок/
разрядок.
Выдающихся характеристик удалось добиться, коренным образом изменив внутреннее устройство батареи. Обычные литий-
ионные аккумуляторы состоят из графитового анода (отрицательного электрода), литиевого катода (положительного электрода) и
электролита, который разделяет электроды. Обычно электроды расположены несколькими стопками. В процессе заряда/разряда
ионы лития (электрически заряженные частицы лития) путешествуют от графитового анода через электролит к катоду лития и обрат-
но. Такая конструкция имеет серьезные недостатки: ограниченный срок службы из-за ряда химических реакций и медленную зарядку/
разрядку, связанную с опасным разогревом аккумулятора.
6
U Радиолюбитель - 05/201 1
----------------------------------D ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ D-------------------------------------------------------------
Команда ученых из Университета Колорадо заменила графитовый анод на нанопровода из антимонида меди, металлического
материала, состоящего из меди и сурьмы. Нанопровода, каждый из которых имеет длину около 1/50 тыс. ширины человеческого
волоса, имеют огромную площадь поверхности и могут хранить в единице объема в два раза больше ионов лития, чем такое же
количество графита. Они также химически более стабильны, чем графит, и могут работать при более высокой температуре. Нанопро-
вода плотно пакуются в трехмерную структуру (напоминающую щетку с густой щетиной), покрываются тонким слоем электролита, а
затем “традиционным” литиевым катодом. Новый аккумулятор имеет больше лития на единицу объема, чем традиционный, благода-
ря чему при равной емкости новый аккумулятор будет легче и тоньше. Также кроме быстрой зарядки разработчики обещают вдвое
больший срок службы, что особенно актуально для электромобилей, срок эксплуатации которых рассчитан минимум на 10 лет.
Редокс-аккумуляторы запасают “чистую” энергию
httD://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index science.shtml?2011/04/08/435625
“Зеленая” энергия, при всех своих преимуществах, имеет один серьезный недостаток - нестабильное количество вырабатывае-
мой энергии. Фотоэлектрические электростанции вырабатывают минимум энергии ночью, а ветряные турбины останавливаются,
когда стихает ветер. Именно поэтому для обеспечения бесперебойной работы электросети требуются устройства для промежуточно-
го хранения значительного количества электроэнергии. Одно из наиболее обсуждаемых решений - использование для этой цели
электрических автомобилей. Однако эксперты сходятся во мнении, что этого будет недостаточно и необходимо создавать крупные
стационарные хранилища, которые смогут накапливать мегаватты энергии.
В настоящее время ученые из Института Фраунгофера разрабатывают крупномасштабную систему хранения электричества на основе
технологии, известной как проточный редокс-аккумулятор. Долгосрочная цель заключается в создании батареи размером с гандбольную
площадку с выходной мощностью 20 МВт, которая смогла бы обеспечить энергией примерно 2000 домохозяйств долгой зимней ночью.
Пока работа в начальной стадии - прототипы разработки крупнейших лабораторий Института Фраунгофера имеют выход несколько
киловатт. На Ганноверской выставке исследователи демонстрируют 2-кВт проточный редокс-аккумулятор.
Несмотря на невысокие мощности, сама технология демонстрирует надежную работу. Проточный редокс-аккумулятор использует
жидкий электролит на основе ванадия, который попеременно принимает и выпускает электроны вдоль протонообменной мембраны. Прин-
цип работы батареи заключается в способности ванадия находиться в кислотном растворе в четырех разных состояниях окисления. При
закачивании “разного” ванадия в камеру, разделенную мембраной, начинаются химические реакции, которые изменяют заряд ионов и,
соответственно, вырабатывают ток. Теоретически такие батареи очень надежны и долговечны, к тому же у них есть необычное “побочное”
свойство - перезарядку можно осуществлять сменой электролита, что удобно для использовании в электротранспорте.
Главным препятствием для совершенствования редокс-аккумулятора является создание достаточно большой и эффективной
протонообменной мембраны. Современные прототипы имею мембрану, сравнимую по площади с листом бумаги формата А4. Для
мегаваттных батарей нужен размер минимум формата АО (85x120 см).
В настоящее время ученые проводят моделирование, которое должно помочь обеспечить равномерный проход ванадиевого элек-
тролита по всей площади таких больших мембран, а также подбирают новые материалы для более эффективного и надежного
процесса.
По мнению исследователей, сегодня уже можно производить редокс-батареи с выходом до 80 кВт, а 20-кВт прототип планируется
запустить в эксплуатацию в конце следующего года. Немецкие ученые надеются, что мегаваттная планка будет взята через пять лет.
Вживленный чип позволяет инвалиду управлять компьютером уже 1000 дней
http://rnd.cnews.ru/natur science/news/line/index science.shtml?2011/03/28/433799
Ученые опубликовали отчет об успешной работе мозгового имплантата - сенсора, который позволяет управлять различными
устройствами полностью парализованной женщине.
Как заявляют исследователи, она сохранила способность управлять курсором компьютера при помощи мысли на протяжении
1000 дней после вживления электродов (и проблем пока не предвидится). Это демонстрирует долговечность имплантатов для созда-
ния интерфейсов мозг-компьютер.
В настоящее время есть два подхода, позволяющих взаимодействовать с миром полностью парализованным людям. Первый из
них основан на обработке их энцефалограммы - суммарной активности коры больших полушарий мозга, считываемой при помощи
чувствительных электродов с поверхности головы. Преимуществом такого метода является его неинвазивность - пациенту не требу-
ется ничего вживлять, достаточно надеть шапку с электродами. Но до сих пор не удалось разработать алгоритмы, которые бы позво-
лили выделять из энцефалограммы надежного сигнала с достаточным числом степеней свободы. Надежно удается регистрировать,
в основном, ответы типа “да/нет”.
Другой подход требует вживления электродов в часть коры мозга, но зато позволяет считывать активность либо отдельных
нейронов, либо их небольших групп. В итоге получается система с большей степенью управляемости и надежности. Brain Gate - одна
из таких систем, разрабатываемая командой ученых из университета Брауна, Масачусетской общей больницы и других учреждений.
Финансирование они получают не только от здравоохранительных организаций, но и от военного агентства DARPA.
В своей статье, вышедшей в Journal of Neural Engineering, исследователи описывают вживление и длительное использование
подобного устройства. Кремниевый чип с электродами, размером с таблетку, был вживлен в моторную часть коры пациентки, у
которой из-за инсульта в спинном мозге развилась тетраплегия - неспособность мозга посылать сигналы ни конечностям, ни голосо-
вым связкам. Через 1000 дней после вживления электрода ученые провели ряд тестов, чтобы оценить его функционирование. Жен-
щина выполнила ряд заданий, в которых нужно было навести курсор мышки и кликнуть по некоторому объекту при помощи вообра-
жаемых движений своей руки. Первое задание состояло в том, чтобы переводить курсор к целям, расположенным по кругу и выби-
рать их по очереди. Во втором задании ее попросили следить за движением цели с меняющимся размером. Успешность выполнения
заданий составила 91%.
“Доказательство жизнеспособности идеи, что женщина, которая не может управлять конечностями и не способна говорить, спустя
1000 дней после вживления электродов может надежно управлять курсором на компьютерном экране, используя лишь намерение
двигать рукой, - важный шаг во всей области”, - считает Ли Хочберг (Leigh Hochberg), профессор неврологии в Гарвардской медицин-
ской школе, возглавлявший испытания системы BrainGate. Помимо управления курсором, подобные устройства применяются для
управления механизированным колясками, протезами и любыми другими устройствами, дающими контакт с окружающим миром.
Исследователи, сообщают, что некоторые из электродов перестали принимать сигналы от нервных клеток. Причины тут лишь
инженерные, полагают они, и надеются в дальнейшем улучшить систему.
7
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
Сергей Зелепукин
г. Орёл
E-mail: sgreen.lab@gmail.com
АВТОМАТИКА И---------------------------
Не секрет, что многие технологические процессы представля-
ют собой комплекс взаимосвязанных цепочек, часто объеди-
няющих различные операции, связанные между собой по
нескольким физическим параметрам. Из школьного курса
нам известны такие понятия, как изобара, изохора, изотерма
и пр. Мы также видим, что практически все физические явле-
ния, наблюдаемые в окружающей среде, связаны разными
физическими параметрами, и именно эта связь делает наш
мир настолько разнообразным, интересным и даже, порой,
сложно непредсказуемым. Сказанное побуждает нас к тому,
что при создании различных систем автоматического регули-
рования нельзя ограничиваться управлением одним физичес-
ким параметром, а следует комплексно подходить к решению
поставленной задачи, максимально разносторонне решая
задачу управления различными физическими параметрами. В
продолжение тематики устройств на базе 8-bit контроллеров
предлагается вашему вниманию прибор, совмещающий в себе
функции таймера и регулятора температуры, выполненный на
базе уже всем известного контроллера фирмы “Microchip”.
Микроконтроллерный
п ро гра мми ру еллы й
та йллер-терлло регулятор МПТТ-1
Перед началом изложения мы
задаемся базовой концепцией из-
делия - это максимально возмож-
ные метрологические характеристи-
ки изделия по двум физическим па-
раметрам - температура и время,
естественно, в экономически разум-
ных пределах. Сказанное позволя-
ет нам исключить излишнюю эконо-
мию на комплектующих, но вместе
с тем мы не должны забывать и об
экономических показателях изделия
для того, чтобы оно могло иметь не
только академический или, иначе
сказать, образовательный смысл, но
и было вполне рентабельно при из-
готовлении. Данное умозаключение
относится не только к этому изде-
лию, но в принципе является осно-
вой конструирования в любой отрас-
ли промышленности.
Далее рассмотрим прибор более
детально. Изначально мы будем
считать, что он предназначен для
формирования выдержек времени
в диапазоне от 0,5 с до 9999 часов
и автоматического двухпозицион-
ного регулирования температуры в
диапазоне от -50°С до +400°С в си-
стемах управления технологически-
ми процессами электротеплового и
холодильного технологического
оборудования в составе сушильных
шкафов и камер, зерносушилок, си-
стем отопления, автоклавов, водо-
грейных бойлеров, аппаратов выпа-
ривания, термопластавтоматов, од-
нокомпрессорных стационарных
среднетемпературных холодильных
машинах и агрегатах, а также в со-
ставе других единиц технологичес-
кого оборудования.
Основные технические характеристики таймера-терморегулятора:
Диапазоны задания выдержек времени для канала “Таймер”:
- мс,_____________________________________________________________________________от 500 до 5000;
- с,________________________________________________________________________________от 1 до 9999;
- мин,______________________________________________________________________________от 1 до 9999;
- часы,_____________________________________________________________________________от 1 до 9999;
Дискретность индикации и установки задания, ед. диапазона
для канала “Таймер”_________________________________________________________________1 (5 для мс);
Средняя основная погрешность формирования выдержки времени
для канала “Таймер”, с_________________________________________________________±1»10'3»Т + 0,0125;
где Т - установленная выдержка времени, выраженная в секундах.
Задержка запуска (отмены) отсчета относительно внутренней (внешней) команды
управления для канала “Таймер”, мс___________________________________________________________100;
Время повторной готовности к отсчету времени в режиме “по включению
электропитания прибора” для канала “Таймер”, с_______________________________________________5;
U Радиолюбитель - 05/201 1
-----------------------------О АВТОМАТИКА И--------------------------------------------------
Тип сенсора, подключаемого к прибору для канала “Регулятор”___________________БОМ или 50П или
_____________________________________________________________________________100М или 10ОП
или РП 00;
Примечание: группа сенсоров по НСХ, подключаемых к прибору, определяется его исполнением.
Диапазон регулируемых температур канала “Регулятор” для сенсора:
-_______________________________________________________________________________БОМ или 100М с а = 0,00428 °C'1, °C____________________________________________от -50 до +200;
-_______________________________________________________________________________50П или 10ОП с а = 0,00391 °C'1 или РП 00 с а = 0,00385 °C'1, °C_______________от -50 до +400;
Вводимая поправка погрешности сенсора и измерительной схемы по
образцовому термометру________________________________________________________________±10 °C;
Дискретность вводимой поправки________________________________________________________0,1 °C;
Диапазон задания зоны возврата для канала “Регулятор”, °C__________________________-25 4- +25;
Дискретность индикации и установки температуры
для канала “Регулятор”, °C______________________________________________________________0,1;
Основная приведенная погрешность контроля температуры
(без учета погрешности сенсора) канала “Регулятор” для сенсора:
- БОМ или 100М с а = 0,00428 °C'1, % 0,5;
- 50П или 100П с а = 0,00391 °C'1 или РПОО с а = 0,00385 °C'1, %________________________0,25;
Длина линии связи 2-х/З-х проводная экранированная при сопротивлении
каждой из жил 0,1/5 Ом для канала “Регулятор”, не более, м____________________________ 2/300;
Диапазон питающих напряжений для основного канала
энергообеспечения частотой 50 или 60 Гц_______________________________________от 185 до 242 В;
Диапазон питающих напряжений для резервного канала
энергообеспечения постоянного тока______________________________________________от 11 до 15 В;
Потребляемая мощность по основному каналу энергообеспечения, В*А________________________2,8;
Потребляемая мощность по резервному каналу энергообеспечения, Вт___________________________1;
Климатическое исполнения УХЛ 3.1, но для работы в диапазоне температур____________-20 4- +50 °C;
Режим работы прибора:
- программно выключенное состояние;
- только регулятор температуры;
- только таймер;
- одновременная работа таймера и регулятора температуры с независимыми настройками выполняемых функций;
- совместная работа таймера и регулятора температуры с функцией управления отсчетом времени по
значению регулируемой температуры.
Закон регулирования температуры для канала “Регулятор”:
- двухпозиционный одноступенчатый.
Режим регулирования температуры:
- “Охладитель” или “Нагреватель”.
Режим исполнения выдержек времени для канала “Таймер”:
- автогенератор;
- автогенератор с заданием числа периодов;
- задержанный ждущий одновибратор;
- задержка активизации командного канала;
- ждущий одновибратор.
Режим запуска отсчета выдержки времени для канала “Таймер”:
- при включении электропитания прибора;
- по внешнему каналу управления;
- по внутреннему запуску с клавиатуры.
Скажем сразу, что общая кон-
цепция построения прибора по
функциональным узлам аналогич-
на ранее описанному прибору
МПТР-1, но в прибор МПТТ-1, до-
полнительно, добавлен субмодуль
внешнего старта. Структурная схе-
ма МПТР-1 приводится в [1]. Тай-
мер-терморегулятор представляет
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
собой блок, состоящий из 2-х сбо-
рочных единиц: “А1” - модуль кон-
троля и управления,“А2”- модуль
индикации и клавиатуры. Приве-
дем перечисление субмодулей при-
бора: “САО” - субмодуль аналого-
вой обработки сигнала (модуль
“А1 ”), “СПУ” - субмодуль процес-
сорного управления (модуль “А1 ”),
“СВС” - субмодуль внешнего старта
(модуль “А1 ”), “СВУ” - субмодуль
внешнего управления (модуль “А1 ”),
“СЭП” - субмодуль электропитания
(модуль “А1 ”), “МИ и К” - модуль ин-
дикации и клавиатуры (модуль “А2”).
Схемотехнически прибор выполнен
по классической схеме с примене-
нием однокристальной микроЭВМ
fl АВТОМАТИКА
типа PIC18F2523. Ее спецификацию
можно скачать на сайте производи-
теля “Microchip” [2]. Отметим, что это
один из немногих 8-bit контролле-
ров фирмы “Microchip”, оснащенный
12-bit АЦП, что в принципе и делает
его выдающимся в своем семействе.
На рис. 1 приведена структурная схе-
ма прибора, на рис. 3 - электричес-
кая принципиальная.
Далее рассмотрим состав прибо-
ра по модулям и субмодулям.
Субмодуль “САО”. Субмодуль
аналоговой обработки. Входит в
состав модуля “А1”.
Субмодуль МПТТ-1 значитель-
но отличается от примененного в
приборе МПТР-1. Принципиальное
отличие заключается в нескольких
ключевых моментах. Во-первых:
“САО” не выполняет первичную ап-
паратную линеаризацию функции
передачи сенсора; во-вторых: он
оснащен генератором стабильного
тока, а не токозадающим резисто-
ром; в-третьих: в качестве базово-
го напряжения используется не +5V
“бортового стабилизатора” питания
прибора, а источник высокоста-
бильного опорного напряжения
+4.096V, построенный на базе спе-
циализированной микросхемы; в-
четвертых: схема построена так,
чтобы обеспечить компенсацию со-
противления линии связи сенсора
и прибора; в-пятых: универсальная
схема “САО” сделана так, что по-
зволяет ее использовать совмест-
но с сенсорами 5-ти НСХ, изменяя
только значение 2-х токозадающих
резисторов. Для
упрощения проце-
дуры описания
схемы “САО” при-
ведем ее упро-
щенное изображе-
ние (см. рис. 2).
По упрощен-
ной схеме видно,
что “САО” состо-
ит из четырех
функционально
законченных кас-
кадов, при этом
3-й и 4-й каскад
оборудованы пас-
сивными фильт-
рами 1-го порядка
по аналогии с
прибором МПТР-1. Отметим также,
что схема МПТТ-1 не имеет фильт-
ров с применением электролити-
ческих конденсаторов, а это позво-
ляет нам утверждать, что она бу-
дет иметь долговременную ста-
бильность параметров.
Описание схемы необходимо на-
чать с анализа технических характе-
ристик используемого сенсора. Далее
по тексту, для простоты восприятия,
мы опустим понятие чувствительный
элемент и будем вести описание в це-
лом по сенсору. Для более детального
ознакомления с терминологией необ-
ходимо изучить ГОСТ Р 8.625 [3]. Из-
начально мы принимаем, что прибор
рассчитан на работу совместно с 5-ю
типами сенсоров по НСХ, среди них
обязательно должен быть представ-
лен стандартный, применяемый в
промышленности-это РПОО и 100П.
Модуль А1:
САО - субмодуль аналоговой обработки;
СПУ - субмодуль процессорного управления;
СВС - субмодуль внешнего старта;
СЭП - субмодуль электропитания;
СВУ - субмодуль внешнего управления;
Модуль А2:
МИ и К - модуль индикации и клавиатуры. р^с
Технология изготовления сенсоров
позволяет получать их 2-мя способа-
ми: 1 -й - бифилярной навивкой пла-
тиновой проволоки, 2-й - методом
напыления в вакууме. Каждый из
способов производства имеет свои
плюсы и минусы. Первый метод
предъявляет минимальные требо-
вания к технологии производства,
но получаемые сенсоры очень до-
роги, второй метод предъявляет
высокие требования к технологии
производства(вакуумное напыле-
ние, лазерная доводка и т.д.), но
получаемые сенсоры имеют экст-
ремально низкую цену при велико-
лепных характеристиках. Следует
отметить, что сенсоры, получае-
мые навивкой, более устойчивы в
части электрических и механичес-
ких перегрузок, да и просто проще
в производстве из-за достаточно
Генератор стабильного тока
Компенсатор линии связи Масштабный усилитель
Смещающий масштабный усилитель
10
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl АВТОМАТИКА fl
R6...R13
иидикмюроб с 'OK' 0 юдую Ю
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
11
fl АВТОМАТИКА fl
больших размеров в отношении к на-
пыленным, кроме того диапазон из-
мерительных токов для них находит-
ся в пределах от 1 до 10 мА, а для на-
пыленных- от 0,1 до 1 мА, т.е. нельзя
четко определить, какой именно сен-
сор лучше или хуже. Характеристики
по перегрузке и практичность наибо-
лее актуальны при применении их в
составе спецтехники. Цена и компак-
тность - в изделиях общепромышлен-
ного назначения.
В нашем случае при проектиро-
вании прибора мы должны учесть
возможность применения обеих ти-
пов сенсоров, а для выполнения
этого требования измерительный
ток, протекающий через сенсор, не
должен превышать значения 1 мА,
т.е. мы получили вторую отправную
точку - измерительный ток, а пер-
вая - это типы сенсоров по НСХ.
Далее приведем формулы для
расчета НСХ, которые взяты из
ГОСТ Р8.625:
Для Pt 100
Для диапазона измерений от
минус 200°С до 0°С:
R = RJ1 +At + Bt2 + C(t - 100 °C) t3]
(1)
Для диапазона измерений от
0°С до 850°С:
R,= RC(1 + At + Bt2), (2)
где Rt- сопротивление ТС, Ом,
при температуре t, °C,
Ro- номинальное сопротивление
ТС, Ом, при температуре 0°С.
Значения постоянных следующие:
А = 3,9083 10~3 °C'1;
В = -5,775 10-7 °C2;
С = -4,183 ia12oc^.
Для 50П или 100П
Для диапазона измерений от
минус 200°С до 0°С:
R = Rc[1 +At + Bt2 + C(t- 100 °C) t3]
(3)
Для диапазона измерений от
0°С до 850°С:
R,= RC(1 +At + Bt2), (4)
где Rt- сопротивление ТС, Ом,
при температуре t, °C,
Ro- номинальное сопротивление
ТС, Ом, при температуре 0°С.
Значения постоянных следующие:
А = 3,9690 10~3 °C1;
В = -5,841 1а7оС-2;
С = -4,330 ia12 °C-4.
Для 50М или 100М
Для диапазона измерений от
минус 180°С до 0°С:
R = RO[1 +At + Bt(t+6,7 °C) + Ct3].
(5)
Для диапазона от 0°С до 200°С:
R = RC[1+At], (6)
где R(- сопротивление ТС, Ом,
при температуре t, °C;
Ro- номинальное сопротивление
ТС, Ом, при температуре 0°С.
Значения постоянных следующие:
А = 4,28 10~3 °C1;
В = -6,2032 10~7 °C2;
С = 8,5154 10™ °C3.
Для выполнения расчетов гене-
ратора стабильного тока (ГСТ) у нас
есть все необходимые исходные
данные. В качестве ГСТ применим
ОУ, включенный в режиме диффе-
ренциального усилителя. За основу
возьмем схему, приведенную в [4].
Изначально для обеспечения
постоянства выходного тока, т.е.
бесконечности выходного сопро-
тивления ГСТ необходимо, чтобы
выполнялось равенство 7:
R2 * (R5 + R6)= R1 * (R3 + R4) (7)
Выходной ток приведенного
ГСТ вычисляется по формуле 8:
1/ffl/(R3 + R4)
R2*R6
(8)
Обратим внимание на то, что
для применяемого ГСТ должны вы-
полняться два условия, необходимые
для его нормальной работы: 1 - для
обеспечения бесконечности выход-
ного сопротивления ГСТ (имеется в
виду идеальная модель ГСТ, к кото-
рой следует стремиться), необходи-
мо, чтобы все элементы обвязки име-
ли минимальный допуск по точнос-
ти, 2 - при расчете элементов обрат-
ной связи необходимо следить за
тем, чтобы напряжение на выходе ОУ
не приближалось к точке насыщения
при максимальном значении Rt.
Дополнительно, о чем следует
сказать, что изменить выходной
ток ГСТ возможно простым изме-
нением номинала токозадающих
резисторов R4 и R6. При установ-
ке их равными 1,21 кОм, схема спо-
собна работать с сенсорами БОМ
или 50П, в настоящее время редко
используемыми, но все же еще су-
ществующими.
Далее рассмотрим компенсатор
линии связи, который выполнен на
втором каскаде (В канал ОУ). На-
пряжение на выходе ОУ в КТЗ вы-
числяется по формуле 9:
Ц =Ц _(и )*— (9)
r\ I о г\ 12 \ г\ 11 г\ 12 / 7 '
Из формулы 9 видно, что для
того, чтобы получить полную ком-
пенсацию линии связи, необходи-
мо, чтобы частное от R10 и R7
было равно 1. Такое возможно, ког-
да оба эти резистора будут иметь
одинаковый номинал. В реальных
условиях приблизится к требуемо-
му условию возможно только при
малом значении допуска по сопро-
тивлению на указанные резисторы.
Дополнительно в данный каскад
введена функция контроля линии
связи на обрыв, которая реализу-
ется простой установкой резисто-
ра R9, выполняющего роль элемен-
та “подтягивающего” неинвертиру-
ющий вход ОУ к GND на момент об-
рыва этой линии. Делителем, обра-
зуемым из Rl и R9, можно пренеб-
речь потому, что его соотношение
1:124000 (5 Ом и 620 кОм).
Литература
1. Сергей Зелепукин. Микроконт-
роллерный программируемый термо-
регулятор МПТР-1. - Радиолюбитель,
№1/2011, стр. 8-11.
2. httD://www.microchiD.com
3. Нормативная документация.
ГОСТ Р 8.625 - 2006. Термометры со-
противления из платины, меди и нике-
ля. Общие технические требования и
методы испытаний. Москва. 2007.
4. Гутников В.С. Интегральная элек-
троника в измерительных устройствах.
2-ое изд., пер. и доп. - Л.: Энергоато-
миздат, 1988, 304 с.
Продолжение в №6/2011
12
U Радиолюбитель - 05/201 1
--------------D АУДИОТЕХНИКА
Домашний высококачественный
однотактный усилитель мощности
на лампах 6С19П и 6П31С
Вадим Пузанов
г. Брянск
E-mail: v-puzanov@ya.ru
Продолжение. Начало в №4/2011
Теперь приступим к рассмотрению особенностей
схемы.
В первую очередь необходимо отметить очень боль-
шую суммарную емкость конденсаторов фильтра анод-
ного источника (19100 мкФ). Дело в том, что “энерге-
тическая вооруженность” такого источника позволяет
без всяких проблем воспроизводить очень громкие им-
пульсные сигналы без просадки анодного напряжения.
Кроме этого, резонансная частота источника пи-
тания
F = 1/2,т 4LC
где L - индуктивность дросселя блока питания в
Генри,
С - емкость фильтра в Фарадах,
при таких емкостях, оказывается достаточно низкой.
Есть мнение, что для правильного тонального балан-
са в басу, она должна быть минимум раз в 5, а лучше
в 10, ниже самой нижней рабочей частоты выходного
трансформатора. В моем случае частота резонанса
блока питания около 0,5 Гц, а нижняя частота выход-
ного трансформатора 5 Гц. Т.е. условие выполняется.
И, что тоже важно, при таких емкостях уровень фона
минимален (практически трудно определяем).
Известный конструктор ламповых устройств -
Ю.А. Макаров (автор усилителей “Маэстро Гроссо”,
“Триумвират” и многих других) предложил простую
формулу для расчета емкостей анодного источника.
Для каждого каскада минимальная емкость филь-
тров анодного источника вычисляется следующим
образом:
С = 50I/U.
Если величину тока брать в миллиамперах, а на-
пряжение в вольтах, то величина емкости будет опре-
деляться в тысячах микрофарад. В моей схеме ток I -
сумма токов оконечного и драйверного каскадов (по-
скольку нет резистора анодной развязки по питанию).
Стреб = 50*1о/Епит,
где Io - ток покоя каскада,
Епит - напряжение питания каскада.
Физический смысл этого - обеспечение спада пол-
ки прямоугольного импульса длительностью в одну (1)
секунду не более 2%.
Хочу сказать, что в различных источниках указан
разный коэффициент (от 1 до 50), поэтому, какой при-
менить-дело вкуса. Увеличивая емкость анодного ис-
точника, мы уменьшаем фазовые искажения на низ-
ких частотах, но до какого предела, вот в чем вопрос.
Поэтому реальная емкость анодного источника в данной
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
схеме может варьироваться в широких пределах (от
200,0 мкФ до 20000,0 мкФ). Естественно, при ее из-
менении будет изменяться характер звучания уси-
лителя, низ будет более глубоким и весомым при уве-
личении емкости. Но, если Ваши акустические систе-
мы не в состоянии воспроизводить достаточно низкие
(ниже 40 Гц) частоты, имеет смысл не увлекаться чрез-
мерным увеличением емкостей анодного источника,
соблюдая принцип разумной достаточности. В общем,
слушайте и анализируйте.
Кстати сказать, отсутствие резистора анодной раз-
вязки по питанию позволило избавиться от “лишней”
фазосдвигающей цепочки, которая была бы образо-
вана этим резистором и анодной емкостью драйвер-
ного каскада.
Это еще одна из особенностей данной конструкции.
Следующей особенностью можно назвать плавное
(минимум в два раза) понижение частот срезов кас-
кадов от выхода к входу, причем, для уменьшения
фазовых искажений на низких частотах, частота сре-
за самого низкочастотного (драйверного) каскада
выбрана в районе 0,04 Гц (для триода 6С4П).
Абсурд, подумают многие. Ведь на реальных запи-
сях практически нет сигналов с частотами ниже 20 Гц.
Да, этот так. Но, как показали практические экспери-
менты (мои и моих друзей), наши уши прекрасно слы-
шат разницу в звучании, и чем ниже частота среза,
тем звучание лучше.
В моем случае частоты среза каскадов выбраны
следующим образам.
1) Выходной трансформатор - 5 Гц.
2) Выходной каскад на лампе 6С19П - 1 Гц.
3) Разделительная цепочка - 0,4 Гц.
4) Предварительный каскад на лампе 6С4П - 0,04 Гц.
На какую же примерную величину частоты среза
самого низкочастотного (драйверного каскада) следу-
ет ориентироваться?
Самое лучшее звучание получается при равенстве
постоянных времени анодной и катодной цепей (Тау),
которые определяются как произведение соответству-
ющих емкостей на сопротивление. Иными словами,
должно выполняться условие:
Ca*(Ra+Ri)=CK*RK,
где Са - емкость анодного источника каскада,
Ra - величина резистора анодной нагрузки,
Ri - внутреннее сопротивление лампы в рабочей
точке,
Ск - емкость в катоде лампы,
Rk- величина резистора автоматического смещения.
В моем случае, величина сопротивления, определяю-
щего постоянную времени анодной цепи, рассчитывается
13
fl АУДИОТЕХНИКА fl
несколько сложнее. Дело в том, что из-за отсутствия
резистора анодной развязки, постоянная времени
анодной цепи - общая и для драйверного и для око-
нечного каскадов. Поэтому величина этого сопротив-
ления определяется как суммарное сопротивление
двух параллельных цепей, одной из которых является
последовательная цепочка Ri лампы 6С4П (3,2 кОм) и
резистора анодной нагрузки (8,1 кОм), а другой-пос-
ледовательная цепочка Ri лампы 6С19П (443 Ом) и
сопротивление первичной обмотки выходного транс-
форматора (2400 Ом).
Иными словами:
1/Вобщ. = 1/11300 Ом+1/2843 Ом.
Отсюда Вобщ. = 2273 Ом.
Умножив величину этого сопротивления на емкость
анодной батареи, получим постоянную времени анод-
ной цепи. По расчету получаем 43 секунды.
Теперь, зная эту величину, вы-
величину тока входной цепи, то легко заметите, что
при переменном резисторе, например, в 47 кОм, ток во
входной цепи составит 2,1/47000 = 0,000044 А (2,1 В -
смещение каскада), а при переменном резисторе 2,2 кОм,
этот же ток составит уже 2,1/2200 = 0,00095 А, т.е. в
21,5 раза больше. Зачем же нам сознательно в 21,5
раза ослаблять удельную мощность сигнала? Очевид-
но, что с более “крупным” сигналом лампе предвари-
тельного каскада работать легче, поэтому и все тихие
нюансы записи музыкальных фрагментов будут более
различимыми. Если Ваш источник сигнала имеет дос-
таточно низкое выходное сопротивление, то заменой
всего лишь одного регулятора громкости можно до-
биться впечатляющего улучшения качества воспроиз-
ведения. Проверьте, и убедитесь в этом сами.
Несмотря на этот факт, хочу Вас предостеречь. Не
стоит увлекаться чрезмерным уменьшением номинала
числяем необходимую емкость в
катоде лампы драйвера. Для этого
43сек/192 Ом = 0,223958 Ф =
223958 мкФ. На схеме указана ем-
кость 180000 мкФ. Дело в том, что
эта емкость ориентировочная, и за-
висит, как Вы понимаете, от вели-
чины катодного резистора, подби-
раемого при настройке, в зависи-
мости от конкретных экземпляров
ламп. Величина этого резистора, для
смещения равного 2,1 В, может быть
в пределах от 180 Ом до 250 Ом.
Иными словами, если у Вас ока-
жется необходимым применить ре-
зистор с сопротивлением 250 Ом,
то необходимая емкость будет уже
43/250 = 0,172 Ф = 172000 мкФ.
Следующей особенностью яв-
ляется применение достаточно
“низкоомного” регулятора громко-
сти. Если Вы посмотрите на раз-
личные ламповые схемы, особен-
но прошлого века, то увидите, что
величина этого резистора обычно
несколько выше (22 кОм - 1 мОм).
Все дело в том, что современ-
ные источники сигнала имеют, как
правило, очень низкое выходное
сопротивление (к примеру, мой CD
проигрыватель Rotel RCD 02S име-
ет выходное сопротивление 100 Ом).
Входное сопротивление следующе-
го за ним каскада должно быть раз
в 10 больше (чтобы не было про-
садки входного напряжения сигна-
ла). Таким образом, в моем случае,
можно было бы воспользоваться
переменным резистором величи-
ной 1 кОм. Если Вы посмотрите на
14
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl АУДИОТЕХНИКА fl
этого резистора. Улучшение звучания будет происхо-
дить до какого-то предела, а затем оно снова станет
ухудшаться. Для разных ламп его (резистора) значе-
ние будет разным, поэтому лучше начать с большего
номинала, постепенно уменьшая его значение до оп-
тимального. Кроме собственного слуха, в этом вопро-
се Вам мало кто поможет.
Еще одной особенностью предварительного каска-
да является отсутствие резистора утечки в сетке вход-
ной лампы. Я сознательно отказался от этого допол-
нительного элемента в силу нескольких причин.
Во-первых, у проволочного переменного резисто-
ра типа ППБ, который я применил, открытая конструк-
ция, и скользящий движок очень плотно скользит по
сектору. Более того, пятно контакта у него достаточ-
но широкое, т.е. опирание всегда происходит на не-
сколько витков (3 или 4), поэтому контакт никогда не
прерывается.
Во-вторых, ручку громкости почти не кручу (очень
редко). Поставил один раз - и все. Это, если возник-
нет вопрос об износе сектора.
В-третьих, убирается еще один элемент на пути звука.
Но хочу Вас предупредить: если будете повторять кон-
струкцию, используя на входе другой переменный рези-
стор (например, типа СП-1), то поставьте с управляю-
щей сетки на землю резистор номиналом 200-300 кОм,
защитив таким образом лампу. Дело в том, что у этих
типов переменных резисторов контакт движка с не-
подвижной пластиной не очень хороший.
На рис. 6 приведена схема усилителя, где в каче-
стве драйвера вместо триода 6С4П применен пентод
6Ж8.
Каскад имеет ряд особенностей, о которых стоит
поговорить отдельно.
Первая из них, как я уже говорил, - отсутствие кон-
денсатора, шунтирующего катодный резистор, пагуб-
но влияющего на звучание. Понятно, что в этом слу-
чае возникает обратная связь, уменьшается усиление,
растет выходное сопротивление каскада и т.д. и т.п.
Все так, но, с моей точки зрения, практическое влия-
ние этих факторов на звучание оказывается значи-
тельно меньшим, чем влияние конденсатора, даже
если он приличного качества. Для любителей что-либо
переключать могу порекомендовать тумблер, с помо-
щью которого конденсатор можно быстро подключить
или отключить.
Вторая особенность - не совсем традиционное
включение конденсатора экранной сетки. Кроме не-
которого увеличения усиления, такое включение, с
моей точки зрения, улучшает звучание. Проверить это
очень легко. Достаточно подключить конденсатор к
катоду лампы (как у меня на схеме) или на общий про-
вод. Разницу Вы услышите непременно.
Пару слов о самом конденсаторе экранной сетки
С1. Как вариант, можно применить электролит, емко-
стью 20...100 мкФ. Не обращайте особого внимания
на величину этой емкости, она, как правило, выбира-
ется с большим запасом. К примеру, частота среза
цепи (R4, С1) при применении конденсатора емкос-
тью 100,0 мкФ составит 0,02 Гц. Такой выбор целесо-
образен при экономии места внутри корпуса усилите-
ля, так как электролитический конденсатор имеет ма-
лые размеры.
Если габариты усилителя позволяют, то вместо
него желательно применить пленочный или бумажный
конденсатор, емкостью от 10 мкФ на напряжение от
100 В.
Дело в том, что конденсатор экранной сетки влия-
ет на качество воспроизведения низкочастотного ди-
апазона. Бас становится более “собранным”, пропа-
дает некоторая гулкость и размытость, присущая зву-
чанию электролитов. Из-за этого, как Вы понимаете,
и средне-высокочастотный диапазон становится бо-
лее “читаемым”, в общем, одни плюсы.
Как вариант, можно применить отечественные кон-
денсаторы К73-11 или их импортные аналоги серии
CL20, рассчитанные на соответствующее рабочее на-
пряжение. Они имеют относительно небольшие раз-
меры при значительной емкости. А лучше всего, если
есть такая возможность, применить фольговые про-
пиленовые конденсаторы известных фирм, несмотря
на их приличную стоимость.
Очень много споров у конструкторов ламповых уси-
лителей возникает при обсуждении организации пи-
тания экранной сетки пентода. Некоторые применяют
стабилизаторы питания этой сетки, некоторые исполь-
зуют светодиоды и т.д. и т.п.
Не претендуя на истину в последней инстанции, я
изложу свое мнение на этот счет. Тут нужно сказать,
что экранная сетка может питаться от общего источ-
ника анодного питания или отдельного, специально
для этого предназначенного.
Вначале скажу о стабилизации питания экранной
сетки при одном анодном (общем) источнике.
Мои эксперименты показали, что стабилизация пи-
тания экранной сетки маломощного пентода не улуч-
шает звучание. Вся чистота и мягкость середины и
верха уходят, оставляя взамен жесткое и аналитич-
ное звучание.
Наверное, все же, мне нравится красивое звуча-
ние, а не точное.
Теперь о раздельном питании.
Есть мнение, что лучше всего питать экранную сет-
ку от отдельного стабилизированного источника (от-
дельная обмотка на трансформаторе - далее стаби-
лизатор).
Вывод неутешителен, звучание при этом опять же
ухудшается. Так, как и в первом случае, оно стано-
вится жестким и каким-то механистичным, хотя навер-
няка найдутся любители такого звука.
Скорее всего, меры по стабилизации питания экран-
ной сетки нужны для мощных выходных пентодов, так
как в различных источниках (книги, журналы) разны-
ми авторами при этом отмечается улучшение звучания.
15
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl АУДИОТЕХНИКА fl
С мощными пентодами я экспериментов не проводил,
это отдельная тема.
Поэтому, при использовании маломощных пентодов:
1) Стабилизировать питание экранной сетки не
нужно.
2) Анод и экранная сетка должны быть запитаны
от одного (общего) источника.
Повторюсь, это только мое мнение, но, если Вы за-
хотите попробовать вариант со стабилизатором экран-
ной сетки, то необходимо произвести следующие ма-
нипуляции.
Вместо конденсатора С1 устанавливаем стабилитрон,
с напряжением стабилизации 100 В (например, КС 600А),
а номинал резистора R4 уменьшаем до 22...24 кОм. Шун-
тировать этот стабилитрон конденсатором или нет, ре-
шите сами, попробовав оба варианта. Суммарный ток
(стабилитрона и экранной сетки), протекающий через
резистор R4, должен быть около 6 мА.
Вот и все изменения.
Статья была бы неполной, если обойти вниманием
тему быстродействия каскадов усилителя. Большую
помощь в написании этой части оказал наш коллега,
В. Большаков из г. Ярославля, за что ему отдельная
благодарность. Этот параметр, как показала практи-
ка, тоже является достаточно важным для достиже-
ния высококачественного звучания.
Я позволю себе поговорить о быстродействии кас-
кадов усилителя в свете новомодной теории ПСН (при-
веденной скорости нарастания) и классической, об-
щепринятой (по Mh - ослаблению на верхней гранич-
ной частоте рабочего диапазона), так как этот вопрос
представляет интерес для достаточно большого числа
радиолюбителей. Думаю, что не нужно объяснять, что
чем меньше ослабление Mh, тем быстродействие выше
(это для тех, кто не видит связи между ПСН и Mh).
Термин скорость нарастания сигнала пришел к нам
из цифровой техники и численно показывает, до ка-
кого напряжения может вырасти передний фронт им-
пульса за 1 мксек. В звуковой технике он характери-
зует скоростные характеристики усилителя, его быст-
родействие, способность передавать музыкальные
сигналы с крутыми фронтами, например, удар бараба-
на бочки, щипок струны контрабаса, электронная му-
зыка. В операционных усилителях она превысила не-
сколько тысяч, для ламповой технике показатель 24 -
уже хороший результат. Высокой скорости нарастания
мешают очень большие динамические емкости ламп,
кабелей и выходных трансформаторов.
Скорость нарастания сигнала численно равна току,
который заряжает емкость, деленному на эту емкость.
Математически это выглядит так:
Сдин
Из этой формулы легко вычислить каждый член,
например амплитуда тока равна:
Im = S.R.* Сдин.
16 ------------------------------------------------
В 1997 г. в своих трудах Вальтер Юнг (Walter Jung)
предложил скорость нарастания сигнала считать так:
6,28*/в*Еам . 7
S.R. =------------/в/мксек ].
Например, для верхней частоты 87000 Гц при амп-
литуде напряжения 124,2 В S.R. равна 67,858 в/мксек.
И он же предложил иметь пятикратный запас, при ко-
тором не будет проблем с передачей сигнала, т.е. на-
растание скорости должно идти от выхода к входу. Это
значит, что у драйвера она должна быть в 5 раз выше.
Однако расчет по скорости нарастания для срав-
нения каскадов между собой не совсем удобен, поэто-
му Ю.А. Макаров предложил привести скорость нара-
стания к 1 вольту, т.е. S.R./Um, которую и назвал при-
веденной скоростью нарастания (ПСН). При приведе-
нии вольты уничтожаются, и размерность выглядит,
как 1/мксек. К какой же приведенной скорости нарас-
тания сигнала нужно стремиться, конструируя усили-
тель? Практические измерения скорости нарастания
сигнала показали, что у самого быстрого музыкаль-
ного инструмента, клавесина, она оказалась равна
0,11 1/мксек.
Очевидно, что скоростные характеристики усили-
теля не могут быть хуже этой величины.
По мнению Ю. Макарова, максимальная ПСН дол-
жна быть на входе усилителя и, далее, она должна
уменьшаться (предлагается ступенчатое, минимум в
два раза, покаскадное уменьшение) до минимальной
(но достаточной) на выходе.
В принципе, метод расчета по ПСН позволяет быс-
тро “прикинуть” параметры каскада на предмет быст-
родействия. Поделил амплитуду тока на емкость, за-
тем на амплитуду напряжения - получил некую циф-
ру. Разделил на 2л- получил частоту.
Однако само по себе это быстродействие не явля-
ется единственным критерием для оценки качества
звучания усилителя.
Тут каждому свое. Одному нравится теплое и ок-
рашенное звучание (очень комфортное на слух), дру-
гому-аналитичное и неокрашенное (каку Макарова)
и т.д. и т.п.
Само по себе понятие “качество звучания” очень
относительно, так как слуховое восприятие у всех раз-
ное.
Можно считать, что применение расчета по ПСН -
очередная попытка связать “качество звучания” аппа-
рата с какими-то числовыми значениями (цифрами),
иными словами, ПСН больше - должно звучать лучше.
Ответ на вопрос, удачна она (попытка) или нет - у
каждого свой.
Для тех, кто заинтересуется расчетом каскадов при
помощи ПСН, я покажу, как это делается.
Итак, в качестве примера, рассчитаем ПСН на вы-
ходе драйверного каскада, выполненного на лампе
6Ж8.
4,32/0,04/56 = 1,93 1/мксек, что в пересчете на час-
тоту составит 383871 Гц (по уровню -0,17 дБ).
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl АУДИОТЕХНИКА fl
Поясню размерность величин:
4,32 мА - амплитуда тока на выходе драйвера
(6Ж8).
Приблизительно, ее величина составляет 0,8 от
анодного тока лампы (5,4 мА).
0,04 - так выглядит в расчете 40 пФ - суммарная
входная емкость лампы 6С19П, которую мы рассчита-
ли в начале статьи.
56 В - амплитуда напряжения на выходе каскада
драйвера.
307324 Гц - граничная частота, получаемая деле-
нием ПСН на 2л.
Теперь представьте, что мы применили другую вы-
ходную лампу с суммарной входной емкостью, напри-
мер, 200 пФ.
Смотрите, что у нас получится:
4,32/0,2/56 = 0,386 1/мксек, что в пересчете на час-
тоту составит 61419 Гц, т.е. в 5 раз меньше.
Помните, в начале статьи я сказал, что суммарная
входная емкость лампы 6С19П мала, и это облегчает
выбор лампы драйвера? Так вот, посмотрев расчет,
теперь можно легко понять, что ПСН растет с увели-
чением амплитуды тока и (или) с уменьшением сум-
марной входной емкости (которая зависит от типа при-
мененной лампы). Хорошо, если эта емкость невели-
ка (каку лампы 6С19П). Небольшая суммарная вход-
ная емкость такой лампы позволяет при сохранении
приемлемой ПСН применять лампы драйвера с не-
большим током покоя.
Для сравнения, ПСН = 3,96 1/мксек для каскада на
6С4П (на выходе каскада), и, кажется, что это очень
хорошо. Однако при расчете оказывается, что из-за
гораздо меньшей суммарной входной емкости пенто-
да, по сравнению с триодом, у лампы 6Ж8 почти в 2
раза выше ПСН на входе, по расчету 3,47 1/мксек про-
тив 1,8 1/мксек у 6С4П.
Усилитель в целом по ПСН:
3,47 на входе; 1,93 на выходе драйвера; 0,9 на вы-
ходе оконечного каскада. Это для лампы 6Ж8 в драй-
вере.
1,8 - 3,96 - 0,9 - для 6С4П в драйвере.
Вот и получается, что вариант с лампой 6Ж8 со-
гласуется лучше со всеми постулатами этой теории:
максимальная ПСН (3,47) на входе, затем она умень-
шается (до 1,93) на выходе драйвера, минимальная
(0,9), недостаточная (вспомните про клавесин) на вы-
ходе оконечного каскада.
Теперь несколько слов о другом способе расчета
по Mh (ослаблению на верхней граничной частоте). Так
вот, этот расчет учитывает и внутреннее сопротивле-
ние лампы, и величину анодной нагрузки, и входную
динамическую емкость Миллера, и, наконец, частоту,
на которой Вы хотите посмотреть ослабление. С моей
точки зрения, он более адекватен.
Математически, формула расчета выглядит так:
Mh дБ = 20*LOG(((Rout/Rc) + 1 );10),
где Rout - выходное сопротивление драйвера кОм =
Ri*Ra/Ri + Ra,
Rc - реактивное сопротивление кОм = 1000000/
(2л()*Бверх.кГ ц*Смил.пф),
Ri - внутреннее сопротивление лампы,
Ra - величина анодной нагрузки.
Более того, на специализированных сайтах в Ин-
тернете, например [2], есть бесплатная программа (таб-
лица в Excel) для расчета по Mh (авторы - Юхневич и
Манаков), которая практически очень быстро позво-
ляет определить затухание на верхней частоте рабо-
чего диапазона, исходя из типов примененных ламп,
конкретных режимов их работы и выбранной верхней
частоты.
Какой способ расчета применить, классический или
по ПСН, решайте сами. Как Вы понимаете, классичес-
кий расчет намного увеличивает шансы применения
так называемых “малотоковых” ламп (например, 6Г7,
6Н9С, 6Н2П и т.д. и т.п.) в драйвере. И, напротив, рас-
чет по ПСН резко сужает круг ламп, предназначенных
для работы в драйвере. На передний план выходят
лампы, обеспечивающие большую амплитуду тока (на-
пример, 6С45П, 6С15П, 6П9 и т.д.).
Таблицу расчёта по Mh (файл 3_____Mh_dB.zip) вы
можете загрузить с сайта нашего журнала:
http://www.radioliga.com (раздел “Программы”)
а также с сайта автора:
http://radiolamp.ucoz.ru/
Литература, ресурсы
2. Таблица расчета по Mh - httD://radiolamo.ucoz.ru/load/ooleznye oroarammy/ri/3-1 -0-3
Окончание в №6/2011
---------------------------------------------------------------------------------------------------!
Приглашаем к сотрудничеству организации, занимающиеся разработкой, производством, продажей |
электронных компонентов, радиоэлектронной аппаратуры, программного обеспечения для прикладных I
целей, а также научно-исследовательские центры и учебные заведения. На страницах журнала Вы можете ।
разместить анонсы новинок производства, описание интересных разработок в области радиоэлектроники, .
теоретические материалы, справочные данные радиоэлектронных компонентов.
Журнал "Радиолюбитель" - это источник оперативной информации, читателями которого являются как ।
радиолюбители, так и студенты и преподаватели технических учебных заведений. I
Ждем Ваших материалов! I
17
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
---------D ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ и---------------------------
| Предлагаемая вниманию радиолюбителей разработка отно-
Гуськов В.А, сится к зарядным устройствам, предназначенным для зарядки
Почепнев А.М. кислотных батарей аккумуляторов и автоматического поддер-
г. Самара I жания их в этом состоянии до отключения.
Автоматическое зарядное устройство
Введение
Актуальность разработки опре-
деляется непрерывно расширяю-
щимся рынком батарей аккумуля-
торов такого типа, обладающих вы-
сокими эксплуатационными свой-
ствами (автомобильные различной
емкости, герметичные для мото-
циклов и велосипедов,электроин-
струмента, детских игрушек, источ-
ников бесперебойного питания и
т.д. и т.п.). Это, в свою очередь,
требует и расширения технических
возможностей зарядных устройств,
в первую очередь, автоматических,
т.е., необслуживаемых.
Известно автоматическое за-
рядное устройство для зарядки ав-
томобильных аккумуляторных ба-
тарей [1] (далее возможно исполь-
зование термина “зарядное устрой-
ство”). При всех его достоинствах
оно обеспечивает зарядку батарей
аккумуляторов фиксированным то-
ком 1 А, требует для своей работы
специальный каскад настроенных
генераторов напряжения и тока,
обеспечивающий режим зарядки.
Очень интересные эксперимен-
тальные данные приведены в [2]. С
помощью широтно-импульсой мо-
дуляции (ШИМ) в Австралии были
существенно улучшены емкостные
характеристики даже старых акку-
муляторных батарей. Было “...про-
ведено исследование контролле-
ров с ШИМ, которое доказало, что
контроллеры повышали восприим-
чивость АБ к заряду именно вслед-
ствие использования широтно-им-
пульсной модуляции тока заряда”.
К сожалению, получить какую-
либо техническую информацию по
используемым контроллерам с
ШИМ не удалось, поэтому будем
руководствоваться лишь только
принципом формирования эффек-
тивного зарядного тока батареи ак-
кумуляторов с использованием
ШИМ.
18 -----------------------------
Цель разработки - существен-
но улучшить технические характе-
ристики автоматического зарядно-
го устройства путем формирова-
ния эффективного зарядного тока
в широком диапазоне его значений
с помощью ШИМ, в том числе, для
поддержания емкости батарей ак-
кумуляторов.
Предлагаемое зарядное устрой-
ство обеспечивает автоматическую
зарядку эффективным током в ре-
жиме ШИМ (частота около 700 Гц)
кислотной батареи аккумуляторов
до номинального напряжения
12,7. ..12,9 В и автоматическое под-
держание такого ее состояния до
отключения.
Зарядное устройство обеспечи-
вает возможность ручной установ-
ки значения эффективного тока за-
рядки батареи аккумуляторов в ди-
апазоне 0,5...6 А. Габариты заряд-
ного устройства - 260x120x110 мм,
масса - 4,5 кг. Зарядное устрой-
ство подключается к промышлен-
ной сети переменного напряжения
220 В.
Схема
Отличительными особеннос-
тями автоматического зарядного
устройства для зарядки батарей
кислотных аккумуляторов являются:
1. Использование широтно-им-
пульсной модуляции при формиро-
вании эффективного тока зарядки
батареи аккумуляторов;
2. Периодический автоматичес-
кий контроль в процессе зарядки
напряжения на отключенной бата-
рее аккумуляторов, что позволяет
исключить погрешности, вызван-
ные падением напряжения на про-
водах;
3. Использование ключевых ре-
жимов работы радиокомпонентов
и, как следствие, высокая надеж-
ность и стабильность параметров
зарядного устройства, малые поте-
ри электроэнергии;
4. Доступные и дешевые радио-
компоненты;
5. Наличие активной информа-
ции красным светодиодом “Авария”
при неправильном подключении
батареи аккумуляторов к зарядно-
му устройству;
6. Исключение аварийного ре-
жима работы зарядного устройства
при неправильном подключении
батареи аккумуляторов.
На рис. 1 представлена электри-
ческая схема зарядного устройства.
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ fl
Схема устройства (рис. 1) со-
стоит из трех узлов, связанных
функционально. Условно назовем
их “Зарядный узел”, “Узел управле-
ния” и “Узел ШИМ”.
“Зарядный узел” подключают к
промышленной сети через силовой
трансформатор Т1. Он содержит
все необходимые радиокомпонен-
ты для двухполупериодного вып-
рямления напряжения, контроля,
управления, сигнализации, защи-
ты, коммутации и питания осталь-
ных узлов зарядного устройства
через параметрический стабилиза-
тор напряжения, выполненный на
основе стабилитрона VD4. Мощный
транзистор VT2 предназначен для
коммутации тока, заряжающего
батарею аккумуляторов, которая
подключается к гнездам XS1 (“+”)
и XS2 (“-”).
“Узел управления” выполнен на
микросхеме таймера DA1 (NE555N).
На его основе собран мультивибра-
тор с принудительными запуском и
остановом (далее возможно ис-
пользование термина “мультивиб-
ратор”). Длительность первого цик-
ла каждого периода работы муль-
тивибратора (высокий уровень на-
пряжения сигнала на выходе 3) при-
мерно 30 с, второго цикла (низкий
уровень напряжения сигнала на
выходе 3) - примерно 2 с. Вход Е
принудительных запуска и остано-
ва подключен через оптрон U1 к
выходу порогового устройства на
микросхеме VD5 (TL431). Выход 3
микросхемы таймера соединен со
входами “Узла ШИМ” и управления
чувствительностью (транзистор
VT1) порогового устройства.
Основой “Узла ШИМ” является
микросхема DD1 (К561ЛА7). На ней
выполнен по известной схеме [3]
широтно-импульсный модулятор.
Выход этого узла подключен не-
посредственно к затвору транзис-
тора VT2. Цепи перезаряда конден-
сатора С6 разделены диодами VD7
и VD8, что позволяет формировать
широтно-импульсный сигнал с по-
мощью переменного резистора
R17 “Ток зарядки”. При положении
его движка в правом крайнем по-
ложении формируется самый ко-
роткий импульс напряжения.
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
Устройство работает следую-
щим образом. Сперва выводится в
левое положение ручка переменно-
го резистора R17 “Ток зарядки”,
подключается к зарядному устрой-
ству батарея аккумуляторов и фик-
сируется начальное свечение зеле-
ного светодиода.
Если батарея аккумуляторов
подключена к зарядному устрой-
ству в неправильной полярности,
светится красный светодиод “Ава-
рия”, включается реле К1, контак-
ты К1.1 которого отключают пара-
метрический стабилизатор напря-
жения “Зарядного узла”.
Тумблер SA1 включают только
после устранения возможного не-
правильного включения батареи
аккумуляторов (красный светодиод
“Авария” не должен светиться). О
включении электропитания устрой-
ства сигнализирует красный свето-
диод HL1.
После включения электропита-
ния зарядного устройства начина-
ет работать мультивибратор (мик-
росхема DA1 “Блока управления”).
Первый цикл каждого периода ра-
боты мультивибратора длительно-
стью примерно 30 с (высокий уро-
вень напряжения сигнала на выхо-
де 3) обеспечивает запуск ШИ мо-
дулятора “Блока ШИМ” по входу 5
микросхемы DD1 и включение клю-
ча на транзисторе VT1. Он шунти-
рует резисторный делитель напря-
жения R9, R11, R12, R13, R14 по-
рогового устройства, снижая его
чувствительность, а сигнал ШИМ с
частотой 700 Гц подается на зат-
вор транзистора VT2, который ком-
мутирует зарядный ток через бата-
рею аккумуляторов. Необходимое
значение эффективного тока за-
рядки батареи аккумуляторов уста-
навливают по шкале амперметра
РА1 переменным резистором R17
“Ток зарядки”. Через резистор R6
обеспечивается начальная под-
светка светодиода HL2,сигнализи-
рующая зарядку батареи аккумуля-
торов.
Сигнал второго цикла каждого
периода работы мультивибратора
длительностью примерно 2 с (низ-
кий уровень напряжения сигнала
на выходе 3) выключает ШИМ и,
соответственно, транзисторы VT2,
VT1, прекращается зарядка бата-
реи аккумуляторов и оценивается
ее напряжение. Если пороговое ус-
тройство не сработало (напряже-
ние на батарее аккумуляторов
ниже номинального), циклы рабо-
ты мультивибратора повторяются.
Если же пороговое устройство
сработало (напряжение на батарее
аккумуляторов не ниже номиналь-
ного), выходной ток микросхемы
VD5 включает оптрон U1 и свето-
диод HL2 (светится полной ярко-
стью). Засвеченный фоторезистор
оптрона шунтирует управляющий
вход Е микросхемы DA1 (вывод 4),
принудительно останавливая муль-
тивибратор (низкий уровень напря-
жения сигнала на его выходе 3),
выключаются ШИМ и транзисторы
VT1, VT2. Ток зарядки батареи ак-
кумуляторов прерывается, восста-
навливается чувствительность по-
рогового устройства. Ее цепи раз-
ряжают батарею аккумуляторов
током примерно 15...18 мА и его
напряжение понижается.
Понижение напряжения бата-
реи аккумуляторов ниже номиналь-
ного вызывает выключение поро-
гового устройства и принудитель-
ный запуск мультивибратора по
входу Е, т.е., возобновление его
циклов работы по продолжению
зарядки батареи аккумуляторов.
Такой режим работы обычно на-
блюдается в конце ее зарядки, при-
чем, батарея аккумуляторов все
большее время остается без тока
зарядки. Очевидно, идеальная ба-
тарея аккумуляторов (не имеющая
саморазряда и нагрузки) держит
постоянным выходное напряжение
сколь угодно долго. Светодиод HL2
светится и после выключения за-
рядного устройства, если напряже-
ние батареи аккумуляторов выше
номинального.
Таким образом, алгоритм рабо-
ты зарядного устройства позволя-
ет автоматически поддерживать
батарею аккумуляторов в заряжен-
ном состоянии без перезарядки
сколько угодно долго. Старые ба-
тареи аккумуляторов также можно
заряжать, но необходим контроль
за их состоянием.
fl ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ fl
Конструкция
На рис. 2 представлен общий
вид зарядного устройства, а на
рис. 3 - вид со снятым кожухом.
Корпус зарядного устройства со-
бран из сортамента алюминиево-
го сплава с использованием закле-
пок. Поддон корпуса снабжен нор-
мализованными резиновыми нож-
ками.
Верхняя часть корпуса зарядно-
го устройства (кожух) имеет в се-
чении форму буквы П. Кожух снаб-
жен нормализованной малогаба-
ритной ручкой, которая укреплена
над центром масс зарядного уст-
ройства.
На передней стенке корпуса
размещены все радиокомпоненты
управления и контроля зарядного
устройства. На задней стенке кор-
пуса установлены предохранитель
FU1, кабель с вилкой ХР1, мощные
диоды и транзистор VT2. После-
дние установлены на радиаторы
через пасту КПТ-8. Радиатор для
мощных диодов выполнен из трех
четырехмиллиметровых пластин
алюминиевого сплава площадью
примерно 10 см2 каждая, между
которыми зажаты диоды. Радиатор
транзистора VT2 - литой из спла-
ва алюминия. Его размеры -
45x30x20 мм. Основание радиато-
ра имеет толщину 5 мм. На нем
параллельно большей его стороне
имеются 6 ребер. Транзистор при-
жат к нему миниатюрным радиато-
ром от центрального процессора
старого компьютера.
Трансформатор, как наиболее
массивный радиокомпонент, поме-
щен вблизи центра масс зарядно-
го устройства. Узел со слаботочны-
ми радиокомпонентами установлен
за передней стенкой корпуса.
Весь монтаж зарядного устрой-
ства выполнен навесным спосо-
бом, все радиокомпоненты, при не-
обходимости, приклеивались(клей
88СА, дихлорэтан) или крепились
с помощью винтов и самонарезов.
Детали
В зарядном устройстве исполь-
зован трансформатор мощностью
примерно 150...200 Вт от неисправ-
ной старой корейской радиолы. На-
пряжения на его половинах вторич-
ной обмотки - 18 В.
Оптрон U1 собран из подручных
материалов и радиокомпонентов.
Основой его являются красный
светодиод АЛ307А и малогабарит-
ный фоторезистор типа СФ2-16.
При токе светодиода 15 мА сопро-
тивление его фоторезистора не
более 1 кОм. Можно использовать
транзисторные оптроны, например,
4N35...4N37 и аналогичные.
Аналогом таймера NE555N яв-
ляется отечественный таймер
КР1006ВИ1, а программируемого
стабилитрона TL431 -КР142ЕН19.
В качестве реле К1 использова-
но герконовое реле РЭС55А на 5 В
(паспорт РС4.569.600-8, сопротивле-
ние обмотки - 67±10 Ом). Вместо
маломощных диодов VD8, VD7 мож-
но использовать диоды КД521Б,
КД521Г, КД509 и аналогичные.
Вместо транзистора КТ3102Г
можно использовать маломощные
транзисторы КТ325В, КТ306Г; вме-
сто IRF520 - практически любой из
этой серии с n-каналом. Необходи-
мо выбирать такой, у которого ми-
нимальное сопротивление откры-
того канала и большая крутизна
передачи тока.
20
U Радиолюбитель - 05/201 1
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
Все светодиоды - любого типа
на ток 10...20 мА (например, типа
АЛ307).
Вместо диодов КД213Д можно
использовать любые выпрямитель-
ные диоды на ток не менее 10 А.
Более предпочтительными являют-
ся диоды Шоттки, например,
SR860, MBR2060CT.
В качестве переменного резис-
тора R17 “Ток зарядки” можно ис-
пользовать любой с линейный за-
висимостью сопротивления от угла
поворота (тип А). Подстроечный
резистор R11 - любого типа. Автор
использовал многооборотный ре-
зистор СП5-2.
Наладка
Правильно смонтированное из
исправных радиокомпонентов за-
рядное устройство требует только
настройку порога срабатывания
порогового устройства. Эту опера-
цию удобно провести на собранном
зарядном устройстве. Для этого к
нему вместо батареи аккумулято-
ров подключают стабилизатор по-
стоянного напряжения с выходным
напряжением 12,7...12,9 В (требу-
емый ток - не менее 30 мА) и, под-
страивая резистор R11, добивают-
ся включения светодиода HL2. Пра-
вильность настройки проверяют в
процессе зарядки батареи аккуму-
ляторов.
При максимальном значении эф-
фективного тока зарядки батареи
аккумулятора на транзисторе VT2
рассеивается мощность 10...15 Вт.
Поэтому желательно обеспечить в
зарядном устройстве принудитель-
ную приточную вентиляцию объе-
ма корпуса, например, с помощью
малогабаритного вентилятора,
применяемого вычислительной
технике.
Особенности
Обратим внимание на особен-
ности использования ШИМ в уст-
ройстве.
Импульсный ток зарядки бата-
реи аккумуляторов определяется
разностью напряжений вторичной
обмотки трансформатора Т1 и за-
ряжаемой батареи аккумуляторов,
деленной на сумму значений сопро-
тивлений цепи зарядки. Поэтому, в
зависимости от конкретного испол-
нения зарядного устройства, может
потребоваться минимизировать
этот импульсный ток зарядки и, сле-
довательно, неизбежные потери
мощности, в частности, на транзи-
сторе VT2. Радикальный способ -
варьирование напряжением вто-
ричной обмотки трансформатора
Т1 путем изменения ее числа вит-
ков. Очевидно, можно ограничить-
ся включением в указанную цепь
дополнительного резистора (его
значение - не более 1 Ома), если
смириться с неизбежными дополни-
тельными потерями мощности. Пос-
леднее решение целесообразно и
для некоторой стабилизации им-
пульсного тока зарядки батареи ак-
кумуляторов.
Наиболее простая и точная техно-
логия минимизации импульсного
тока зарядки батареи аккумуляторов
состоит в установке максимального
значения ее эффективного тока за-
рядки. Для этого переменный резис-
тор R17 “Ток зарядки” кратковремен-
но устанавливают на максимальное
Литература
1. С. Голов. Автоматическое зарядное устройство для свинцово - кислот-
ной аккумуляторной батареи. - “Радио”, №12, 2004 г., стр.29.
2. httD://electrotransDort.ru/ussr/index.DhD?toDic=2103.0:аН
3. Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. -
М.: ДМК, 1999. - 240 с.: ил. (В помощь радиолюбителю) - стр.232.
значение эффективного тока заряд-
ки батареи аккумуляторов (т.е., в
крайнее левое по схеме положе-
ние) и считывают показание ам-
перметра РА1. Если измеренное
максимальное значение эффек-
тивного тока зарядки батареи ак-
кумуляторов больше требуемого,
необходимо уменьшить число вит-
ков вторичной обмотки трансфор-
матора. В противном случае-уве-
личить число витков. Число витков
может варьироваться в пределах 5.
Если имеется трансформатор с
одной вторичной обмоткой (при мо-
стовом выпрямлении напряжения)
и местом на нем для дополнитель-
ных 2...5 витков вторичной обмот-
ки, технология минимизации им-
пульсного тока зарядки батареи ак-
кумуляторов заметно упрощается,
т.к. можно варьировать не только
числом дополнительных витков, но
и фазой их подключения.
Другой способ - путем измере-
ния падения напряжения на откры-
том транзисторе VT2 с помощью ос-
циллографа. Это напряжение дол-
жно лежать в пределах 2,5...2,8 В,
что соответствует импульсному
току зарядки примерно 10 А, если
считать, что сопротивление откры-
того транзистора соответствует
паспортному, т.е., 0,27 Ом. После
установки этого напряжения жела-
тельно проконтролировать и скор-
ректировать максимальное значе-
ние эффективного тока зарядки
батареи аккумуляторов.
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ fl
Елена Бадло, Сергей Бадло
г. Запорожье
http://raxp.radioliga.com
| В одной из прошлых статей [1] мы научились с помощью API
| SMART измерять температуру винчестера и диагностировать
। множество других параметров нашего “железного друга”.
Если вспомнить, что современные винчестеры еще и сверхти-
. хие, в отличие от старых “шуршащих” моделей, то контроль за
। их работой еще более затрудняется. Сегодня вы узнаете как
I организовать наблюдение за частотой обращения к жесткому
I диску непосредственно перед вашими глазами (руками)...
Индикатор активности винчестера
Рис. 1. Диагностика “пациента...”
Краткий экскурс...
Это не “очепятка”. Именно, что под руками. А под рука-
ми у нас... клавиатура © На классической клавиатуре рас-
положено три индикатора. А какой самый бесполезный ин-
дикатор на ней? Правильно, ScrollLock (см. рис. 2).
Можно, конечно, использовать и готовое решение.
Но цель наших с вами практических занятий - научить-
ся создавать самому. Тем более, что ничего сложного.
Да и функциональность можно любую организовать.
Рис. 2. Нестандартное использование
классической стандартной клавиаутры
Предпосылки реализации ПО
Прежде всего, заглянем в MSDN. Нам понадобятся
следующие WinAPI функции: keybd_event (для посыл-
ки нажатий и управления состоянием индикатора на
клавиатуре), MapVirtualKey (получение виртуальных
скан-кодов клавиш), GetKeyState (получение состоя-
ния клавиш), CreateFile (для доступа к устройствам,
файлам), DeviceloControl (для обмена с устройствами,
в нашем случае с жестким диском).
Синтаксис перечисленных нами функций выглядит
следующим образом...
DISK_PERFORMANCE Structure [2]
type DISK_PERFORMANCE = record
BytesRead,
BytesWritten,
ReadTime,
Writ eTime : longint;
ReadCount,
WriteCount,
QueueDepth : dword;
End;
Keybd_event Function [3]
VOID WINAPI keybd_event(
__in BYTE bVk,
__in BYTE bScan,
__in DWORD dwFlags,
__in ULONG_PTR dwExtralnfo
);
Пример вызова: procedure keybd_event; external
user32 name “keybd_event”;
MapVirtualKey Function [4]
UINT WINAPI MapVirtualKey(
__in UINT uCode,
__in UINT uMapType
);
Пример вызова: function MapVirtualKey; external
user32 name “MapVirtualKeyA”;
GetKeyState Function [5]
SHORT WINAPI GetKeyState(
__in int nVirtKey
);
Пример вызова: function GetKeyState; external
user32 name “GetKeyState”;
U Радиолюбитель - 05/201 1
1 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ J
CreateFile Function [6]
HANDLE WINAPI CreateFile(
___in LPCTSTR IpFileName,
___in DWORD dwDesiredAccess,
___in DWORD dwShareMode,
___in_opt LPSECURITY_ATTRIBUTES
IpSecurityAttributes,
___in DWORD dwCreationDisposition,
___in DWORD dwFlagsAndAttributes,
___in_opt HANDLE hTemplateFile
);
Пример вызова:
CreateFile(“\\.\PhysicalDrive0”,0,0,0,OPEN_EXISTING,
0, 0);
DeviceloControl Function [7]
BOOL WINAPI DeviceloControl(
__in HANDLE hDevice,
__in DWORD dwIoControlCode,
__in_opt LPVOID IpInBuffer,
__in DWORD nlnBufferSize,
__out_opt LPVOID IpOutBuffer,
__in DWORD nOutBufferSize,
__out_opt LPDWORD IpBytesReturned,
____inout_opt LPOVERLAPPED IpOverlapped
);
Пример вызова: DeviceloControl(handle,
IOCTL_DISK_PERFORMANCE, 0, 0, @dp,
SizeOf(DISK_PERFORMANCE), IBytesReturned, 0).
В общем, более ничего и не нуж-
но. Интерфейс нам не нужен - окна
у программы не будет. Исходя из вы-
шеизложенного, определим основ-
ные требования к индикатору актив-
ности HDD:
• возможность индикации
активности (обращения
к винчестеру)на клавиатуре;
• приложение на WinAPI
без форм;
• открытые исходники.
Практика.
Приступим к кодингу
Итак, для работы нам понадобится
следующее:
• бесплатная IDE среда разработки
TurboDelphi-Lite портабле*
(флешечная версия) [8];
• любой винчестер для
диагностики, с интерфейсом
SATA или IDE.
Рис. 3. IDE среда TurboDelphi-Lite.
Создание проекта индикатора активности HDD
Ввиду ограниченности места в журнале рассмот-
рим только основные моменты реализации. Прежде
всего, запустите IDE среду TDL и создайте пустой про-
ект. Разработку приложение осуществим на WinAPI
без форм (см. рис. 3).
Для того, чтобы однозначно управлять состоянием
индикатора ScrollLock, ведь его состояние заранее нам
неизвестно (он может “гореть”, а может и нет), нужно
считать его состояние. Это легко осуществить функ-
цией GetKeyState(). А управление состоянием индика-
тора будем осуществлять эмуляцией нажатия на кла-
вишу <ScrollLock>, как будто вы это делаете сами. Для
этого используем функцию Keybd_event(). Реализация
подобного похода представлена в листинге 1.
Далее осуществим создание пустого класса TF, ме-
тодом AllocateHWndQ создадим “пустое окно” и назна-
чим обработчик очереди сообщений приложения. Для
проверка, горит гм индикатор ScrollLock и управление ЛИСТИНГ 1
procedure scroll(р: boolean);
begin
if ((GetKeyState(145) = 1) and (not p)) or // включен и погасить
((GetKeyState(145) <> 1) and (p)) // выключен и зажечь
then begin
// нажать и отпустить ScrollLock
keybd_event(145, MapVlrtuaIKey(145, 0) , 0, 0);
keybd_event(145, MapVlrtuaIKey(145, 0), 38, 0)
end
end;
получения хэндла физического устройства, используем
уже известную нам функцию CreateFileQ (см. листинг 2).
Теперь остается организовать периодический оп-
рос состояния обращений к диску. Для этого исполь-
зуем функцию DeviceloControl() и создадим мультиме-
дийный таймер (см. листинг 3).
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
23
fl ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ fl
скелет приложения: инициализация доступа к HDD, Л ИСТИН Г 2
создание очереди сообщений к пустому окну
constructor TF.Сгeate;
begin
inherited Create;
FWnd:= AllocateHWnd(WndProcc);
timer_create
end;
destructor TF.Destroy;
begin
inherited Create;
timer_destroy;
deAllocateHWnd(fWnd)
end;
begin
// получаем хэндл PhysicalDriveO
hdn:= CreateFile("\\.\PhysicalDriveO", 0, 0, 0,
OPEN_EXISTING, 0, 0);
if hdn=0 then exit;
t: = tf.Create; // создаем пустой класс TF
try while GetMessage(Msg, 0, 0, 0) do begin // очередь сообщений
TranslateMessage(Msg);
DispatchMessage(Msg)
end finally t.destroy end // уничтожаем класс TF
// END СКЕЛЕТ ====================================
После компиляции тестового проекта по клавише
<F9>, взглянем на индикатор <ScrollLock> клавиату-
ры. Периодическое “веселое помаргивание” скажет о
работоспособности утилиты. Стоит ли говорить, что
утилита ничего вам не покажет на таких © клавиату-
рах (см. рис. 4)?
Заключение
Следует отметить, что возможна ситуация, что в
качестве первичного PhysicalDrive окажется не HDD,
а, скажем, DVD/CD-ROM. В таком случае, функция
DevicelOControl() вам ничего не вернет, просто сме-
ните цифру. С другой стороны, можно просто доба-
вить перебор PhysicalDrive от нуля до 10-ти, и прове-
рять, что возвращает функция CreateFile(). Пусть это
будет вашим домашним заданием.
Полные ресурсы и компиляцию тестового проекта
индикатора активности HDD (архив hdd.zip) вы може-
те загрузить с сайта нашего журнала:
http://radioliga.com
а также с сайта автора:
http://raxp.radioliga.com
создание таймера опроса времени обращений к HDD: Л ИСТИН Г 3
записи и чтения данных
procedure 0ntmr2(uTimerlD, uMessage: uint;dwUser, dwl, dw2: dword)
stdcall;
begin
// доступ к PhysicalDriveO
DeviceloContro1(hdn,
IOCTL_DISK_PERFORMANCE,
0,
o,
@dp,
SizeOf(DISK_PERFORMANCE),
lBytesReturned,
0);
// проверка времени обращений- чтения
if dp.ReadTime <> OldReadTime then begin
ОIdReadTime:= dp.ReadTime;
scroll(true) // зажигаем индикатор
end else scroll(false); // гасим индикатор
// проверка времени обращений- записи
if dp.WriteTime о OldWriteTime then begin
01dWriteTime:= dp.WriteTime;
scrol1(true)
end else scroll(false);
end;
// создание таймера-
procedure timer_create;
begin
tmr2:= timesetevent(10, 0, @0ntmr2, 0, 1)
end;
// уничтожение таймера-
procedure timer_destroy;
begin
tImeK11lEvent(tmr2)
end;
Рис. 4. “Несовместимые клавиатуры”
Если тема представляет для вас интерес - пиши-
те, задавайте вопросы на форуме:
http://raxp.radioliqa.com/forum
Литература, ресурсы
1. Е. Бадло, С. Бадло. Виртуальные приборы. Градусник для винчестера. - Радиолюбитель, 2009, №4, с. 36-39.
2. MSDN. DISK_PERFORMANCE Structure - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa363991 (v=vs.85).aspx
3. MSDN. Keybd_event Function - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms646304(v=vs.85).aspx
4. MSDN. MapVirtualKey Function - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms646306(v=vs.85).aspx
5. MSDN. Get Key St ate Function - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms646301 (v=vs.85).aspx
6. MSDN. CreateFile Function - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa363858(v=vs.85).aspx
7. MSDN. DeviceloControl Function - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa363216(v=vs.85).aspx
8. Бесплатная IDE среда разработки TurboDelphi-Lite портабле -
http://www.andyaska.com/?act=download&mode=detail&id=34
9. Исходники тестовой утилиты - http://raxp.radioliqa.com/cnt/s.php?p=hdd.zip
&
U Радиолюбитель - 05/201 1
24
fl МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ fl
Алексей Филипович
г. Дзержинск
E-mail: servissistemy@narod.ru
Альтернативная прошивка
набора NM8036.
Часть первая: Часы-термометр
Продолжение. Начало в
Ek №6-11/2010; №3-4/2011
Для того, чтобы устройство нор-
мально работало при первом вклю-
чении, когда в eeprom микроконт-
роллера содержится “мусор”, вве-
дем функцию сброса настроек по
умолчанию (файл “main.с”), см.
врезку 21.
Сброс настроек будет осуще-
ствляться, если при включении пи-
тания микроконтроллер обнару-
жит, что результат первого АЦП
преобразования будет находиться
в интервале значений от 866 до
950, что соответствует нажатой
кнопке “ОК”. Таким образом, если
при подаче питания на устройство
удерживать в нажатом состоянии
кнопку “ОК”, произойдет сброс на-
строек на умолчания, заключаю-
щийся в следующем:
- звук включен;
- контрастность дисплея равна
47%;
- яркость подсветки LCD равна
78%;
- интервал индикации темпера-
тур составляет 1 секунду;
- на LCD отображается только
время;
- названия всех датчиков: “дат-
чик:”.
Кстати, о названиях датчиков.
Врезка 21:
if(adc_data[1]>866 && adc_data[l]<950) //сброс настроек по умолчанию
{
key = NOKEY;
beepon =1;
Contrast = 120;
Bright = 200;
Time_ind = 1;
indicirovat =0;
eeprom_write_byte(&E_indicirovat, indieirovat);
eeprom_write_byte(&E_beep_on, beep_on);
eeprom_write_byte(&E_Contrast, Contrast);
eeprom_write_byte(&E_Bright, Br ight);
eeprom_write_byte (&E_Time_ind , Time_ind);
eeprom_write_byte(&E_nSensors, 0);
for(n=0;n<N_PR0G;n++) eeprom_write_block(&str3[3], &E_text_sensor[n][0], 7);
};
На форуме Мастер Кит [17], по-
священному набору BM/NM8036,
как-то была высказана идея о том,
что неплохо бы сделать ввод назва-
ний датчиков и изменить индика-
цию так, чтобы эти самые названия
отображались на дисплее. И в са-
мом деле, подумал я, неудобно
ведь, глядя на показания темпера-
туры всех 12 датчиков, вспоминать
или смотреть по шпаргалке, какой
из них за что отвечает. Вот и сде-
лал я этот самый ввод названий
датчиков. Для этого был создан
массив индикации volatile unsigned
char str3[15] = “ 0-датчик:_
(файл “main.h”), в котором при сме-
не индицируемых датчиков, из
eeprom микроконтроллера читает-
ся его название и помещается в
массив str3[], начиная с третьего
символа (напомню, счет элементов
в массивах на языке C++ всегда на-
чинается с нуля), и так семь эле-
ментов подряд.
Вот мы плавно и подошли к опи-
санию индикации и меню в нашей
программе. За то, в каком пункте
меню мы находимся, будет отве-
чать у нас счетчик меню - перемен-
ная volatile unsigned char menu = 0;,
которая при включении устройства
(начальной инициализации регис-
тров микроконтроллера при сбро-
се) будет равна нулю.
Итак, по порядку.
Главное меню - оно же основ-
ной экран индикации. Здесь мы
будем отображать дату, время и
значения температур и названий
датчиков с автоматической сменой
показаний через заданные пере-
менной значение volatile unsigned
char ind; секунд (рис. 32).
Для удобства восприятия про-
граммы будем нумеровать пункты
меню устройства не по порядку, а
особым образом. Пункт главного
меню нумеруем одной цифрой, на-
пример, для меню поиска датчиков
температуры цифрой 2. Подпункт
этого же меню двумя такими же
цифрами (22), а дальнейшие “под-
пунктики” трехзначным числом
(220...225). Это позволит нам
иметь до 10 пунктов меню по 10
подпунктов и еще множество “под-
пунктиков” в каждом, используя
лишь однобайтное представление
числа menu.
Как показал мой опыт эксплуа-
тации наборов 8036, в большин-
стве случаев индикации темпера-
тур только первых 12 датчиков
явно недостаточно. Устраним этот
недочет: будем показывать темпе-
ратуру и названия первых unsigned
char indicirovat; датчиков. Будем за-
писывать любое число от 0 до 32 в
эту переменную. В соответствии с
ней и покажем на экране устрой-
ства температуры датчиков. Как
уже было сказано выше, при зна-
чении indicirovat = 0 - будем ото-
бражать только текущую дату и вре-
мя. Количество одновременно ин-
дицируемых на LCD датчиков у нас
ограничено количеством строк ис-
пользуемого ЖКИ-модуля, следова-
тельно, датчики будем отображать
1 1 - датчик: -1 4, 5'с
12-Ванная: 22.8'с
I Рис. 32 |
25
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ fl
Врезка 22:
switch (menu)
{
case 0:
{
if(ind)
{
i = 2*ind - 2;
n = 2*ind - 1/
eeprom_read_block(&str3[3], &E_text_sensor[i][0] , 7);
_lcd_SetPos(0,0); //Выводим первую строку
led print temp(temp [ i 1 , i, NO_MIGANIE); //вывод температуры текущего датчика на Isd
eeprom_read_block(&str3[3], &E_text_sensor[n][0], 7);
_lcd_SetPos(0,1); //Выводим вторую строку
if(n<indicirovat) led print temp(tempFnl, n, NO_MIGANIE); //вывод температуры текущего датчика на Isd
else _lcd_Printf(« «);
J
else
{
//Чтение времени с часов
DS1307_read_time();
//Индикация времени
time_to_lcd (date, month, year, day, hour, minute, second);
};
if(key == OK)
{
menu = 1;
break;
J
};
break;
по два на один экран индикации
(врезка 22).
“А что, если установить перемен-
ную indicirovat равную нечетному
числу, ведь в LCD две строки?” -
спросит внимательный читатель.
Что ж, предусмотрим и этот случай,
и будем вместо названия и темпе-
ратуры последующего датчика вы-
водить пустую строку (16 пробелов).
Подпрограмма индикации тем-
пературы lcd_print_temp (темпера-
тура, номер датчика, мигать ли но-
мером датчика) выглядит вот так
(врезка 23).
Врезка 23:
//Мигание номером датчика и температурой
«define MIGANIE 1
«define NO_MIGANIE 0
//Вывод температуры на led в формате «» 0-датчик:-25,2С»;>>
void led print temp(const signed int temp, const unsigned char nomer, const unsigned char migat)
{
str3[0]=str3[10]=str3 [11]=' ";
IntToStr((int)(nomer+1),&str3[0],2); //номер датчика
if(migat&&mig) str3[0]=str3[1]=' ";
if(temp == NO_SENSOR) str3[11]=str3[12]=str3[14]='-';
else
{
IntToStr((signed int)(temp/10),&str3[10],3); //вывод целой части
IntToStr((signed int)(temp%10),&str3[14],1); //вывод дробной части
if(temp<0)
{
if(temp>-100) str3[11]='-';
else str3[10]='-';
J
};
_lcd_Out(str3,15);
_lcd_WriteDataByteToDisplayRAM_A(0x00);
J
Она использует все тот же мас-
сив индикации str3[];, упомянутый
выше. Мигание номером датчика нам
понадобиться в дальнейшем при вы-
боре номера датчика для ввода его
названия. Как видно из текста под-
программы (врезка 23), знак (ми-
нус) при выводе отрицательных тем-
ператур у нас “перемещается” по
массиву индикации, следуя разряд-
ности отображаемой температуры.
Температуру на ЖКИ и назва-
ния датчиков мы вывели. Теперь
займемся собственно поиском са-
мих датчиков (врезка 24).
Теперь датчики найдены. Сопо-
ставление логических датчиков с
физическими, как в оригинальной
прошивке 8036, мы произвели в
пункте подменю №220. Для чита-
телей, плохо разбирающихся в
языке программирования C++ по-
ясню, как это было сделано.
Перед поиском датчиков в 22-
ом подменю мы “стерли” (заполни-
ли нулями) eeprom микроконтрол-
лера в разделе, отведенном под
хранение серийных номеров датчи-
ков gSensorlDs_E [][] и обнулили
массив gSensorlDs[][] в опера-
тивной памяти. Далее выполни-
ли поиск датчиков командой
nSensors =search_sensors();. При
этом серийные номера всех най-
денных датчиков были сохране-
ны в массив gSensorlDs[][] начи-
ная с нулевого элемента. Сле-
дующим шагом стало сохранение
числа найденных датчиков в
eeprom. По окончании этой опе-
рации каждому из найденных дат-
чиков посылалась команда
DS18X20_get_power_status();
для определения типа питания дат-
чика. В случае если датчик включен
по трехпроводной схеме с внешним
питанием, он настраивался коман-
дой DS18X20_write_scratchpad();
на преобразование температуры
26
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ fl
Врезка 24:
case 2:
{
_lcd_SetPos(0,0); //Выводим первую строку
_lcd_Printf(« Поиск установ-»);
_lcd_SetPos(0,1); //Выводим вторую сороку
_lcd_Printf(«ленных датчиков «);
};
break;
case 22:
{
_lcd_SetPos(0,0); //Выводим первую строку
_lcd_Printf (« Поиск датчиков «);
_lcd_SetPos(0,1); //Выводим вторую строку
_lcd_Printf (« DS18X20 ... «);
for(i=0;i<N_PROG;i++) gSensorIDs[i][0] = 0; //обнуление массива ID-датчиков
eeprom_write_block(&gSensorIDs, &gSensorIDs_E, (N_PROG*OW_ROMCODE_SIZE));
nSensors = search_sensors();
eeprom_write_byte(&E_nSensors, nSensors);
eeprom_write_byte(&E_indieirovat, 6);
for (i=0;i<nSensors;i++)
{
if(gSensorlDs[i][0] == DS18B20_ID)
{
if (DS18X20_get_power_status(&gSensorIDs [i] [0] )==DS18X20_POWER_PARASITE)
//если датчик с паразитным питанием
{
if(DS18X20_write_scratchpad(&gSensorIDs[i][0],0,0,DS18B20_9_BIT)!=
DS18X20_OK || DS18X20_copy_scratchpad(DS18X20_P0WER_PARASITE,
&gSensorIDs[i][0])!=DS18X20_OK)
//копирование параметров e eeprom датчика
funcptr(); //начать прогу с начала, как при включении МК
}
else
{
if(DS18X20_write_scratchpad(&gSensorIDs[i][0],0,0, DS18B20_12_BIT)!=
DS18X20_OK //запись в датчик порогов температурной сигнализации
//и разрешения преобразования 12 бит
I |DS18X2 0_copy_scratchpad(DS18X2 0_POWER_EXTERN,
&gSensorIDs[i][0])!=DS18X20_OK) //копирование параметров в eeprom датчика
funcptr(); //начать прогу с начала, как при включении МК
}
}
};
n = z = 0;
menu = 220;
};
break;
case 220:
{
//Вывод на LCD кол-ва датчиков
_lcd_SetPos(0,0); //Выводим первую строку
if(nSensors)
{
str2[0] = str2 [б] = " ";
IntToStr((int)(nSensors),&str2[6],2); //количество датчиков
IntToStr((int)(n+1),&str2[0],2); //номер датчика
if(mig) str2[0] = str2 [1] = " ";
str2[10]=str2[11]=' ";
IntToStr((signed int)(temp[n]/10),&str2[10],3); //вывод целой части
IntToStг((signed int)(temp[n]%10),&str2[14],1); //вывод дробной части
if(temp[n]<0)
{
if(temp[n]>-100) str2[11]
else str2[10]='-';
};
_lcd_Out(str2,15); //вывод температуры текущего датчика
_lcd_WriteDataByteToDisplayRAM_A(0x00);//символ градуса
_lcd_SetPos(0,l); //Выводим первую строку
strO[12] = " ";
IntToStr((int)(z+1),&str0[12],2); //номер назначения
if(eeprom_read_byte(&gSensorIDs_E[z][0])) str0[14] = "M"; //вывод запомнено ли
else str0[14] = " ";
if(mig) strO[12] = str0[13] = str0[14] = " ";
_lcd_Out(strO,16);
}
else
{
_lcd_Printf(«Датчиков не най-»);
_lcd_SetPos(0,l); //Выводим вторую строку
_lcd_Printf(«дено! Повторить?»);
}
};
break;
27
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ fl
с разрядностью 12 бит и в его eeprom сохранялись эти
настройки (команда DS18X20_copy_scratchpad();).
Аналогично датчики с паразитным питанием переклю-
чались в режим преобразования с разрешением 9 бит.
Здесь следовало бы упомянуть несколько особен-
ностей подключения датчиков по схеме с паразитным
питанием. Если читатель решит использовать двухпро-
водное подключение, то необходимо помнить, что
крайне нежелательно подключать более 10 датчиков
к устройству, используя лишь паразитное питание. Так
же нежелательно применять в этом случае провод
длинной более 10 метров. О применении не витой пары
или экранированного кабеля в этом случае вообще
можно забыть. Кроме того, обращаю внимание на не-
обходимость соединения вывода питания датчика Vdd
с общим проводом шины 1-wire (GND) при использо-
вании паразитного питания. В случае несоблюдения
последней рекомендации (вывод Vdd никуда не под-
ключен) имеют место многократные “перезагрузки”
датчиков температуры в результате наведенных на не-
подключенный вывод помех. Сразу после сброса из-
меренная датчиком температура составляет +85,0°С,
что и отображается на ЖК-дисплее.
Пороги температурной сигнализации, имеющиеся
в датчиках температуры DS18B20, мы не используем,
так как в дальнейшем все процедуры сравнения тем-
ператур будем осуществлять программно. Поэтому за-
пишем в датчик значения порогов, равные нулю. Дат-
чики температуры DS1820, DS18S20 не содержат внут-
ренней памяти eeprom и управляющих регистров, по-
этому работа с памятью на них не распространяется.
Кроме того, разрешение преобразования температу-
ры в них строго фиксировано - 9 бит и не подлежит
изменению. Именно по этой причине в программе пре-
дусмотрена проверка наличия типа датчика DS18B20
(if(gSensorlDs[i][0] == DS18B20_ID)).
Далее осуществляется автоматический переход в
пункт меню 220, в котором пользователю, если датчи-
ки найдены, предлагается произвести сопоставление
физических датчиков логическим. Если датчиков нет
- выводится соответствующее сообщение. При сопо-
ставлении номеров физических датчиков логическим
можно было воспользоваться массивом соответствия,
в котором для каждого логического датчика в ячейке
памяти содержался бы номер физического. Но мы так
не поступили по двум причинам: Во-первых, это по-
требовало бы дополнительно 32 байта оперативной
памяти. Во-вторых, для обращения к конкретному дат-
чику нам пришлось бы использовать ссылку указате-
ля на указатель или массив в массиве, что не только
замедлило бы выполнение программы, но и было бы
слишком запутанно и невежливо с точки зрения хоро-
шего тона “правильного программирования”.
Для сопоставления датчиков мы просто будем со-
хранять в eeprom микроконтроллера физические серий-
ные номера датчиков на место, соответствующее ло-
гическому датчику (врезка 24). Например, физический
датчик №4 мы хотим сделать логическим с №8 и логи-
ческим с №30. Для этого сохраним его серийный но-
мер в ячейки с номерами 8 и 30 в массиве gSensorlDs_E
[][] eeprom. В дальнейшем после окончания сопостав-
ления датчиков и при каждом включении устройства
считаем массив серийных номеров из eeprom в опера-
тивную память (eeprom_read_block(&gSensorlDs,
&gSensorlDs_E, (N_PROG*OW_ROMCODE_SIZE)); ) и
получим возможность прямого обращение к логичес-
ким датчикам.
Датчики мы нашли. Физические номера датчиков
логическим сопоставили. Теперь нужно как-то изме-
рить температуру. Для этого датчикам необходимо
подать команду измерения температуры
DS18X20_start_meas(DS18X20_POWER_PARASITE, NULL)
и спустя минимум 750 мкс считать показания датчика.
Так как датчиков у нас несколько, то команду запуска
измерений подадим сразу всем. Для этого используем
широковещательный нулевой адрес (NULL). По оконча-
нии отсчета времени, которое производится в подпрог-
рамме обработки прерывания по переполнению тайме-
ра 2, поочередно, каждому из датчиков, используя со-
храненный ранее его физический номер, будем пода-
вать команду чтения температуры. Делать будем это до
тех пор, пока все 32 датчика не переберем, независимо
от того, есть ли этот датчик на самом деле. В случае
отсутствия такового подпрограмма чтения температура
будет возвращать значение NO_SENSOR = 0x8000, сиг-
нализирующее том, что такого датчика нет (врезка 25).
Врезка 25:
if (f lagternp==0)
{
if(sensor<N_PROG-1)
{
i = DS 18X20_read_nieas(&gSensorIDs [sensor] [0] ,&subzero,&cel,&cel_frac_bits) ;
//чтение температуры с датчика
if (i==DS18X20_OK) temp[sensor] = DS 18X20_ternp_to_decice 1 (subzero, cel, cel_frac_bits);
else temp[sensor] = NOSENSOR;
sensor++; //следующий датчик
}
else
{
sensor = 0;
if(DS18X20_start_meas(DS18X20_POWER_PARASITE,NULL)!=DS18X20_OK)
funcptr(); //старт измерения температуры для всех датчиков
flagtemp = 30;
}
}
28
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ fl
Врезка 26:
//Вывод линейной диаграммы в виде I I I I I I I-
void diag (unsigned int t,unsigned char p)
{
unsigned char n;
_lcd_SetPos(0,1);
wdt_reset(); //сброс сторожевого таймера
n=0;
while(t>(p-l))
{
t-=p;
_lcd_WriteDataByteToDisplayRAM(0x04);//"|I I"
n++;
J;
if(t>((p/3)*2))
{
_lcd_WriteDataByteToDisplayRAM(0x01);//" I I
n++;
J
else
{
if(t>(p/3))
{
_lcd_WriteDataByteToDisplayRAM(0x02); //" I —"
n++;
J
J;
for (;n<16;n++) _lcd_WriteDataByteToDisplayRAM(0x03) ;//
Литература, ресурсы
17. http://www.masterkit.ru/forum/viewtopic.php?t=906
Итак, датчики мы нашли, темпе-
ратуры измерили и вывели на дис-
плей вместе с названиями датчи-
ков. Теперь вернемся к меню уст-
ройства.
Для регулировки яркости и кон-
трастности ЖКИ достаточно изме-
нять содержимое регистров срав-
нения таймеров-счетчиков микро-
контроллера OCR1BL и OCR0 со-
ответственно.
Для отображения диаграмм уров-
ня регулировок создадим специаль-
ную подпрограмму diag (значение,
делитель), которую поместим в
файл “diagramma.c” (врезка 26).
Окончание в №6/2011
МР2896 - ВСТРАИВАЕМАЯ МИКРОСИСТЕМА:
FM, USB, SD, ДУ, ЧАСЫ / БУДИЛЬНИК. LED ДИСПЛЕЙ
МР2896 позволяет проигрывать звуковые файлы, записанные в фор-
мате MP3, WMA на любом USB-носителе, или SD карточке. На борту
модуля установлен цифровой стереофонический FM тюнер. Модуль име-
ет коммутируемый линейный вход. Функция эквалайзер позволяет регу-
лировать тембр воспроизведения музыкальных файлов записанных на
SD или USB флеш память с предустановками: рок, классика, норма, поп.
Особое внимание обратите на функцию будильник во встроенных
часах.
На борту модуля установлен USB-host контроллер для чтения музы-
кальных файлов записанных на любой USB флэш-накопитель или вне-
шний жесткий диск.
Встроенный усилитель мощности позволит непосредственно к мо-
дулю подключить стереофоническую акустическую систему.
Технические характеристики:
Напряжение питания постоянное, В 5
Диапазон воспроизводимых частот, Гц 20 ... 20000
Максимальный потребляемый ток, мА 150
Входное сопротивление линейного входа, кОм 47
Максимальный уровень входного сигнала, В 2
Напряжение на линейном выходе, В 1,5
Мощность встроенного УНЧ, Вт 2x3
Поддерживаемые битрейты, kbit/s 32-320
Диапазон настройки тюнера, в диапазоне FM, МГц 87 ... 108
Номинальная дальность действия пульта ДУ, м 8
Размеры пульта ДУ, мм 40x85
Размеры печатной платы, мм 50x55
Размеры модуля в сборе, мм 75x50x50
29
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl МАСТЕР КИТ fl
| Разрабатывая различные устройства для автоматизации уп-
| равления различными приборами, всегда сталкиваешься с
проблемой: оно уже находится у потребителя, а необходимо
изменить его функционал, добавить настройки, устранить
। ошибки (а они всегда есть, хотя если они задокументированы -
I это уже не ошибка ©). И хорошо, если эта задача решается
| путем изменения управляющей программы для ПК! Гораздо
| проблематичнее влезть во внутренний алгоритм работы при-
бора, тем более что это требует определенных навыков и
Сергей оборудования, в простейшем случае - программаторы. Поэто-
Шереметьев ' му я поставил для себя цель: создать максимально гибкое
г. Дубна I устройство, дружелюбное к конечному потребителю.
Устройство отладки USB-гаджетов
Итак, за основы был взят мик-
роконтроллер фирмы ATMEL
ATmega64. Почему именно он? По-
удобнее его программирование
под конкретную задачу конечного
потребителя. Естественно, без при-
тому что он широко распространен,
на него много документации и при-
меров, для него есть бесплатная
среда разработки и отладки, он
имеет мощную архитектуру и боль-
шой объем памяти команд и дан-
ных, имеет много портов ввода-вы-
вода, неприхотлив и надежен в
умелых руках.
Основной изюминкой проекта было
влечения дорогих или сложных
вспомогательных аксессуаров. По-
этому для этой цели выбран интер-
фейс USB, так как одни (ВТ, WiFi и
т.д.) достаточно сложные для про-
граммной реализации, другие (IR,
PLT, PS/2, RS-232) явно морально
устарели, к тому же не во всех ПК
есть в наличии.
Этап 1 - разработка схемы. Основ-
решение реализовать максимально
ное условие - минимум компонентов,
максимум возможностей. Результат
Этап 2 - разработка печатной
платы. Основное требование - ми-
нимум занимаемой площади, про-
стота подключения дополнитель-
ных компонентов, плат. На рис. 2
приведена печатная плата устройства
(размер - 38x48 мм), а на рис. 3 -
монтажная схема.
Этап 3 - разработка программ-
ного обеспечения. В микроконтрол-
лере реализовано стандартное
HID-устройство, не требующее ус-
тановки дополнительных драйве-
ров, выполняющее функции заг-
рузки и запуска приложения. При
включении питания всегда старту-
ет загрузчик, при отсутствии обра-
щения к нему в течение 15 секунд
устройство автоматически запус-
кает приложение пользователя.
Программа для ПК позволяет заг-
ружать в устройство как обычные
Таблица 1
С1, С5, С6 САР0805 1 мкФ
СЗ, С4 САР0805 12 пФ
С2 САР7343 100uF 6V
DD1 ATMEGA64-16AU
VD1, VD2 Стабилитрон 3,6 В
L1 Индуктивность 0805 10 мкГн
Q1 Кварц 15 МГц
R1 RES0805 10...25 кОм
R2, R5 RES0805 80...100 Ом
R3 RES0805 120...150 кОм
R4 RES0805 1,5... 1.8 кОм
J7 Разъем USB
Л, J2, J3, J4 Разъем PLD (шаг 2.54)
Плата 38x48 мм
30
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl МАСТЕР КИТ fl
I Рис. 2 |
I Рис. 3 I
bin-файлы, так и зашифрованные
cbin-файлы. Аппаратные средства
микроконтроллера позволяют за-
щитить программное обеспечение
от считывания, что открывает воз-
можности коммерческого исполь-
зования устройства.
Этап 4 - разработка продукта
на базе устройства.
В качестве примера приведу
продукт МАСТЕР КИТ МР724, ра-
ботающий по данной технологии.
Его описание см. далее.
Заключение
Описание и другую информацию вы можете найти на сайтах www.masterkit.ru и www.usbserqdev.narod.ru.
Кроме описанного выше, МР724 позволяет отображать температуру в 5-ти точках на дисплее 7x35 точек, имеет
5 встроенных светодиодов и позволяет подключать 5 независимых RGB-лент (всего 15 каналов) для создания
комфортного освещения. Кроме того, написан плагин для Winamp, позволяющий создавать эффектное свето-
вое сопровождение воспроизводимой музыки. _
_______________________________________________________________________________________&
EK-001 - FM РАДИОПРИЁМНИК - РАДИОКОНСТРУКТОР -
РАСКРАСКА ЧУДО КИТ
Конструктор позволяет собрать действующий радиоприёмник диа-
пазона FM. Собранные и спаянные модули необходимо только соеди-
нить между собой по приведённой в описании схеме.
Не требует пайки.
Внимание! Семилетний мальчик собирает его за 25 минут, двенад-
цатилетняя девочка - за 10 минут, но потом они три дня его разукра-
шивают.
Комплект ЕК-001: динамик, две батарейки ААА.
Приём в диапазоне FM. Режим автопоиска.
Более подробная информация по детским электронным конструкторам:
www.chudokit.ru
ЕК-003 - СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЙ УКВ, FM ТЮНЕР -
НЕ ДЕТСКИЙ РАДИОКОНСТРУКТОР -
РАСКРАСКА ЧУДО КИТ
Набор позволяет собрать стереофонический радиоприёмник веща-
тельных станций в диапазоне УКВ-FM.
Собранные и спаянные модули необходимо только соединить между
собой по приведённой в описании схеме. Не требует пайки.
Внимание! Семилетний мальчик собирает его за 25 минут, двенадца-
тилетняя девочка за 10 минут, но потом они три дня его разукрашивают.
Комплект ЕК-003: стереоколонки, пульт ДУ.
Приём в диапазонах УКВ и FM. Память на три станции. Индикация
режимов работы.
Более подробная информация по детским электронным конструкторам:
www.chudokit.ru
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
31
МАСТЕР КИТ
Сергей
Слепнев
г. Зеленоград
Данная разработка представляет собой USB-устройство, позволяющее
измерять и отображать температуру в 5-ти точках, управлять 15-ю
каналами светодиодных лент.
Универсальное
USB-устройство МР724
Внешний вид МР724 представлен на рис. 1, схема
электрическая принципиальная - на рис. 2.
Устройство (рис. 1) может работать в следующих
режимах:
автономный
под управлением ПК (Windows)
обновление ПО (Windows)
тестовый
В автономном режиме последовательно отобра-
жаются температуры 5-ти датчиков (Dallas DS18B20,
монтируются самостоятельно, не входят в комплект),
номер датчика подсвечивается светодиодом над дис-
плеем. Точность отображения температуры - 1°С, ди-
апазон измерения температуры от -55°С до +125°С.
Если не установлено ни одного датчика, то светодио-
ды не горят, а на дисплее отображается 0°. Если ка-
кой-либо датчик не установлен, то он пропускается.
Устройство переходит в автономный режим при отсут-
ствии команд управления со стороны ПК через задан-
ный (1 ...255 сек) промежуток времени.
Режим под управлением ПК позволяет отображать
любую информацию на дисплей 7*35 точек, управлять
Рис. 1. Внешний вид МР724
яркостью 5-ти светодиодов над дисплеем и 15-ю ка-
налами внешних светодиодов. Алгоритм управления
задается программой. Например, плагин для WinAmp
MP724_Winamp.dll позволяет создать эффектное све-
товое оформление помещения при проигрывании му-
зыки (Delphi, исходный код).
Режим обновления ПО позволяет загружать обнов-
ления программы при ее дальнейшем развитии.
Тестовый режим позволяет проверить работоспо-
собность устройства (датчиков температуры,дисплея,
светодиодов).
Рис. 2. Схема электрическая принципиальная
32
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl МАСТЕР КИТ fl
Программное обеспечение
Для дополнительной настройки режимов работы уст-
ройства загрузите программу MP724.exe (рис. 3) Читай-
те подсказки, всплывающие при наведении мышки на со-
ответствующие кнопки и регуляторы.
Программа позволяет настраивать яркость светодиодов,
показывающих номер температурных датчиков (вкладка
Светодиоды), экспериментировать с отображением инфор-
мации на дисплее (вкладка Дисплей), управлять текущей
яркостью и предустановленной яркостью внешних свето-
диодных лент (вкладка Внешние светодиоды). Дополни-
тельные настройки позволяют задавать время перехода в
автономный режим отображения температуры и время ото-
бражения текущей температуры датчиков DS18B20.
Кнопка “Инфо” отображает информацию о програм-
ме и подключенном устройстве МР724.
Кнопка “Перезапуск” позволяет перезапустить уст-
ройство с переходом на загрузчик обновления ПО уст-
ройства. При отсутствии запущенной программы
MP724_BOOT.exe устройство перейдет в нормальный
режим работы через 15 секунд.
Кнопки “Загрузить” и “Сохранить” позволяют сохра-
нять и загружать настройки устройства.
Файл настроек имеет следующие поля:
текущая и предустановленная яркость температурных
светодиодов, значения О.. .255
[LED.T]
STATE1=0
STATE5=16
DEFAULT1=12
DEFAULT5=16
состояние дисплея, значения О... 127
[LED_D]
STATE11=8
STATE15=0
STATE35=127
текущая и предустановленная яркость дополнительных
светодиодов, значения О.. .255
[LED_RGB]
STATE1=255
STATE15=85
DEFAULT1=255
DEFAULT15=100
время перехода в автономный режим и длительность
отображения текущей температуры, значения О.. .255
[SYS]
NOT_USB_DELAY=0
TEMP_DELAY=1
Если какие-либо настройки изменять не требуется, то
просто удалите их из файла настроек.
Рис. 3. Оболочка программы для МР724
Выход из автономного режима происходит при любой
операции с устройством. Реализована возможность заг-
рузки файла настроек из командной строки, для этого
нужно выполнить команду: PM724.exe <имя !т-файла>
Указывайте полный путь к ini-файлу! Можно создать яр-
лык на рабочем столе и назначить для него горячую клави-
шу, что даст возможность быстро изменять текущую яркость
и цвет светодиодных лент. Возможно использовать для этих
целей ИК-пульт МАСТЕР КИТ, например MP708/MP708N.
Для обновления ПО устройства необходимо скачать
программу MP724_BOOT.exe и файл обновления прошив-
ки MP724.cbin. Последовательность действий:
запустите программу MP724_BOOT.exe
загрузите файл прошивки Файл->Открыть
отключите и включите заново устройство
(либо выполните команду Перезапуск
из программы MP724.exe)
выполните команду ОБНОВИТЬ.
Для создания светового оформления помещения заг-
рузите WinAmp-плагин MP724_Winamp.dll и поместите в
директорию [путь к Winamp]\Plugins. В настройках Winamp
выберите Options->Preferences->Vizualization->MP724,
запустите плагин, нажав Ctrl+Shift+K.
Конструкция
Конструктивно устройство выполнено на двусторон-
ней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита
размером 134,5x35 мм (рис. 4). Перечень компонентов
представлен в таблице 1.
Через USB-разъем устройство подключается к ПК.
Разъемы JT1-JT5 предназначены для подключения тем-
пературных датчиков, JL1-JL5 - для подключения вне-
шних светодиодных лент (общий +, квадратный вывод).
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
33
fl МАСТЕР КИТ fl
Рис. 4. Монтажная
схема
Рис. 5. Расположение
выводов
температурного
датчика
Таблица 1. Перечень компонентов
С1, С2 САР0805 27 пФ CERCAP 30p/50V 0805 JNPO (YAG)
СЗ, С4 САР0805 1 мкФ CC0805KKX7R7BB105 (YAG)
С5 САР7343 ТЕСАР 100/10V D 10 (VISHAY)
DE1 АТ24СЮ24 AT24C1024BN-SH25-B (ATMEL)
DD1 ATMEGA64 ATmega64-l6AU (ATMEL)
DA1 DS18B20 DS18B20
VD1, VD2 Стабилитрон 3,6 В BZV55-C3V6.115 (NXP)
DH...DI3 Индикатор MATRIX 5*7 SD-757AX (Blue)
Q1 Кварц 15 МГц KX-3H 15.0 MHz
R1, R2 RES0805 68 Ом RES 0805 75R 1% (YAG)
R3 RES0805 120 кОм CR0805-FX-1333E (BOURNS)
R4 RES0805 1,5 кОм RES 0805 1K5 1% (YAG)
R5 RES0805 15 кОм RES 0805 15K 5% (ROY)
R6...R12 RES0805 470 Ом RES 0805 430R 1% (YAG)
R13...R17 RES0805 4,7 кОм RES 0805 4K75 1% (YAG)
R18...R22 RES0805 1 кОм RES 0805 1K1 5% (YAG)
VT1...VT15 N транзистор IRFZ44NPBF (IR)
Л Разъём USB USB-AP-1P
J3 Разъём SH131A-5.0-21
Разъём PLS Con PLS-40 (HSM)
LED1...LED5 Светодиод сверхъяркий, круглый 5 мм C503B-RAN-CY0B0AA1 (CREE)
Питание +12 В для внешних светодиодных лент подается
через разъем J3 (соблюдайте полярность!).
Микроконтроллер выполняет следующие задачи:
обеспечение связи с ПК
обновление программы контроллера
считывание температуры датчиков
отображение на точечном дисплее
управление яркостью 5 встроенных светодиодов
управление яркостью 15 внешних светодиодных лент
При подключении к USB устройство обнаруживается си-
стемой и не требует установки дополнительных драйверов.
Вначале запускается программа, позволяющая загружать
обновление или любую другую программу пользователя в
bin-формате. Это открывает широкие возможности как для
дальнейшего его усовершенствования, так и для самостоя-
тельного написания программ пользователям, не имеющим
программатора для ATmega64.
Подключаемые датчики температуры DS18В20 считыва-
ются по однопроводному интерфейсу, данные обрабатыва-
ются и динамически выводятся на дисплей 7x35 точек. При
этом поддерживаются 2 типа дисплея - с общим катодом и
общим анодом, их тип настаивается программно и сохраня-
ется в энергонезависимой памяти контроллера. Отображае-
мый в данный момент датчик температуры подсвечивается
одним из 5-ти светодиодов, яркость которых настраивается
пользователем. Расположение выводов температурного дат-
чика приведено на рис. 5.
Дополнительно к устройству можно подключить 5 RGB
светодиодных лент (всего 15 каналов), яркость которых так-
же настраивается пользователем. Максимальный ток на ка-
нал ограничен толщиной проводников печатной платы, но
может быть существенно увеличен (до 49 А) путем вынесе-
ния полевых транзисторов на внешний радиатор, используя
при этом более толстые провода.
Управление яркостью светодиодов производится про-
граммно, с помощью широтно-импульсной модуляции на
частоте примерно 100 Гц. Скважность сигнала при этом мо-
жет изменяться от 0 до 1, всего 255 ступеней.
Устройство не требует особых навыков для подключения,
доставит несомненное удовольствие при использовании.
Ресурсы проекта (файл MP724.zip) вы можете загрузить
с сайта нашего журнала:
http://www.radioliga.com (раздел “Программы”)
и сайта разработчика: http://www.masterkit.ru
Заключение
у * Заказать МР724 - “Winamp - спектроана-
J iIВ лизатор, 15-канальная цифровая цвето-
музыка, 5-канальный термометр” можно по бесплатному
номеру с мобильного или городского телефона в России
по линии заказа МАСТЕР КИТ: 8-800-200-09-34 (с 9.00 до
18.00, кроме выходных).
34
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
Стартовая площадка
Александр Ознобихин
г. Иркутск
Введение
Стартовая площадка (далее про-
сто СтП) является занимательной иг-
рушкой (и не только) - устройством
с реверсивным таймером для запус-
ка упрощенной модели ракеты. От-
счет времени, оставшегося до пуска
ракеты, отображается семисегмент-
ным светодиодным индикатором и
сопровождается сиреной - прерыви-
стым тональным сигналом. По окон-
чании работы таймера срабатывает
электромагнит, который “отпускает”
ракету вертикально вверх. При не-
обходимости СтП можно переобору-
довать так, чтобы электромагнит уп-
равлял не моделью ракеты, а други-
ми механическими или бытовыми ус-
тройствами по усмотрению изготови-
телей.
Схема
СтП (см. рис. 1) состоит из следу-
ющих основных частей:
HL1 ARL-5013 URC-B____
VD1
1
R1
270k
—EH—
VD2 —
> 2
ДШ"15" 3
4
12
.13
D4
f 1
D1
D2
D3
DD1
Пд
CT2
561
ИЕ11
1
2
4
8
5
3
2
4
С1
10 мкФ
хЮВ
R3
27k
SA1
"Стоп"
3
"Пуск"
КД226Д
----- w IV1 I.
(бел. пол.) -ytttw
800В 1,7А ||—111 И J—
2
+5В
16 DD2
HG1
E10521-J-O-O-W
6
11
14
2
C
ns
- к
1
2
4
8
DS
K176
ИД2
(+3...
15B)
a
b
c
d
e
f
g
_9_____
10 1
11___9
12 7
13___6
15___4
14 5
a
b
c
d
e
f
g
(OK)
a
fl_g_lb
el d|c
HG1
10 S 8 7 в
РЕ
УСТ.
OKlOA
Ю
со
6
3 чёрн. пол.
R5 [
270k
R4
270k
PA3P.
СЧ.
КП504
ИСЗ
CJ
C
±1
R
6
C2 22 mk x
У= x10B
DD3.3
w
6
___5^
Л.15
___10
___9
6
7
DD3.1
+50В
5
IR1340
зси
R8
10k
DD3
6
VD6
Foi
Х/Т2-КП504А; DD1 К561ИЕ11; DD2 К176ИД2; DD3 К561ЛА7; VD1-VD5 КД522Б; VD6 КД226А.
R9 390
СЛ0Ж
ВЫЧИТ
I Рис.1 —I
VD3
-H-
VD4
-K-
-H-
VD5
И R7
El 750k
КП501А
VT2
TR-1203y
+ЗВ 20мА
VT1
КП501А
2
8
1
2
- цепи установки в “0” при вклю-
чении питания на элементах С1, R2;
- тактового генератора на элементах HL1, R3;
- реверсивного счетчика на микросхеме DD1;
- дешифратора “15” (11112) на элементах R1, VD1,
VD2;
- дешифратора DD2, работающего на семисегмен-
тный светодиодный индикатор HG1 красного цвета
свечения с объединенными катодами;
- RS-триггера - подавителя дребезга контактов
тумблера SA1 на элементах DD3.1, DD3.2, R4, R5;
- устройства совпадения - останова счета на эле-
ментах DD3.3, DD3.4;
- формирователя коротких импульсов на элемен-
тах R6, С4;
- логического элемента “ЗИ” на диодах VD3...VD5
и резисторе R7;
- ключа на полевом транзисторе VT1 с его стоко-
вой нагрузкой - активным (имеющим встроенный ге-
нератор) зуммером А1;
- инвертора на элементах VT2, R6;
- токового ключа VT3 и электромагнита Y1, являю-
щегося нагрузкой VT3;
- конденсаторов фильтра С2, СЗ и резистора R9,
ограничивающего ток семисегментного светодиодно-
го индикатора HG1.
При включении питания, конденсатор С1 начинает
заряжаться через резистор R2. Пока конденсатор не
зарядился, на его обкладке присутствует уровень
логической 1, устанавливающий в исходное (нулевое)
состояние счетчик DD1 (по входу “R” - вывод 9). Так-
товый генератор на МСД (мигающем светодиоде) HL1
и резисторе R3 начинает работу, однако счетчик DD1
заторможен пока на входе “разрешение счета” CJ (вы-
вод 5) DD1 уровень логической 1.
Замыкание контактов 1 и 2 тумблера SA1 “Стоп/
Пуск” приводит к подаче отрицательного перепада на-
пряжения (с “дребезгом”) на вход (вывод 5) DD3.2.
RS-триггер на элементах DD3.1, DD3.2, R4, R5 подав-
ляет дребезг контактов SA1 и “выдает” положитель-
ный перепад напряжения “Пуск” на (выводе 4) DD3.2.
Этот перепад “Пуск” подается на левую (по схеме) об-
кладку С4 - вход формирователя коротких импуль-
сов на элементах С4, R6. С правой обкладки конден-
сатора С4 снимается короткий импульс положитель-
ной полярности и подается на вход предустановки РЕ
(вывод 1) DD1. По положительному перепаду на вхо-
де предустановки РЕ (вывод 1) DD1 4-х разрядный
параллельный код (10012= 910) с информационных
входов D1, D2, D3, D4 (выводы 4, 12, 13, 3 соответ-
ственно) DD1 устанавливается на выходах 1, 2, 4, 8
(выводы 6, 11, 14, 2) счетчика DD1. Перепад “Пуск”
также подается на вход (вывод 13) устройства совпа-
дения DD3.4. Так как на другом входе (выводе 12)
DD3.4 - логическая 1 (выходной код DD1 “не равен
15”), на выходе (выводе 11) DD3.4 появляется 0, раз-
решающий счет DD1 по входу “разрешение счета” CJ
(вывод 5). Счетчик DD1 начинает с “девятки” (910) ре-
версивный подсчет импульсов, подаваемых с тактового
Радиолюбитель - 05/201 1|]
35
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
Таблица 1
№ п/п Режим работы Состояние выходов 8, 4, 2,1 DD1 10-чный эквивалент
8 4 2 1
1 Установка в 0 0 0 0 0 0
2 Предустановка “Пуск” 1 0 0 1 9
3 Реверсивный счет 1 0 0 0 8
0 1 1 1 7
0 1 1 0 6
0 1 0 1 5
0 1 0 1 4
0 0 1 1 3
0 0 1 0 2
0 0 0 1 1
4 Срабатывание Y1 0 0 0 0 0
5 Останов DD1 1 1 1 1 15
генератора на элементах HL1 и R3
на синхровход С (вывод 15) DD1. Ре-
верс (обратный отсчет) DD1 задает-
ся низким уровнем на входе “На-
правление счета” (вывод 10) DD1.
4-х разрядный параллельный код
с выходов 1, 2, 4, 8 (выводы 6,11,
14, 2) счетчика DD1 подается на вхо-
ды 1,2, 4, 8 (выводы 5, 3, 2, 4 соот-
ветственно) дешифратора DD2. С
выходов а, Ь, с, d, е, f, g (выводы 9,
10, 11, 12, 13, 15, 14 соответствен-
но) дешифратора DD2 семисегмен-
тный код подается на 7-сегментный
светодиодный индикатор HG1. Так
как индикатор HG1 имеет ОК (объе-
диненные катоды), на вход S (вывод
6) DD2 подан низкий уровень (лог.
0). Реверсивный отсчет импульсов
визуально отображается индикато-
ром HG1. Каждый такт счета дублируется акустически
активным зуммером А1. Зуммер А1 включается в те
моменты, когда на выходе логического элемента “ЗИ”,
собранного на диодах VD3 - VD5 и резисторе R7 при-
сутствует логическая 1. В эти моменты ключ на поле-
вом транзисторе VT1 открыт, сопротивление канала
исток - сток близко к нулю и напряжение источника
питания +5 В поступает на зуммер А1. А1 издает гром-
кий тональный сигнал.
Алгоритм работы счетчика DD1 наглядно отобра-
жается таблицей 1.
При досчете реверсивного счетчика DD1 до 00002 = 010
на выходе переполнение СО (вывод 7) DD1 появля-
ется логический 0, который поступает на затвор поле-
вого транзистора VT2, инвертируется и, снятый с ниж-
него вывода резистора R8, подается на затвор мощ-
ного полевого транзистора VT3. VT3 открывается и
через его стоковую нагрузку - обмотку электромагни-
та Y1 протекает ток. Y1 срабатывает (сердечник Y1
втягивается внутрь катушки) и ракета взмывает в воз-
дух. Индикатор HG1 погасает [код числа 15 не вызыва-
ет свечения индикатора с ОК, поэтому вход К (вывод
7) DD2 можно не переключать в 1], звуковое сопро-
вождение предстартовой готовности прекращается.
Диод VD3 обеспечивает прерывистость звукового
сопровождения. Диод VD4, открываясь нулем на ка-
тоде, запрещает звук в положении “Стоп” тумблера
SA1 “Стоп/Пуск”. Диод VD5 также, открываясь нулем
на катоде, выключает зуммер при достижении счет-
чиком DD1 четырехзначного двоичного кода 11112
(досчете до 1510). Резистор R7 является атрибутом ло-
гического элемента “ЗИ” на диодах VD3...VD5 и обес-
печивает высокий уровень на выходе элемента “ЗИ”
при закрытых диодах VD3...VD5.
При досчете счетчика DD1 до 11112= 1510) на вхо-
ды (катоды VD1 и VD2) дешифратора двоичного чис-
ла “15”, собранного на элементах R1, VD1, VD2 посту-
пают логические единицы и на выходе дешифратора
36 -----------------------------------------------
числа “15” - правом (по схеме) выводе R1 появляется
логическая 1. Эта 1 инвертируется логическим эле-
ментом DD3.3 и с выхода (вывода 10) DD3.3 поступа-
ет на вход (вывод 12) DD3.4. Логический 0 на входе
(вывод 12) DD3.4 дает переключение выхода (вывод 12)
DD3.4 в единицу и, как следствие, запрет работы счетчи-
ка DD1 по входу “разрешение счета” CJ (вывод 5).
По окончании цикла работы СтП, тумблер SA1
“Стоп/Пуск” можно вернуть в исходное (верхнее по
схеме) положение “Стоп”. Замыкание контактов 1 и 3
тумблера SA1 приводит к подаче отрицательного пе-
репада напряжения (с “дребезгом”) на вход (вывод 1)
DD3.1. RS-триггер на элементах DD3.1, DD3.2, R4, R5
подавляет дребезг контактов SA1 и “выдает” положи-
тельный перепад напряжения на выходе (выводе 3)
DD3.1. Одновременно с этим, на другом его выходе
(выводе 4) DD3.2 появляется отрицательный перепад
“Стоп”, который не влияет на состояние выхода (вы-
вод 11) DD3.4, и не запускает счетчик, так как на дру-
гом входе (вывод 12) DD3.4 установлен 0 [счетчик DD1
в положении “15” и на выходе дешифратора “15”
(11112) - логическая 1].
Подробнее о работе RS-триггера: RS-триггер в ис-
ходном состоянии находится в режиме ожидания ус-
тановки контактов SA1 в нижнее (по схеме) положе-
ние. На его входе (выводе 1) DD1.1 присутствует ло-
гический 0, задаваемый нормально замкнутыми кон-
тактами SA1. На другом входе (выводе 5) DD3.2 - ло-
гическая единица, задаваемая плюсом напряжения
питания, подаваемого через токоограничительный ре-
зистор R5. Если хотя бы на одном из входов логическо-
го элемента 2И-НЕ логический 0, то на его выходе -
согласно правилам булевой алгебры - логическая 1.
Поэтому в исходном состоянии на выходе (выводе 3)
DD3.1 - логическая 1. Эта 1 поступает на вход (вывод 6)
DD3.2 и вместе с логической 1, поступающей через ре-
зистор R5 на вход (вывод 5) DD3.2, устанавливает на
выходе (вывод 4) DD3.2 логический 0, который, в свою
[[Радиолюбитель - 05/201 1
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
очередь, поданый на вход (вывод 2) DD3.1, подтвер-
ждает установку логической 1 на выходе (выводе 3)
DD3.1. Это подтверждение необходимо для неперек-
лючения триггера от дребезга при начале возврата
контактов SA1 (то есть в то время, пока общий кон-
такт тумблера находится в воздухе).
В начале переключения контактов SA1 (пока общий
контакт тумблера находится в воздухе) состояние RS-
триггера не изменяется, так как на выводе 2 присут-
ствует логический 0. Но при замыкании общего кон-
такта SA1 с нормально разомкнутым, логический 0 по-
ступает на вход (вывод 5) DD3.2 и на выходе (выводе
4) DD3.2 появляется 1. Эта 1, поступающая на вход (вы-
вод 2) DD3.1 (совместно с уже установившейся 1 на
выводе 1 DD3.1), переключают логический элемент
DD3.1 в ноль. Логический 0 на выходе (выводе 3) DD3.1
удерживается до тех пор, пока контакты тумблера не
вернутся в исходное (верхнее по схеме) положение.
При этом RS-триггер вернется в исходное состояние.
Резистор R9 ограничивает суммарный рабочий ток
сегментов цифрового индикатора HG1. Диод VD6 за-
щищает полевой транзистор VT3 от индуктивных то-
ков, возникающих в катушке электромагнита, при пе-
реключении VT3. Резисторы R4 R5 устанавливают вы-
сокий уровень на входах RS-триггера, временно не
подключенных к общему проводу через замкнутые
контакты (1 и 3 или 1 и 2) тумблера SA1.
Блок питания СтП (рис. 2) выполнен на базе транс-
форматора ТВК-110 от старых ламповых телевизоров.
На первичную обмотку трансформатора подается се-
тевое напряжение ~ 220 В, с двух вторичных (2 и 3
соответственно) при этом снимаются напряжения ~14 В
(1 А) и -24 В (0,1 А). От части 14-вольтовой обмотки,
намотанной на сердечник последней, (“вытягивани-
ем” витка) делается 8-9 вольтовый отвод. Лепестки
крепления Т1 (без лишних изгибов) выпрямляются в
тисках, кернятся и снабжаются 4 резьбовыми отвер-
стиями под винты М3 и затем отгибаются параллель-
но основанию. Чтобы при отгибе лепестков не нару-
шить их резьбу, в отверстия следует до загиба вкру-
тить винты М3х4. При использовании винтов М3 с по-
тайными головками, высота трансформатора соста-
вит 53 мм. Сэкономить 3-4 мм высоты корпуса помо-
жет установка Т1 горизонтально, однако крепление
Т1 к боковой стенке корпуса менее удобно.
При замыкании тумблера SA1 “Вкл.” во вторичных
обмотках трансформатора Т1 наводится переменное
XP1
VD1 1N4007
+ С1 2200 мк х 50В
-> +50В
С2 2200 мк х 50В
T1 ТВК110
VD2
FU1
0,25 А
SA1
"ON"
1N4007
_____ VD3
12 КЦ407А
1(6)
DA1 78L05
(КР1157ЕН502)
+5В
1 23
2
С4
22мк х 10В
I Рис. 2 |
6
3
КЦ407А
400В
0,5А
*_L сз
470мк
х16В
напряжение. Обмотка 2 питает удвоитель напряже-
ния, собранный на элементах VD1, VD2, С1, С2, с вы-
хода которого снимается постоянное напряжение по-
рядка + 50 В. Обмотка 3 подключена к двухполупери-
одному выпрямителю (диодному мосту) VD3. С выхо-
дов диодного моста полупериоды выпрямленного на-
пряжения поступают на конденсатор фильтра СЗ и да-
лее на вход (вывод 3) интегрального стабилизатора
DA1. Стабилизированное на уровне + 5 В напряже-
ние с выхода (вывод 1) стабилизатора DA1 поступает
на конденсатор С4 и далее в схему СтП.
Конструкция
Конструктивно СтП выполнена в дюралюминиевом
корпусе размерами 100x90x56 мм. Толщина листово-
го дюралюминия - 1,5...2 мм. Стойки (6) (см. рис. 3)
также дюралюминиевые или стальные из листового
материала толщиной 2.5...3 мм.
План-эскиз заготовки ракеты (габаритные разме-
ры 123x30 мм, все пропорции соблюдены) приведен
на рис. 3. Заготовка вырезается ножницами по метал-
лу из листового дюралюминия толщиной 0,3...0,4 мм.
Обе скобы (4) крепятся к ракете (3) пустотелыми зак-
лепками диаметром 1,5...2 мм. На заклепки со сторо-
ны развальцовки одеваются тонкие шайбы. Для облег-
чения ракеты, скобы (4) можно изготовить изгибом
медного (диаметром 0,6...0,7 мм), но лучше стального
(диаметром 0,3...0,5 мм) прутка (одножильного прово-
да). Пазы (9) сначала сверлятся сверлом малого
(1,2... 1,4 мм) диаметра, а затем растачиваются тонким
натфилем прямоугольного или квадратного сечения.
На верхней крышке корпуса стартовой площадки
(см. рис. 3) установлен штырь (1), направляющий
взлет (движение) ракеты (3) при старте. Штырь вкру-
чивается в бонку (полый цилиндр) с резьбой, раскле-
панную в центре крышки. С верхнего и нижнего (по
чертежу вида сверху) края крышки корпуса установ-
лены две стойки (6), прикрепленные к крышке винта-
ми (10). Отверстия (2) в стойках (6) предназначены
для привязывания резинки - венгерки, выстрелива-
ющей (как из рогатки) ракету вверх при срабатыва-
нии электромагнита (7).
До включения предстартового отсчета тумблером
SA1 “Стоп/Пуск” ракету (3) устанавливают (“нанизы-
вают”) на направляющий штырь так, чтобы штырь ока-
зался между двумя скобами (4) и корпусом ракеты.
Резинка при этом оттягивается соплом (нижней час-
тью) ракеты при “нанизывании” ее на направляющий
штырь (1). А в пазы (9) на ракете вручную вводят
(вставляют) соответствующие шипы - пропилы на сер-
дечнике (8) электромагнита.
После установки ракеты на стартовую площадку
можно перевести тумблер SA1 “Стоп/Пуск” в поло-
жение “Пуск”. Начнется реверсивный отсчет време-
ни, по истечении которого сработает электромагнит
Y1 (7). Сердечник (8) втянется внутрь катушки элект-
ромагнита и шипы, пропиленные на сердечнике (8),
выходят из зацепления с пазами (9) корпуса ракеты.
Радиолюбитель - 05/201 1|]
37
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
Освобожденная ракета под действием резинки, сколь-
зя по направляющему штырю (1), взлетает вверх. Вы-
сота взлета зависит от типа и силы натяжения приме-
ненной резинки. В авторском исполнении ракета из
дюралюминия толщиной 0,4 мм взлетает на 2 метра
при использовании одинарного кусочка “венгерки”
круглого сечения.
Развёртка ракеты из дюрали (толщ. 0,3мм)
11
12
13
(ПУСК вкл..
площадка
Стартовая
ТАЙМЕР
Сделано
в России
РТО
кют
ЦДТТ
Настройка
Собранная без ошибок схема СтП настройки обыч-
но не требует. Частоту тактового генератора в неболь-
ших пределах можно уточнить подбором резистора
R3*. Если счетчик DD1 при подсчете тактовых импуль-
сов синхровходом С (вывод 15) дает сбои (это может
быть вызвано особенностью формы выходных импуль-
сов, содержащих ВЧ-составляющую, встроенного в
HL1 генератора), параллельно резистору R3 следует
подключить безындукционный конденсатор емкостью
порядка 0,022 мкФ. HL1 в схеме СтП используется
только как генератор, а не как источник световых
импульсов.
Если необходимо сделать из HL1 мигающий инди-
катор включенного питания, следует увеличить яркость
его излучения уменьшением сопротивления токоог-
раничительного резистора R3 в 10...20 раз. (При этом
несколько изменится частота генерации.) Мигающий
светодиод HL1 вклеивается или вставляется на тре-
нии в переднюю панель корпуса в любом месте, на-
пример в центре нарисованной ракеты (см. рис. 6).
Другим вариантом индикатора (не мигающего) вклю-
чения сетевого питания может быть свободный сегмент
“h” (вывод 10) семисегментного индикатора HG1. Для
этого к выводу 10 HG1 через дополнительный резис-
тор 510 Ом ... 5,1 кОм следует подключить цепь +5 В.
Детали, печатная плата
В СтП использованы резисторы типа ОМЛТ. Кон-
денсаторы С1, С2 - оксидные типа К50-35 или зару-
бежного производства. СЗ, С4 - керамические, типа
КМ4. Диоды VD1...VD5 - любые кремниевые, напри-
мер КД520...КД522. VD6 - КД212, 2Д212, КД226 с
любой буквой. Мигающий светодиод HL1 L-56BYD.
Полевой транзистор VT2 - типа КП501, КП504 с лю-
бым буквенным индексом. Транзистор VT3 - IRF740,
IRFP450, IRFP460 или подобные мощные полевые с
n-каналом. Проверен на месте VT3 также биполяр-
ный составной КТ829А (цоколевка с IRF840 совпада-
ет). Тумблер SA1 на два положения - малогабарит-
ный MTS-102 или особо малогабаритный SMTS-102.
В СтП применены микросхемы DD1, DD3 серии К561,
которые (при доработке печатной платы) могут быть
заменены 564-й серией. Индикатор HG1 можно заме-
нить аналогичным с ОК (другая цоколевка потребует
доработки ПП). Зуммер А1 с некоторым уменьшением
громкости звука можно заменить TR-1205y (+5 В, 20 мА).
Электромагнит - от лентопротяжного механизма кату-
шечного магнитофона “Маяк-203” (“Нота - 304”) с со-
противлением обмотки 160 Ом или малогабаритный,
например от кассетной магнитолы “Аэлита -102” с со-
противлением обмотки 18 Ом. При использовании
крупногабаритного электромагнита, его “хвостовая”,
выступающая за габариты корпуса, часть закрывает-
ся декоративным цилиндром диаметром 45 мм, выре-
занным из пластмассовой бутылочки от витаминов
или лекарственных пузырьков. Этикетка с пузырька
аккуратно отслаивается сбоку и очень медленно -
38
[[Радиолюбитель - 05/201 1
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
I Рис. 4 —|
I Рис. 5 —|
несколько миллиметров в секунду - (так, чтобы весь
липкий клей остался на этикетке) отделяется.
Микросхемы и полевые транзисторы желательно
установить на розетки (защитить от “статики” при пай-
ке). Индикатор HG1 следует установить на сдвоенную
(вставленную одна в одну) розетку с шагом 2,5 мм,
изготовленную из 32-выводной розетки. Розетка (из
32 выводов) аккуратно раскусывается в местах выну-
тых пинцетом 6-го и 11-го лепестков монтажными ку-
сачками. Это необходимо для того, чтобы между пе-
чатной платой и передней панелью СтП поместились
(ПУСКМВКЛ.)
Стартовая
. ТАЙМЕР J
площадка
РТО
КЮТ
ЦДТТ
I Рис. 6 —|
Сделано
в России
тумблеры. Из оставшейся центральной части розетки
изготавливаются трехвыводные розетки под транзи-
сторы VT1 и VT2. Все детали СтП (кроме тумблеров,
зуммера А1, электромагнита Y1) располагаются на
монтажной или печатной плате размером 75x50 мм
(см. рис. 4 и рис. 5) из односторонне фольгированно-
го гетинакса (стеклотекстолита) толщиной 1,5...2,5 мм.
В блоке питания СтП использованы конденсаторы
С1.. .С4 - оксидные типа К50-35 или зарубежного про-
изводства. Диоды VD1, VD2 - любые выпрямитель-
ные, например, Д226, КД226, КД105, КД205 с любой
буквой. VD3 - выпрямительный диодный мост, диод-
ная сборка или дискретные диоды, рассчитанные на
ток не менее 50 мА, например КД205Д - 2 шт. Отече-
ственный аналог интегрального стабилизатора DA1 -
КР1157ЕН502. Тумблер SA1 - малогабаритный MTS-102
или особо малогабаритный SMTS-102.
Силовой трансформатор Т1 привинчивается непос-
редственно к корпусу СтП. Тумблеры “Вкл.” и “Пуск”
крепятся на передней панели корпуса после прикле-
ивания к ней и заклеивания скотчем цветного рисун-
ка фальшпанели, распечатанной на цветном принте-
ре (см. рис. 6).
&
NR01 - НАБОР НАЧИНАЮЩЕГО РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
Кем бы ни стали в будущем ваши
дети, какую бы профессию не выбра-
ли, с электроникой они будут встре-
чаться всегда.
Если у вас есть огромное желание
подружить детей с электроникой уже
сейчас, сделать первый шаг к такому
знакомству поможет «Набор начинаю-
щего радиолюбителя».
С помощью профессиональных ин-
струментов высокого качества начина-
ющий радиолюбитель своими руками
создаст оригинальные устройства со
звуковыми или световыми эффектами.
Радиолюбитель - 05/201 1|]
39
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
Евгений Москатов
г. Таганрог
http://moskatov.narod.ru
«Электронная техника. Начало»
Продолжение.
Начало в №1-4/2011
5. ПОЛЕВЫЕ
ТРАНЗИСТОРЫ
5.1. Общие сведения
о полевых транзисторах
Полевым транзистором имену-
ют такой компонент, через который
под влиянием продольного элект-
рического поля протекает ток,
обусловленный движением носи-
телей заряда сугубо одного типа.
Так как принцип действия полевых
транзисторов основан на переме-
щении основных носителей заря-
да одного типа проводимости, та-
кие компоненты ещё называют
униполярными.
Затвором называют вывод по-
левого транзистора, к которому
подводят напряжение от устрой-
ства управления. Следует подчер-
кнуть, что управление полевыми
транзисторами осуществляют на-
пряжением, а биполярными тран-
зисторами - током. Истоком име-
нуют вывод, который обычно слу-
жит источником поступления в
транзистор носителей заряда от
устройства электропитания. Сто-
ком называют вывод компонента,
через который носители заряда
покидают транзистор. Перемеще-
ние основных носителей заряда от
истока к стоку происходит по об-
ласти, которая носит название ка-
нала полевого транзистора. Кана-
лы у полевых транзисторов могут
быть как электронного, так и ды-
рочного типов проводимостей. Но-
сителями заряда в полевых тран-
зисторах n-типа выступают элект-
роны, а в приборах р-типа - дыр-
ки. Полевые транзисторы класси-
фицируют на приборы с управля-
ющим переходом и с изолирован-
ным затвором, причём последние
подразделяют на транзисторы со
встроенным каналом и приборы с
индуцированным каналом.
К основным параметрам поле-
вых транзисторов причисляют
входное сопротивление, внутрен-
нее сопротивление транзистора,
также называемое выходным, кру-
тизну стокозатворной характерис-
тики, напряжение отсечки и дру-
гое. Входное сопротивление тран-
зистора - это отношение прира-
щения напряжения затвор-исток и
приращению тока затвора. Внут-
реннее сопротивление транзисто-
ра - это отношение приращения
напряжения сток-исток к прираще-
нию тока стока при заданном на-
пряжении затвор-исток. Крутизна
стокозатворной характеристики -
это отношение приращения тока
стока к приращению напряжения
затвор-исток при фиксированном
напряжении сток-исток.
5.2. Полевые транзисторы
с управляющим переходом
5.2.1. Конструкция полевых
транзисторов с управляющим
переходом
Первый полевой транзистор с
управляющим переходом теорети-
чески был рассчитан Уильямом
Шокли в 1952 году. Одна из раз-
новидностей таких транзисторов -
унитрон - представляет собой по-
лупроводниковую пластину дыроч-
ного или электронного типов про-
водимостей. На её торцы наносят
токопроводящие плёнки, к кото-
рым подключают выводы стока и
истока, а широкие грани легируют
для получения противоположного
типа проводимости относительно
проводимости пластины и подсое-
диняют к этим граням вывод зат-
вора. Другая разновидность поле-
вых транзисторов с управляющим
переходом - текнетрон - может
быть образован, например, стер-
жнем из германия, к торцам кото-
рого подсоединяют выводы исто-
ка и стока, а вокруг стержня вне-
сением индия выполняют кольце-
образный затвор [169, с. 67].
Упрощённая конструкция поле-
вого транзистора с управляющим
переходом и каналом p-типа про-
водимости изображена на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Конструкция полевого
транзистора с управляющим
переходом и каналом р-типа
Из рисунка видно, что канал
возникает между двумя р-n пере-
ходами. Конструкция компонентов
с каналом n-типа не имеет отличий
от конструкции полевых транзис-
торов с каналом р-типа, что видно
на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Конструкция полевого
транзистора с управляющим
переходом и каналом п-типа.
Но в полевых транзисторах с
каналом n-типа полупроводник, в
котором возникает канал, облада-
ет электронным типом проводимо-
сти, а области затвора имеют ды-
рочную проводимость. Полевые
транзисторы с каналом n-типа мо-
гут обладать лучшими частотными
и температурными свойствами и
образовывать шумы меньшей ам-
плитуды, чем приборы с каналом
р-типа.
40
ирсщи©любитель - 05/201 I
"РЛ” - НАЧИНАЮЩИМ II
----------------------------D
5.2.2. Принцип действия
полевых транзисторов
с управляющим переходом
Принцип действия полевых
транзисторов с управляющим пе-
реходом заключён в изменении
площади сечения канала под воз-
действием поля, возникающего
при подаче напряжения между зат-
вором и истоком. Упрощённая
структура полевого транзистора с
управляющим переходом и кана-
лом p-типа приведена на рис. 5.3.
р-канал
п-подложка
Рис. 5.3. Структура транзистора
с управляющим переходом
и каналом р-типа
Пока между затвором и истоком
не подано напряжение управле-
ния, под воздействием внутренне-
го поля электронно-дырочных пе-
реходов они заперты, сечение ка-
нала наиболее велико, его сопро-
тивление низко, и ток стока тран-
зистора максимален. Напряжение
затвор-исток, при котором ток сто-
ка наиболее велик, называют на-
пряжением насыщения.
Если между затвором и истоком
приложить небольшое напряжение,
ещё немного закрывающее р-n пе-
реходы, то зоны, к которым подсое-
динён затвор, будут обеднены носи-
телями заряда, размеры этих зон
объёмного заряда возрастут, частич-
но перекрывая сечение канала, со-
противление канала возрастёт, и
сила тока стока станет меньше. Обед-
нённые носителями заряда области
почти не проводят электрический ток,
причём эти области неравномерны
по длине пластины полупроводника.
Так, у торца пластинки, к которому
подключен вывод стока, обеднён-
ные носителями заряда области бу-
дут наиболее существенно перекры-
вать канал, а у противоположного
торца, к которому подсоединён вы-
вод истока, снижение площади се-
чения канала будет наименьшим.
Если приложить ещё большее
напряжение между затвором и ис-
током, то области, обеднённые но-
сителями заряда, станут столь ве-
лики, что сечение канала может
быть ими полностью перекрыто.
При этом сопротивление канала
будет наибольшим, а ток стока бу-
дет практически отсутствовать. На-
пряжение затвор-исток, соответ-
ствующее такому случаю,именуют
напряжением отсечки.
К важнейшим характеристикам
полевых транзисторов относят сто-
козатворную характеристику и се-
мейство стоковых характеристик.
Стокозатворная характеристика
отражает зависимость силы тока
стока от приложенного к выводам
затвор-исток напряжения при фик-
сированном напряжении сток-ис-
ток. Это показано на рис. 5.4 для
полевых транзисторов с управля-
ющим переходом и каналами р-
типа и n-типа проводимостей.
Рис. 5.4. Стокозатворные
характеристики транзисторов
с управляющим переходом
Семейство стоковых характе-
ристик представляет зависимости
токов стока от напряжений сток-ис-
ток при фиксированных стабиль-
ных напряжениях затвор-исток,
что изображено на рис. 5.5.
Рис. 5.5. Стоковая
характеристика транзисторов
с управляющим переходом
По достижении определённого
значительного напряжения сток-
исток развивается лавинный про-
бой области между затвором и сто-
ком. При этом идёт резкое увели-
чение тока стока, что можно видеть
на стоковой характеристике.
Функционирование полевых
транзисторов с управляющим пе-
реходом возможно сугубо путём
обеднения канала носителями за-
ряда. В связи с тем, что напряже-
ние сигнала прикладывают к зак-
рытому переходу, входное сопро-
тивление каскада велико и для
рассмотренных выше приборов
может достигать 109 Ом.
5.3. Полевые транзисторы
с изолированным
затвором
Полевой транзистор с изолиро-
ванным затвором потому носит та-
кое название, что его затвор, вы-
полненный из тонкого металличес-
кого покрытия,нанесён на диэлек-
трический слой,который отделяет
затвор от канала. По этой причине
полевые транзисторы с изолиро-
ванным затвором имеют аббреви-
атуру МДП (металл - диэлектрик -
полупроводник). Слой диэлектри-
ка часто образуют двуокисью крем-
ния. Такие полевые транзисторы
носят аббревиатуру МОП (металл
- оксид - полупроводник). Поле-
вые транзисторы с изолированным
затвором имеют большее входное
сопротивление, достигающее 1015
Ом, чем полевые транзисторы с
управляющим переходом.
5.3.1. Полевые транзисторы
со встроенным каналом
Структура полевого транзисто-
ра со встроенным каналом п-типа
проводимости дана на рис. 5.6.
п-канал
р- -подложка
Рис. 5.6. Структура транзистора со
встроенным каналом
Радиолюбитель - 05/201 1|]
41
"РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ &
Приложим от источника пита-
ния постоянное напряжение меж-
ду выводами сток-исток. Пока на-
пряжение затвор-исток отсутству-
ет, канал обладает некоторым со-
противлением, по нему двигаются
основные носители заряда, а, сле-
довательно, протекает некоторый
ток стока транзистора. Если к вы-
водам затвор-исток транзистора с
каналом n-типа подключить источ-
ник питания так, чтобы на затвор
было подано напряжение положи-
тельной полярности, то неоснов-
ные носители заряда, присутству-
ющие в подложке, будут втянуты
электрическим полем в канал. Кон-
центрация носителей заряда в ка-
нале возрастёт, его сопротивление
станет меньше, а, значит, ток стока
станет больше. Если подключить
источник питания обратной поляр-
ностью так, чтобы на затвор было
подано отрицательное напряже-
ние относительно истока,то элек-
троны, присутствующие в канале,
под действием поля будут вытес-
нены в подложку. При этом концен-
трация носителей заряда в канале
станет ниже, сопротивление кана-
ла возрастет, и ток стока станет
меньше. Если запирающее напря-
жение затвор-исток будет столь ве-
лико, что практически все носите-
ли заряда будут оттеснены в под-
ложку, то ток стока станет почти от-
сутствовать. Стокозатворные ха-
рактеристики полевых транзисто-
ров со встроенным каналом п-типа
и p-типа проводимостей приведе-
ны на рис. 5.7.
Рис. 5.7. Стокозатворные
характеристики полевых транзисторов
со встроенным каналом
Заключим, что полевые транзи-
сторы со встроенным каналом
функционируют как в режиме обед-
нения, так и в режиме обогащения
канала.
5.3.2. Полевые транзисторы
с индуцированным каналом
Структура полевого транзисто-
ра n-типа проводимости с индуци-
рованным каналом представлена
на рис. 5.8.
Рис. 5.8. Структура транзистора
с индуцированным каналом
Когда напряжение затвор-ис-
ток полевого транзистора, изобра-
жённого на рисунке, отсутствует,
либо к затвору приложено напря-
жение отрицательной полярности,
канал не возникает и ток стока
транзистора не течёт. Когда на зат-
вор транзистора подано напряже-
ние положительной полярности от-
носительно истока, возникнет элек-
трическое поле, втягивающее в
область под затвором электроны,
которые находились в подложке
на правах неосновных носителей
заряда. А дырки из канала полем
будут оттеснены в подложку, обла-
дающую p-типом проводимости.
Концентрация электронов в ло-
кальном участке полупроводника
под затвором между стоком и ис-
током возрастает относительно
концентрации дырок, то есть имеет
место смена типа проводимости и
Рис. 5.9. Стокозатворные
характеристики полевыхтранзисторов
с индуцированным каналом
возникает, или как говорят, инду-
цируется, канал. В результате про-
исходит движение носителей заря-
да по каналу, и течёт ток стока.
Стокозатворные характеристики
полевых транзисторов с индуциро-
ванным каналом p-типа и п-типа
проводимостей даны на рис. 5.9.
Сделаем вывод, что полевые
транзисторы с индуцированным
каналом функционируют сугубо в
режиме обогащения канала носи-
телями заряда.
5.4. Режимы работы
полевых транзисторов
5.4.1. Динамический режим
работы транзистора
Динамическим режимом рабо-
ты называют такой режим, в кото-
ром к транзистору,который усили-
вает входной сигнал, подключена
нагрузка. Такой нагрузкой может
служить резистор Rc, подсоеди-
нённый последовательно со сто-
ком полевого транзистора, вклю-
чённого по схеме с общим истоком,
что показано на рис. 5.10.
Рис. 5.10. Транзистор в динамическом
режиме работы
Постоянное напряжение пита-
ния каскада Un составляет сумму
падений напряжений на выводах
сток-исток транзистора и на рези-
сторе Rc, то есть Un = URc + Ucn.p.
В то же время, согласно закону
Ома, падение напряжения на на-
грузочном резисторе Rc равно
произведению протекающего по
нему тока Ic.p на его сопротивление:
URc = Ic.p • Rc. Согласно сказанному,
[[Радиолюбитель - 05/201 1
42
fl "РЛ" - НАЧИНАЮЩИМ fl
напряжение питания каскада со-
ставляет: Un = Ucn.p + 1с.р • Rc. Пос-
леднее выражение можно перепи-
сать относительно напряжения сток-
исток транзистора, и в этом случае
получим линейную формулу для вы-
ходной цепи Ucn.p = Un - Ic.p • Rc,
которую именуют уравнением дина-
мического режима.
На выходных статических ха-
рактеристиках транзистора для по-
лучения представления о режимах
работы каскада строят динамичес-
кую характеристику, имеющую
форму линии. Рассмотрим рис.
5.11, на котором изображена такая
динамическая характеристика уси-
лительного каскада.
Рис. 5.11. Динамическая характеристика
Чтобы провести эту линию, ко-
торую ещё называют нагрузочной
прямой, необходимо знать две ко-
ординаты точек, соответствующих
напряжению питания каскада и
току стока в режиме насыщения.
Эта нагрузочная прямая пересека-
ет семейство выходных статичес-
ких характеристик, а точка пересе-
чения, которую называют рабочей,
соответствует определённому на-
пряжению затвор-исток. Зная по-
ложение рабочей точки, можно вы-
числить некоторые ранее не изве-
стные токи и напряжения в конк-
ретном устройстве.
5.4.2. Ключевой режим
работы транзистора
Ключевым называют такой ре-
жим работы транзистора, при ко-
тором он может быть либо полнос-
тью открыт, либо полностью зак-
рыт, а промежуточное состояние,
при котором компонент частично
открыт, в идеале отсутствует.
Мощность, которая выделяется в
транзисторе, в статическом режи-
ме равна произведению тока, про-
текающего через выводы сток-ис-
ток, и напряжения, приложенного
между этими выводами.
В идеальном случае, когда тран-
зистор открыт, т.е. в режиме насы-
щения, его сопротивление между
выводами сток-исток стремится к
нулю. Мощность потерь в открытом
состоянии представляет произве-
дение равного нулю напряжения
на определённую величину тока.
Таким образом, рассеиваемая
мощность равна нулю.
В идеале, когда транзистор
закрыт, т.е. в режиме отсечки, его
сопротивление между выводами
сток-исток стремится к бесконечно-
сти. Мощность потерь в закрытом
состоянии есть произведение оп-
ределённой величины напряжения
на равное нулю значение тока.
Следовательно, мощность потерь
равна нулю.
Выходит, что в ключевом режи-
ме, в идеальном случае, мощность
потерь транзистора равна нулю. На
практике, естественно, когда тран-
зистор открыт, присутствует неко-
торое небольшое сопротивление
сток-исток, а падение постоянного
напряжения между этими вывода-
ми называют напряжением насы-
щения. Когда транзистор закрыт,
по выводам сток-исток протекает
ток небольшой величины. Таким
образом, мощность потерь в тран-
зисторе в статическом режиме
мала. Однако в динамическом ре-
жиме, когда транзистор открыва-
ется или закрывается, его рабочая
точка форсирует линейную об-
ласть, в которой ток через транзи-
стор может условно составлять
половину максимального тока сто-
ка, а напряжение сток-исток может
достигать половины от максималь-
ной величины. Таким образом, в
динамическом режиме в транзис-
торе выделяется огромная мощ-
ность потерь, которая свела бы на
нет все замечательные качества
ключевого режима, но, к счастью,
длительность нахождения транзи-
стора в динамическом режиме
много меньше длительности пре-
бывания в статическом режиме. В
результате этого КПД реального
транзисторного каскада, работаю-
щего в ключевом режиме, может
быть очень высок и составлять до
93% - 98%.
Работающие в ключевом режи-
ме транзисторы широко применя-
ют в силовых преобразовательных
установках, импульсных источни-
ках электропитания, в выходных
каскадах некоторых передатчиков
и пр.
Литература
169. Федотов В.И. Основы электро-
ники: Учебное пособие для учащихся
не электротехнических специальнос-
тей техникумов. - М.: Высшая школа,
1990,288 с.: ил.
Примечание:
Список литературы приведен в
алфавитном порядке.
Продолжение в №6/2011
Приглашаем посетить авторскую страницу
Евгения Москатова по адресу: http://www.moskatov.narod.ru/
Радиолюбитель - 05/201 1[|
43
------------------------D РАДИОПРИЕМ D-------------------------------------
Начинавшаяся вначале медленно и не особенно заметно, как и положено любой эпидемии,
эта тоже в последнее время приобретает лавинообразный, угрожающий характер. Читатель,
понятно,о чем речь?
Об эпидемии закрытия или, в лучшем случае, сильного сокращения трансляций коротковол-
новых станций. Вот и сегодня вы узнаете о предстоящем закрытии радиовещания из Украины, а
в последнее время усиленно решается вопрос о трансляциях “Немецкой волны” - прекратить их
осенью совсем или частично. Россия вроде попадает в разряд полностью компьютеризованных
стран. Во всяком случае, вещание на русском языке в эфире планируется прекратить по типу
“Би-би-си”. Оставить только сайт и отдельные программы в подкастинге.
“Международное радио Португалии” решилось на другой эксперимент: временно прекратить
все трансляции на коротких волнах и понаблюдать, что изменится после этого. А уже после
истечения определенного времени принимать окончательное решение о прекращении или
продолжении трансляций. Мне кажется, что не изменится в мире решительно ничего, и в таком
случае лучше не лукавить, а закрывать вещание сразу...
Так что вскоре рубрику “Новости эфира”, возможно, придется переименовывать. А может
быть, международное вещание прекратится со временем вообще? Кто знает... А пока что зна-
комьтесь с очередной порцией новостей из мира пока еще существующего эфирного междуна-
родного радиовещания.
□ ©злсайасосаш разасаисаА)
Василий Гуляев
г. Астрахань
E-mail: vasily@radioliga.com
Время везде указано всемирное - UTC.
АЛЯСКА
В связи с проблемами на старом передатчике (попро-
сту говоря, он снова сломался), в очередной раз измене-
но расписание радиостанции “KNLS”. Посмотреть его
можно тут: http://www.knls.net/rus/schedule.htm
Ну а для тех, кто слушает передачи станции только на
русском языке, вот выдержка из него: с 08.00 до 09.00, с
16.00 до 17.00 и с 17.00 до 18.00 на одной-единственной
частоте 9655 кГц.
БЕЛАРУСЬ
Летнее частотное расписание радиостанции “Бела-
русь” (иновещание):
с 11.00 до 23.00 на частотах 7360 и 7390 кГц в на-
правлении Западной Европы;
с 17.05 до 23.00 на частоте 7255 кГц для Европы.
Программное расписание этой же радиостанции:
с 11.00 до 14.00 вещание на белорусском языке;
с 14.00 до 16.00 и с 22.00 до 23.00 на русском
языке;
с 16.00 до 18.00 вещание на польском языке;
с 18.00 до 22.00 на немецком, французском, анг-
лийском и испанском языках.
1 -я программа “Белорусского радио” на белорусском
языке:
с 04.00 до 07.00 на частотах 1170 и 11930 кГц на
Восточную Европу;
с 15.00 до 17.00 на частотах 1170 и 7255 кГц на
Восточную Европу.
Расписание работы передатчиков, транслирующих про-
граммы “Белорусского радио”:
с 00.00 до 24.00 на частоте 279 кГц, передатчик в Со-
сновом, мощность 500 кВт;
с 15.00 до 17.00 на частоте 1170 кГц, передатчик в
Сосновом, мощность 800 кВт;
с 15.00 до 21.00 на частоте 1278 кГц, передатчик в
Бресте, мощность 10 кВт;
с 02.00 до 01.00 на частотах 6010, 6040, 6070, 6190,
7235, 7280 кГц, передатчики в Бресте, Гродно, Могилеве,
мощность 5 кВт;
с 15.00 до 21.00 на частотах 6080 и 6115 кГц, передат-
чики в Колодищах, мощность 150 и 75 кВт соответственно.
Расписание трансляции программ радиостанции “Канал
Культура”:
частоты 1008,1026 и 7235 кГц, передатчики в Гродно,
Мяделе, Бресте, Солегорске с мощностями от 5 до 25 кВт с
15.00 до 21.00;
частота 1125 кГц, передатчик с мощностью 150 кВт в
Колодищах с 15.00 до 21.00.
БОЛГАРИЯ
Все DRM-трансляции “BNR”/
“R.Bulgaria” приостановлены с 15 ап-
реля 2011 года. В этом режиме выхо-
дили в эфир программы “Horizont” на
болгарском языке, на английском языке “Euranet”, а также
“Радио Болгария” (иновещание) на различных языках, в том
числе и на русском.
44
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl РАДИОПРИЕМ fl
ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Украинская служба “Би-би-си” провела 29 апреля
2011 года последний прямой радиоэфир, и на этом за-
вершила свою работу. Недельная аудитория Украинс-
кой службы составляла около пяти миллионов человек.
Первый эфир журналисты провели в 1992 году, в про-
грамме тогда было интервью с первым президентом
Украины Леонидом Кравчуком.
Кроме украинского, ранее прекращено радиовеща-
ние также на азербайджанском, русском (за исключе-
нием отдельных программ в интернете), испанском (для
Кубы), вьетнамском, китайском и турецком языках.
ГЕРМАНИЯ
Один из мощнейших средневолновых передатчиков
в Западной Европе (Германия, Майнфлинген, 700 кВт),
работающий на частоте 1539 кГц и транслирующий про-
граммы религиозной радиостанции “Evangeliums
Rundfunk” (“ТрансМировое радио” для немцев), к концу
2011 года будет закрыт.
Уже с 1 августа этого года будут отменены вечерние
передачи, и останется только утренний блок с 03.00 до
08.00 до 31 декабря 2011 года.
ГУАМ/США
Ранее мы уже писали в этой рубрике о приобретении
тихоокеанской службой “ТрансМирового радио” бывших
в употреблении, но впоследствии модернизированных пе-
редатчиков для замены менее мощных и отработавших
долгие годы на радиостанции “KTWR” на острове Гуам.
В настоящее время они смонтированы на передающем
центре, предстоит наладка и тестовые испытания. Осенью
2011 года планируется ввод их в работу.
ИСПАНИЯ/ЧЕХИЯ/РОССИЯ
Специально подготовленную программу русской редак-
ции “Радио Прага” можно слушать в ретрансляции по поне-
дельникам на “Международном испанском радио” с 17.10 на
частоте 15325 кГ ц.
“Радио Прага” также можно слушать в Москве и Москов-
ской области в диапазоне средних волн на частоте 738 кГц в
00.00, в 04.00, в 06.00, в 11.30 в трансляции через передат-
чик “World Radio Network”.
НИДЕРЛАНДЫ
“Радио Нидерландов” (“Radio Netherland Wereldomroep”)
подтвердило приобретение трех 500-киловаттных коротко-
волновых передатчиков с недавно закрытого трансляцион-
ного центра “Радио Швеции” в Horby. Передатчики к настоя-
щему времени демонтируются для отправления на переда-
ющий центр “RNW” на острове Мадагаскар.
На этом острове стоят передатчики с 40-летним “возрас-
том” фирмы “Philips”. Вновь приобретенные изготовлены срав-
нительно недавно - в 1993 году.
Есть две причины покупки этих передатчиков: во-первых,
для того, чтобы гарантировать надежность трансляции про-
грамм из Мадагаскара, а во-вторых, новые передатчики фир-
мы “АВВ” более энергетически эффективны.
РОССИЯ
“Голос России” начал использовать для своего веща-
ния передатчик в Армении мощностью 500 кВт на частоте
1395 кГц. Программы Русской службы этой радиостанции
транслируются с 05.00 до 06.00, с 12.00 до 13.00, с 17.00 до
18.00 и с 21.00 до 22.00. Все остальное время отдано под
вещание еще одного подразделения “Голоса России” - ра-
диостанции “Кавказ”.
В городе Сочи началось регулярное вещание цифрового
радио в формате DRM на частоте 666 кГц. Транслируемая
программа - “Вести FM”.
Впервые в России в формате DRM начато вещание на
территорию города. Ранее вещание в этом формате осу-
ществлялось с территории России только на иностранные
государства.
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl РАДИОПРИЕМ fl
УКРАИНА
“Radio Ukraine International” (иновещание Украины) в лет-
нем сезоне вещает с 14.00 до 17.00 на частоте 9420 кГц на
украинском языке ежедневно в направлении России.
А вот уже пришло очередное неприятное известие о пред-
стоящем закрытии коротковолнового вещания, на этот раз
из Украины. Генеральный директор “Национальной радио-
компании Украины” Т. Аврахов сообщил коллективу Всемир-
ной службы “Радио Украина” о намерении ликвидировать
международное радиовещание на украинском языке, а впос-
ледствии и на английском, немецком и румынском языках.
Еще с начала этого года обеспокоенные слушатели об-
ращались в редакцию с вопросами, почему “...фактически
исчезло эфирное вещание Всемирной службы “Радио Укра-
ина”. Фактически продолжала вещать в эфире только румын-
ская редакция -1,5 часа в сутки. А программы украинского
вещания и на других языках найти можно было только на
спутнике и в интернете. За последние годы мощность пере-
датчиков, транслирующих сигнал за границу, уменьшилась
с 1000 до 100 кВт и полноценное вещание на украинском,
английском, немецком и румынском языках на Европу, Се-
верную Америку, Россию и Австралию стало эпизодическим.
А вообще - Всемирная служба “Радио Украина” работа-
ет уже более 60 лет. Похоже, 2011 год для нее последний.
ФИЛИППИНЫ
В наступившем летнем вещательном сезоне религиоз-
ная организация FEBC (“Far East Broadcastinfg Company”)
организовала новую трансляцию в направлении СНГ с тер-
ритории Филиппин. Программы в эфире с 15.00 до 16.00 на
частоте 13620 кГц. Передатчик мощностью 100 киловатт
расположен в Бокауэ, азимут трансляции - 323 градуса. Ве-
щание идет ежедневно на русском языке, за исключением
временного отрезка с 15.45 до 16.00 по воскресеньям - на
украинском языке. Программы подготовлены студиями рос-
сийской религиозной радиостанции “Радио Теос”.
ЧЕХИЯ
“Радио Свобода” для своего вещания на русском языке с
12.00 до 13.00 использует новую частоту 17810 кГц вместо
ранее применявшейся 13745 кГц.
ЯПОНИЯ
1 мая 2011 г. была отмечена 55-я годовщина возобнов-
ления международного радиовещания “NHK” на русском
языке. “Радио Япония” на русском языке впервые начало
вещание 5 декабря 1942 г. После поражения Японии в войне
трансляции были прекращены и возобновились только 1 мая
1956 г. Программу, посвященную этой дате, можно послушать
на сайте: http://www3.nhk.or.ip/nhkworld/russian/top/index.html
ИНТЕРНЕТ
http://www.in-radio.ru/country/belarus/ - радиостанции Беларуси онлайн;
http://www.brtpc.by/ - сайт РУП “БРТПЦ”;
http://www.tvr.by/rus/feedback.asp - адреса государственных белорусских радиостанций, в том числе областных ТРК;
http://www.tvr.by/rus/radiocult.asp - радиоканал “Культура” Белорусского радио;
http://www.tvr.by/rus/radiostol.asp - радио “Сталца";
http://www.tvr.by/rus/radio1 .asp - Первый канал “Белорусского радио”.
Летнее расписание “Всемирной радиосети” на русском языке (передатчик в Москве, 738 кГц, 5 киловатт):
http://wrn.orq/listeners/assets/PDFs/WRN-RUSSIAN-A11 .pdf
Одна из популярных баз частот и времени вещания радиостанций “EiBi”: http://eibispace.de/dx/freq-a11 .txt
База зарезервированных и согласованных частот вещания радиостанций мира на летний сезон HFCC А-11:
http://hfcc.org/data/a11/а11allx2.zip
Все частотные расписания индийских коротковолновых радиостанций, как местных, так и иновещания - “Всеиндийского
радио”, находятся по адресу: http://www.qsl.net/vu2ios
У “Голоса Кореи” (КНДР) появился сайт на русском языке: http://www.vok.rep.kp/CBC/russian.php. Кстати, открытие сайта
приурочено к дню рождения Ким Ир Сена -15 апреля.
DX-ПРОГРАММЫ
Последний выпуск DX-программы “DX Partyline” на радиостанции “HCJB” выйдет в эфир 28 и 29 мая 2011 года. Первый
выпуск этой программы вышел в эфир 29 мая 1961 года, ровно 50 лет назад.
СМИ
В “Литературной газете” №11 -12/30 марта - 5 апреля 2011 года интересная публикация с заголовком “Радиорубка. Одино-
чество в эфире”. Почитайте, рекомендую. Сайт газеты: http://www.lgz.ru
Ну вот, на сегодня это вся информация. В следующий раз мы поговорим о других интересных вопросах и
£5. темах DX-инга. Искренне желаем вам успехов в приеме радиостанций и чистого эфира!
46
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
Владислав Находов
г. Новосибирск
E-mail: n.Vlad@mail.ru
Выжигание - один из видов декоративной отделки поверх-
ности древесины.
Нагретым “пером”, представляющим собой отрезок прово-
локи из нихрома, производится термическая обработка подго-
товленного изделия. При этом, за счет специфического,
“огненного” цвета линий, мастерам-пирографам удается
создавать удивительно красивые картины, орнаменты и эле-
менты декоративной отделки домашней утвари.
Регулятор напряжения для "выжигателя"
Регулятор предназначен для работы вместе со
стандартным пером от домашнего “электровыжигате-
ля”. Схема прибора очень простая (рис. 1), содержит
минимальное количество деталей и не требует налад-
ки. Стабилизация установленного тока, в силу просто-
ты схемы, не предусмотрена.
Особенностью этого устройства является регули-
ровка величины тока во вторичной цепи, наличие ин-
дикатора величины установленного значения тока,
возможность оперативного отключения нагрузки.
Технические характеристики регулятора:
- напряжение питания устройства - 220 В перемен-
ного напряжения;
- напряжение питания регулятора тока “пера” - 5 В
переменного напряжения;
- величина регулировки тока “пера” - от 3,5 до 12 А,
зависит от величины сопротивления нагрузки, в ка-
честве которой используется отрезок проволоки из
нихрома толщиной 0,8-1,5 мм, длиной от 30 до 50 мм.
Устройство
В комплект регулятора входят: силовой трансфор-
матор, силовой тиристорный модуль, модуль вольтмет-
ра фирмы “Lascar”, источник питания 5 В / 0,1 А, вып-
рямитель переменного напряжения.
Трансформатор - используется типовой трансфор-
матор ОСМ - 0,25 220/24-5 мощностью 250 Вт, с допу-
стимым током обмотки 5 В / 15 А.
Тиристорный модуль SEMIKRON (групповое назва-
ние SKKT), в состав которого входят два тиристора в
одном корпусе. Применение модуля позволяет прак-
тически без изменения конструкции собирать регуля-
тор по любой из схем, изображенным на рис. 1 или
рис. 2 - см. далее. Параметры этого модуля для дан-
ной схемы явно избыточны, однако применение моду-
ля позволяет отказаться от использования радиаторов
SKKT 41/080
ОСМ-0.25 220/24 -5
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
47
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
охлаждения и упростить схему. Допустимый диапазон
токов модуля значительно превышает ток короткого
замыкания трансформатора, что полностью исключа-
ет возможность выхода регулятора из строя в случае
замыкания в цепи нагрузки.
Блок DD1 - модуль измерения напряжения фирмы
“Lascar”, DPM3AS-BL.
Характеристики модуля:
- напряжение питания - 3-7,5 В;
- диапазон входных напряжений - ±200 мВ;
- ток потребления - 350 мкА;
- количество разрядов индикатора 3 1/2.
Элементы С4, R5 - входной фильтр модуля. Уста-
новка фильтра учтена схемой типового включения мо-
дуля, рекомендованной изготовителем.
Резисторы R7, R8, R9 образуют входной делитель
напряжения, согласующий диапазон напряжений на
выходе тиристорного регулятора напряжения с вели-
чиной допустимого диапазона входных напряжений
модуля DPM3AS-BL.
Диод VD4 - выпрямитель, конденсатор С5 - фильтр
выпрямителя измеряемого напряжения.
Диоды VD2, VD3- схема защиты входных цепей мо-
дуля DPM3AS-BL от перегрузки.
Микросхема DA1 - стабилизатор напряжения +5 В,
для питания модуля DPM3AS-BL; VD1, С1 - элементы
выпрямителя и входного фильтра стабилизатора.
Светодиод HL1 - индикатор включения прибора.
Конструкция регулятора
Поскольку схема содержит минимальное количе-
ство соединений,печатная плата не разрабатывалась,
а все соединения были выполнены навесным монта-
жом. В качестве корпуса прибора использовался пла-
стмассовый корпус от автомобильного транспондера
размерами 125x55x80 мм.
Трансформатор Тр1 устанавливается в отдельном
корпусе, за пределами рабочей зоны стола.
Внешний вид прибора показан на рис. 3.
Детали
Трансформатор ОСМ - 0,25 220/24-5 мощностью
250 Вт. Может быть использован любой трансформатор,
имеющий вторичную обмотку напряжением 5...6,3 В, с
допустимым током обмотки не менее 10 А.
Силовой тиристорный модуль SEMIKRON - в со-
став входят два мощных тиристора в одном корпусе,
рабочий ток 40 А, рабочее напряжение 800 В. Внешний
вид модуля изображен на рис. 4. При отсутствии мо-
дуля, его можно заменить практически любыми тири-
сторами, с допустимым током не менее 25 А. Тиристо-
ры в этом случае должны быть установлены на ради-
атор.
DA1 - микросхема стабилизатора напряжения
78L05 с напряжением стабилизации 5 В.
Резисторы R1, R2, R6 любого типа, мощностью 0,25 Вт;
резисторы R5, R7...R9 - также любого типа, мощнос-
тью 0,125 Вт. Резистор R3- подстроечный малогаба-
ритный резистор в диапазоне номиналов 300...680 Ом.
Резистор R4 - переменный резистор любого типа, в
диапазоне номиналов 300...680 Ом.
Конденсатор С4 - типа КМ или К10-17, емкостью
0,01 мкФ; конденсаторы С1, С2, СЗ, С5 - электроли-
тические К50-35 или любые другие необходимого но-
минала.
Диоды VD1 ...VD4- КД521Б или любые кремниевые
диоды с допустимым током не менее 50 мА.
SB1 - любой малогабаритный переключатель.
Светодиод HL1 - любого типа. Для снижения тока
потребления использовался светодиод с достаточной
яркостью свечения при токе менее 5 мА.
Блок DD1 - модуль измерения напряжения фирмы
“Lascar”, DPM3AS-BL.
Налаживание устройства
Правильно собранный регулятор, как правило, на-
чинает работать сразу.
Наладка данного прибора производится следующим
образом.
Первоначальное включение регулятора произво-
дится при разомкнутом положении выключателя SB1,
нагрузка (“перо” выжигателя) подключена. Резистор
R3 устанавливается в среднее положение, затем, за-
мыканием выключателя SB1, включают подачу тока в
нагрузку. Резистором R3, при полностью замкнутом
48
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
положении резистора R4, устанавливают максимально
допустимую величину тока через “перо” выжигателя.
Уровень тока контролируют внешним амперметром, а
также визуально, по степени разогрева “пера”, вплоть
до начала “свечения” нихрома. После этого контроли-
руют пределы регулировки тока в крайних положени-
ях резистора R4. Проверяется отключение тока через
нагрузку при размыкании выключателя SB1. На этом
наладку регулятора можно считать законченной, пос-
ле чего прибор готов к работе.
При необходимости, величину регулировки тока
можно изменить в сторону увеличения, включив ти-
ристорный модуль по схеме, приведенной на рис. 2. В
этом случае, через нагрузку будут протекать оба по-
лупериода переменного напряжения. Отключение на-
грузки, в этом случае, также производится размыка-
нием переключателя SB1.
Налаживание измерителя тока
Перед первым включением модуля DPM3AS-BL не-
обходимо проверить наличие напряжения питания мо-
дуля, в соответствии с принципиальной схемой регуля-
тора. Правильно собранная схема начинает работать
сразу. Наладка, или подстройка элементов делителя, не
требуется. Для упрощения схемы было решено отказать-
ся от классической схемы измерения тока, с примене-
нием шунта. Вместо шунта используется “перо” выжи-
гателя, имеющее низкое активное сопротивление. Па-
дение напряжения на нагрузке (“пере”) измеряется воль-
тметром DPM3AS-BL. Значение напряжения пропорци-
онально величине тока, протекающего через нагрузку.
Схему регулятора можно значительно упростить, отка-
завшись от измерения тока. В этом случае, кроме моду-
ля DPM3AS-BL, отпадает необходимость также и в ста-
билизаторе напряжения DA1.
Ресурсы
1.3S Digit Backlit LCD Voltmeter Module -
http://www.lascarelectronics.com/pdf-usb-dataloqqinq/data-loqqer008322100120816Q451 .pdf
2. Тиристорные модули SEMIKRON -
http://www.tsdrive.com.ua/paqe.php?id=224; http://www.semikron.com/skcompub/en/semipack-109.htm
_______________________________________________________________________________________________________
Сергей Воронков
г. Белгород
E-mail: voron.61 @mail.ru
1 Об особенностях единичного
[ и мелкосерийного изготовления
I моточных изделий и узлов
Продолжение.
Начало в №4/2011
Теперь о выборе необходимого
радиуса скругления магнитопрово-
да. У моточных изделий на таких
магнитопроводах не только пер-
вичная обмотка может находиться
в первом слое, поэтому радиус
скругления (вместе с изоляцией)
должен быть не меньше диаметра
самого толстого провода обмотки,
размещенной в первом слое. Соот-
ветственно, радиус скругления ре-
бер будет меньше на толщину не-
обходимой изоляции. Не будет
хуже, если радиус скругления ре-
бер магнитопровода будет равен
диаметру самого толстого провода
обмотки, размещенной в первом
слое. С учетом толщины изоляции
фактический радиус изгиба прово-
да будет только несколько больше,
что благотворно скажется на его
изоляции.
Как бы осторожно ни выполня-
лось скругление, тем не менее,
нельзя исключить отдельные ло-
кальные дефекты изоляции ленты
магнитопровода, а также некото-
рые расслоения (которые будут вы-
зывать гул и вибрацию). Посколь-
ку после следующей технологичес-
кой операции (изоляция магнито-
провода) сам магнитопровод будет
недоступен, устранение этих воз-
можных дефектов следует выпол-
нить до этого. То есть, после скруг-
ления ребер магнитопровод следу-
ет пропитать повторно.
После повторной пропитки и
последующей сушки магнитопро-
вод тщательно обезжиривается и
обматывается стеклолентой, про-
питанной эпоксидным клеем. Об-
матывать следует внатяг так, что-
бы прилегание ленты к наружной
образующей было полным. На на-
ружной стороне витки ленты дол-
жны ложиться внахлест друг на
друга не менее чем на половину
ширины ленты для того, чтобы га-
рантировать, что ни в каком мес-
те толщина изоляции не будет
меньше запланированной. Из-
лишки эпоксидного клея, высту-
пившего из стеклоткани, следует
разровнять тампоном или раке-
лем для образования возможно
более гладкой поверхности. На
внутренней образующей и на пе-
реходе от нее к плоскостям неиз-
бежно будут образованы складки.
Их следует убрать механическим
путем после полной полимериза-
ции эпоксидного клея (например,
с помощью крупнозернистой
шкурки). С учетом того, что на
внутренней образующей витки
стеклоленты будут ложиться друг
на друга с напуском большим, чем
на наружной, можно утверждать,
что аккуратное удаление складок
на внутренней образующей не
приведет к уменьшению толщины
изоляции ниже, чем на наружной
образующей.
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
49
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
Действительно, чем больше со-
отношение между диаметрами
внешней и внутренней образую-
щей, тем больше излишнего мате-
риала будет собираться на внут-
ренней образующей, формируя
складки. Но, одновременно с этим,
на внутренней образующей будет
больший напуск витков стеклолен-
ты, что, тем самым, увеличивает
общую толщину изоляции, поэтому
снятие излишков, которые пошли
на складки, не должно уменьшить
ее ниже, чем на наружной. Впро-
чем, для особо ответственных из-
делий можно увеличить толщину
изоляции на 20% (но не меньше,
чем на 1 слой). Это возможно уже
хотя бы потому, что, как правило,
площадь окна у таких магнитопро-
водов значительно превышает не-
обходимую для получения расчет-
ной мощности при заданной плот-
ности тока.
Теперь возвращаемся к изго-
товлению деревянного бруска,
помещаемого с натягом вовнутрь
прямоугольного каркаса, а также
для изготовления цилиндричес-
кого каркаса и последующей на-
мотки.
Этот брусок (или вкладыш) вы-
полняет двоякую функцию. С одной
стороны, он поддерживает неиз-
менными размеры каркаса в про-
цессе намотки. С другой стороны,
он центрует каркас на оси намоточ-
ного приспособления.
Отсюда вытекают требования к
материалу и процессу изготовле-
ния вкладыша. Для того, чтобы сам
вкладыш обладал неизменными во
времени размерами, он должен
быть, как минимум, изготовлен из
сухого дерева, причем не самых
мягких пород. Направление воло-
кон должно совпадать с направле-
нием отверстия для оси намоточ-
ного приспособления или станка.
Отверстию для оси следует уде-
лить особое внимание. Для того,
чтобы в процессе намотки биения
были минимальны, а витки укла-
дывались перпендикулярно оси,
отверстие под ось должно быть
выполнено“с натягом” и строго по
центру бруска, строго параллель-
но его образующим, перпендику-
лярно торцам. Однако при свер-
ловке длинного бруска невозмож-
но избежать “ухода” сверла от его
запланированного положения.
Поэтому экспериментальным пу-
тем выработана следующая тех-
нология.
Берется отрезок ровного брев-
на, диаметр которого на 15-20 мм
превышает диагональ прямоуголь-
ного каркаса (или диаметр кругло-
го), а длина на 60-70 мм больше
“чистового” размера. Заготовка ус-
танавливается в патрон токарного
станка и выполняется “обдирка”
так, чтобы выступающая часть об-
разовывала ровную цилиндричес-
кую поверхность, затем заготовка
разворачивается, зажимается за
уже проточенную часть и протачи-
вается по той же образующей.
Операция повторяется, только
на этот раз заготовка протачивается
в размер (для круглого вкладыша),
для прямоугольного эту операцию
можно пропустить.
Заготовка обрезается в размер
и торцуется.
Сверлом, зажатым в патрон, ус-
тановленный в задней бабке, свер-
лится отверстие чуть меньшего,
чем необходимо, диаметра. Если
длины сверла будет недостаточно,
заготовка переворачивается, пере-
устанавливается и отверстие свер-
лится с другого конца. Тем самым
обеспечивается их соосность. Пос-
ле этого отверстие проходится
сверлом надлежащего диаметра,
желательно с одной установки, тем
самым обеспечивая исправление
неточности отверстия, снимаются
фаски с отверстия, а для круглых
вкладышей снимаются фаски с
внешней образующей, для облег-
чения установки вкладыша в (гото-
вую) цилиндрическую оправку.
Для цилиндрических вклады-
шей процедура закончена.
Для заготовки прямоугольного
вкладыша такая процедура обес-
печивает параллельность и стро-
гую соосность осевого отверстия и
цилиндрической образующей. Это
позволяет установить ее на фре-
зерный станок и, взяв поверхность
образующей за базу, отфрезеро-
вать одну из сторон, затем заготов-
ка переворачивается и фрезерует-
ся противоположная сторона. Эти
поверхности параллельны, их можно
50
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
зажать в тиски и фрезеровать пер-
пендикулярные к ним две другие
грани.
Полученный таким образом
вкладыш обеспечивает необходи-
мые размеры и форму, а также
строгое размещение отверстия по
оси. Остается только снять фаски
для облегчения установки вклады-
ша в каркас (см. рис. 5).
Теперь следует обратить внима-
ние на конструкцию намоточного
устройства (станка), см. рис. 6. Как
правило, для ускорения установки/
снятия наматываемого изделия ис-
пользуется консольная установка
ведущей оси так, чтобы при уста-
новке/снятии изделия не было не-
обходимости разбирать несущие
узлы.
Однако такая установка веду-
щей оси вызывает как изгиб самой
оси (причем, чем длиннее катушка
и чем толще провод и выше его на-
тяжение, тем больше), так и дефор-
мацию втулки, со временем из-за из-
носа приводящую к появлению люф-
тов. Очевидно, чем больше люфт
(угловой), тем больше будет откло-
няться ось от своего первоначально-
го положения в процессе намотки.
Все приспособления для укладки
провода виток к витку вызывают
смещение укладываемого витка
вдоль оси с шагом намотки, рав-
ным диаметру провода, и НЕ КОНТ-
РОЛИРУЮТ ни положение преды-
дущего витка, ни укладку текуще-
го относительно него. По умолча-
нию, предполагается, что витки
уложены перпендикулярно оси, и
укладка текущего витка с шагом,
равным диаметру провода, автома-
тически означает его укладку ви-
ток к витку. Однако при наличии
люфтов это совсем не так! Откло-
нение оси от своего первоначаль-
ного положения в процессе намот-
ки даже при точной центровке
вкладыша и каркаса неизбежно
вызывает неперпендикулярность
витков к первоначальному положе-
нию оси, и это отклонение обуслов-
лено люфтами, а, следовательно,
никак не контролируется и может
меняться от витка к витку. В этом
случае, механические устройства
для укладки витков (виток к витку)
совершенно не выполняют своих
Продолжение в №6/2011
функций, смещение на шаг совер-
шенно не означает укладки виток
к витку, и в лучшем случае между
витками будет оставаться зазор
(что тоже плохо, так как снижает
плотность намотки и может приве-
сти к тому, что все обмотки просто
не влезут), а в худшем - будет на-
ползание витков друг на друга.
Помимо того, что это также снижа-
ет плотность намотки (см. выше),
механическое воздействие на ла-
ковую изоляцию может привести к
ее разрушению. При наличии люф-
тов даже ручная укладка витков
затруднительна.
Выход заключается в балочной
установке ведущей оси. Даже на-
личие простейшего опорного узла
резко уменьшает угловой люфт, не
говоря уже об уменьшении износа.
Для простейшего радиолюбитель-
ского станка это может быть про-
стой уголок с отверстием под ось.
Конструкция и принцип действия
см. на рис. 7 и рис. 8.
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
51
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
Владимир Коновалов, I
Александр Вантеев I Устройство может использоваться для апробирования элект-
г. Иркутск-43, а/я 380 I ротехнического оборудования и бытовых электроприборов.
Технология защиты электрооборудования
от токов утечки
Введение
Использование бытовых и промышленных элект-
роприборов без заземления запрещено правилами эк-
сплуатации. В кабеле питания современных электро-
инструментов имеется третья жила, предназначенная
для заземления корпуса, но в сетевых розетках не
всегда имеется заземляющий разъем, особенно если
монтаж проводки выполнен по старым стандартам.
Проверку качества заземления проводят разве что на
подстанциях, и то в определенные сроки, а заземле-
ние бытовых электророзеток проводится один раз -
во время сдачи в эксплуатацию.
Утечка тока на корпус электрооборудования при
отсутствии или ненадежном заземлении может при-
вести к электротравме. Полагаться на надежность изо-
ляции кабеля и наличия заземления нельзя, предох-
ранители сети не отключат нагрузку при малом токе
утечки. Применение при работе резиновых перчаток
не всегда оправдано удобством эксплуатации.
Развести цепь гальванического соединения с
трансформатором подстанции возможно при приме-
нении разделительного трансформатора достаточной
Характеристика устройства:
Напряжение питания, В_________________220
Потребляемая мощность, Вт_______________5
Мощность нагрузки, Вт_________________800
Ток отключения, мА______________________8
Время отключения, мск___________________6
Вес устройства, г_____________________340
мощности, то есть при работе электродрелью разде-
лительный трансформатор должен быть не меньшей
мощности, что очень дорого и неудобно.
Схемы такого питания сетевых нагрузок применя-
ются в большинстве европейских стран. По старым
правилам контролировалось наличие сетевого напря-
жения на корпусе электроприбора, что приводило к его
отключению при превышении заданных ограничений.
Как оказалось, правильнее контролировать не напря-
жение на корпусе электроинструмента, а ток утечки -
появление которого приведет к отключению электро-
инструмента.
DA2-7812
Сеть 220 В
52
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl РЛ ТЕХНОЛОГИИ fl
Схема
Схема устройства защиты электрооборудования от
токов утечки (рис. 1) состоит из: ждущего мультивиб-
ратора на микросхеме DA1, с цепями запуска на тран-
зисторе VT1; ключевого устройства на тиристоре VS1
и сетевого стабилизированного выпрямителя питания.
В исходном состоянии на выходе 3 микросхемы DA1
напряжение близко к нулю, так как на входе нижнего
компаратора напряжение больше 1/3 Un. В этом ус-
тойчивом состоянии схема может находиться беско-
нечно долго.
При появлении запускающего импульса, отрица-
тельного по фронту, на входе 2 DA1, срабатывает ниж-
ний компаратор. Запускающий импульс подготавли-
вается усилителем на транзисторе VT1. Ток утечки,
протекая по шине заземления, создает в обмотке
трансформатора тока ТТ1 переменное напряжение,
которое далее выпрямляется диодами VD3, VD4 по
схеме удвоения напряжения.
Резисторы R11, R12 защищают обмотку трансфор-
матора ТТ1 от пробоя импульсными токами. Парал-
лельная базе транзистора VT1 цепь С4, R7 позволяет
снизить реакцию схемы на статические импульсы раз-
ряда, созданные одеждой оператора. Стабилитрон
VD2 с резистором R12 защищает транзистор VT1 от
критического уровня напряжения на входе.
Открытый, на короткое время, транзистор VT1, при
появлении утечки, создаст запускающий импульс.
Внутренний разрядный транзистор микросхемы DA1
по выходу 7 DA1 закроется и конденсатор С2 начнет
заряжаться через цепь R2, R3. На выходе 3 DA1 по-
явится высокий уровень напряжения, который мгно-
венно откроет тиристор VS1.
Реле К1 с нормально замкнутыми контактами ра-
зомкнет цепь питания нагрузки К1.1, К1.2. Цепь С7,
R10, VD5 защищает обмотку реле К1 от межвитковых
пробоев в момент переключения тока тиристором.
При наличии тока утечки и напряжении питания,
реле К1 продолжит оставаться во включенном состо-
янии. Если питание устройства аварийно исчезнет и
реле К1 выключится, при повторной подаче сетевого
напряжения и наличии утечки, нагрузка отключится на
длительное время.
Для повторного включения нагрузки достаточно
снять напряжение сети с устройства, выдернув вилку
питания.
В любом случае, после аварийного отключения на-
грузки, необходимо провести поиск пробоя, осмотром
электротехнического оборудования, и выполнить ис-
пытание изоляции.
Детали
Питание схемы устройства реализовано от сетево-
го трансформатора Т1 мощностью 5-10 Вт. Диодный
мост VD8...VD11 заменим на диодную сборку типа
КЦ402, КЦ405; тиристор VS1 типа КУ101Б - на КУ 101 Г.
Силовой трансформатор типа ТПП или от сетевых
адаптеров с выходным напряжением 12 В.
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
ТранзисторУТ1 с усилением более 200.
Реле типа РЭС-47 №РФ4-500-409 с сопротивлени-
ем обмотки 157 Ом. Контакты выдерживают до 3 А
переменного тока напряжением 220 В.
Аналоговый стабилизатор напряжения DA2 стаби-
лизирует питание схемы устройства при возможных
колебаниях. Дополнительные диоды VD6, VD7 подни-
мают выходное напряжение стабилизатора микросхе-
мы DA2 с 12 до 12,8 В.
Напряжение питания выбрано из условий включе-
ния реле К1 с напряжением срабатывания в 12 В, хотя
проверка таких реле показывает хорошее срабатыва-
ние при напряжении от 8 до 12 В.
Трансформатор тока ТТ1 переделан из выходного
трансформатора малогабаритных радиоприемников,
железо разбирается на отдельные пластины, каркас с
обмотками ставится с одной стороны трансформато-
ра, с другой обмотка, состоящая из трех витков изо-
лированного провода диаметром 0,6 мм.
Многовитковая обмотка используется для снятия
напряжения утечки.
Светодиод HL1 используется как индикатор ава-
рийного отключения.
Наладка
Наладку схемы начинают с проверки источника пи-
тания наличия напряжения 12,8 В и 10 В на микросхе-
ме DA1.
Проверка срабатывания реле К1 выполняется пу-
тем подачи напряжения 10 В на управляющий элект-
род тиристора VS1, через добавочный резистор 1 кОм.
Кратковременное замыкание вывода 2 DA1 на ми-
нус питания должно приводить к срабатыванию реле.
Подача на резистор R12 напряжения в 0,5 В также
должно приводить к срабатыванию реле.
Возможно искусственно создать в цепи ток утечки
в 10 мА, нагрузив заземление подключенного обору-
дования резистором 18-22 кОм 5 Вт.
Конструкция
Конструкция устройства собирается в пластмассо-
вом корпусе типа БП-1, а лучше - в корпусе сетевого
удлинителя.
Разрыв нулевого провода припаивается к выводам
первичной обмотки трансформатора тока.
Ра
Лаборатория творческого объединения
“Автоматика и телемеханика”.
fl ТЕЛЕФОНИЯ
Александр Секториан
г. Москва
Как за неделю стать
телефонным оператором!
знакомство с IP-АТС Asterisk
Продолжение.
Начало в №4/2011
Первый запуск
После завершения установки
Asterisk на выбранный нами компь-
ютер эту IP-АТС необходимо пер-
воначально настроить для того,
чтобы получить возможность сде-
лать тестовые звонки. Удобнее все-
го это сделать при помощи графи-
ческого интерфейса пользователя
(GUI), представляющего собой не
что иное, как встроенный в ПО
Asterisk собственный веб-сервер,
содержащий “мастера” основных
настроек с подробными подсказка-
ми. Для открытия GUI наберем в
веб-браузере адрес компьютера,
на котором мы установили Asterisk, в
виде: ЬНр://1Р-адрес_компьютера:8088/
asterisk/static/config/index.html (точ-
ный путь может несколько отли-
чаться в зависимости от выбранно-
го варианта установки). В открыв-
шемся окне (рис. 5) введем логин
и пароль для первого запуска:
admin/admin, которые нам будет
предложено тут же сменить. Пос-
ле этого мы попадем в основное
меню администрирования IP-ATC
Asterisk - Asterisk Configuration GUI,
показанное на рис. 6. АТС постав-
ляется ненастроенной,так что пе-
ред ее использованием потребует-
ся выполнить несколько предвари-
тельных действий.
Для того, чтобы совершить наш
первый внутренний вызов, нужно
создать как минимум двух внутрен-
них абонентов. Как уже упомина-
лось, сами по себе цифровые або-
ненты в общем случае представля-
ют собой специальные клиентские
программы, получающие доступ к
станции. Следовательно, на стан-
ции для них нужно создать соответ-
ствующие учетные записи, также
известные как телефонные номера
или extensions (внутренние линии).
Для этого откроем вкладку Users,
нажав на одноименную ссылку на
левой панели. После нажатия кноп-
ки Create New User (создать ново-
го абонента) появится форма, по-
казанная на рис. 7.
Фактически из всего многооб-
разия предложенных полей ввода
необходимо заполнить только но-
мер абонента (Extension). Также
нужно убедиться, что в разделе
Technology установлен флажок
протокола SIP (флажок IAX можно
сбросить). Настоятельно рекомен-
дуется также установить пароль в
поле SIP/IAX Password (в особенно-
сти если впоследствии планирует-
ся дать к АТС прямой доступ из
Интернета). При желании можно
digrurri asterisk
Home Welcome to the Asterisk™ Configuration Panel
Please login
Asterisk™ Configuration Engine
Username
Password
Copyright 2006-2008 Digium. Inc. Digium and Asterisk are registered trademarks of Digium. Inc. All Rights Reserved Legal Information
GUI-version SVN—r
I Рис. 5 —I
I Рис. 6 —|
также заполнить поле Name (имя
абонента, передаваемое вместе с
номером при осуществлении вызо-
вов) и включить сервис голосовой
почты установкой флажка Enable
Voicemail for this User, заполнив
также поля Voicemail PIN и Email
Address.
Создадим описанным способом
двух абонентов: Userl с номером
6001 и User2 с номером 6002. Наша
АТС готова к работе!
Первый внутренний звонок.
Программные телефоны
Проверим работоспособность
нашей телефонной системы, со-
вершив первый внутренний звонок.
Для этого нам необходимо вначале
54
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl ТЕЛЕФОНИЯ fl
Create New
- General
Extension 6001 Ф Name Userl Ф DialPlan IPiaiPlanl 2 Ф
CallerID: 6001® OutBound CallerID. Ф
P Enable Voicemail for this User Ф-----------
VoiceMail Access PIN code ф Email Address userl @localhost Ф
Technology
P SIP Ф Г IAX Ф Analog Station |NonehJ Ф flash Ф 750 rxflash Ф 1250
Codec Preference First | u-law V] Second |GSM 3 Third | None 3 Fourth | None “2
F fth | None 72
VoIP Settings
MAC Address Ф Line Number ]' л1 ® DneKeys '7 Ф SIF^IAX
Password. *"”****1 Ф
NAT Г Ф Car Reinvte Г Ф DTMF Mode IRFC2B33 2 Ф insecure Ino 2 Ф
Other Options
I? 3-Way Calling Ф In Directory Ф Call War"ng Ф Г СТ I Ф Г fe Agent Ф Pickup
Group h 2
S Cancel | El Update |
| РИС. 7 ~|
настроить и подключить двух або-
нентов, учетные записи для которых
мы создали ранее. Самый простой
способ это сделать заключается в
I Рис. 9 —|
установке на пользовательские
компьютеры программных телефо-
нов (называемых также SIP-клиен-
тами или софтфонами).
На сегодняш-
ний день суще-
ствует без пре-
увеличения ши-
рокий ассорти-
мент различных
софтфонов для
разных операци-
онных систем.
Выбор конкрет-
ной программы
во многом опре-
деляется личны-
ми предпочтения-
ми абонента, ко-
торому мы и пре-
доставим право
воспользоваться
методом проб и
ошибок в буду-
щем. На данном
этапе воспользу-
емся единствен-
ной программой -
ЗСХ VoIP Phone 5
[3], к плюсам ко-
торой относятся
полная бесплат-
ность и сравни-
тельно богатый
набор функций,
включая даже видеосвязь. Устано-
вим софтфон ЗСХ Voip Phone 5 на
два компьютера под управлением
ОС Windows ХР или более новой.
При первом запуске окно наше-
го софтфона будет иметь вид, по-
казанный на рис. 8. Для настрой-
ки его на нашу IP-АТС нажмем на
кнопку в форме прямоугольника
(или квадрата), находящуюся чуть
ниже кнопок для набора номера. В
открывшемся меню выберем пункт
Accounts и затем нажмем кнопку
New. Нам остается заполнить все
поля учетной записи так, как пока-
зано на рис. 9. Особых коммента-
риев к этому мероприятию не тре-
буется, отметим лишь, что поле
Account name - это внутреннее на-
звание учетной записи в пределах
ЗСХ Phone (здесь рекомендуется
указывать название телефонного
оператора, что особенно удобно
при использовании нескольких
учетных записей), а в поле IP of
PBX/SIP server указывается IP-ад-
рес нашей АТС Asterisk.
После завершения ввода
пользовательских данных и нажатия
кнопки ОК софтфон регистрирует-
ся на IP-АТС с использованием ука-
занных учетных данных. Успешная
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl ТЕЛЕФОНИЯ fl
регистрация подтверждается появ-
лением надписи On Hook в левой
нижней части виртуального “дисп-
лея” софтфона (рис. 10). Это озна-
чает, что наш телефон находится в
режиме “положенной трубки” и готов
как к совершению звонков, так и к
приему вызовов.
Настроим подобным образом со-
фтфон еще на одном компьютере, ис-
пользуя учетные данные абонента
User2. Теперь мы можем сделать
пробные звонки между этими двумя
компьютерами.
Куда еще позвонить?
Разумеется, сама возможность
делать голосовые вызовы между
компьютерами в локальной сети уже
приятна и полезна. Однако на этом
этапе мы еще не можем в полной
мере ощутить всех преимуществ
именно программной АТС как связу-
ющего звена, так как для подобного
функционала достаточно было бы
настроить всего лишь две клиентс-
кие программы “друг на друга”.
Программная АТС Asterisk постав-
ляется с несколькими уже предуста-
новленными сервисными номерами
внутренних телефонов. Первым из та-
ких номеров является номер 600, при
звонке на который вызывается сервис
эхо-тестирования (аналогичная фун-
кция имеется и в сети Скайп). Здесь
мы можем оценить задержку звука на
пути от нашего софтфона до АТС и
обратно, что может оказаться очень
полезно для оценки качества удален-
ной связи в будущем.
Второй, не менее важный, номер
(8500) предоставляет нам доступ к
8500 и затем донабрав свой номер и
PIN (по подсказкам автоматического
оператора).
Более удобный способ проверки
голосовой почты - автоматическое
прослушивание своего почтового
ящика при звонке с собственного те-
лефона (автологин по CallerID). Что-
бы воспользоваться этой функцией,
нам необходимо задать специальный
внутренний номер доступа к ней, что
можно сделать в настройках Asterisk
в разделе Voicemail (рис. 11). Реко-
мендуется использовать ставший де-
факто стандартом номер 999.
На этой же вкладке можно настро-
ить и другие параметры голосовой по-
чты, в частности максимальную дли-
тельность записи входящих сообще-
ний (Max message time) и включить
автоматическое зачитывание инфор-
мации о каждом сообщении (номера,
с которого получено сообщение Say
message Caller ID, длительности сооб-
щения Say message duration, даты/
времени получения сообщения Play
envelope). По окончании настройки
нажимаем кнопку Save и затем (обя-
зательно!) появившуюся в правом
верхнем углу кнопку Apply Changes.
В заключение нельзя не упомя-
нуть еще один номер по умолчанию,
настроенный в IP-АТС Asterisk. Это но-
мер 500, который позволяет пользо-
—;—""—
d^urri I Asterisk
Logoutj
System Status
Configure Hardware
mISDN
General VoiceMaii Settine
General Settings Email Settings for VoiceMaiis
Outgoing Calling
Rules
Dial Pia
Ring Groups
Music On H
General VoiceMaii Settings
Extension foi checking
m 999
messages W
Direct Voicemail Dial CD Г
Max greeting (in seconds) D
Dial '0' for Operator' D Г
Call Queues
Voice Menus
Incoming Calling
Rules
r essage Options
Maximum messages per foldei —g
Max message time (D 1 minute 3
Mm message time (D . |No minimum Ф]
Voicemai:
Genera! settings for
voicemail
Playback Options
Say message Caller-ID Ф F
Say message duration (D Г
Play envelope Ф F
Allow users to review Ф Г
службе голосовой
почты. Если вык-
лючить один из на-
ших софтфонов и
затем совершить
звонок на его но-
мер, автоматичес-
ки сработает служ-
ба голосовой по-
чты, которая пред-
ложит нам оста-
вить сообщение
для вызываемого
абонента. Прослу-
шать оставленные
сообщения затем
можно будет с лю-
бого телефона, по-
звонив по номеру
вателю впервые почувствовать все
могущество только что запущенной
им системы, так как он осуществляет
самое настоящее телефонное соеди-
нение с офисом компании Digium, на-
ходящимся в США ©. Не пугайтесь,
если не знаете, о чем поговорить с
американцами - это делать необяза-
тельно! Достаточно просто проверить
соединение с автоинформатором
Asterisk Demo, которое собственно и
происходит при наборе номера 500.
Asterisk Demo представляет собой го-
лосовое меню, которое позволяет как
прослушать на усмотрение пользова-
теля разнообразную автоматическую
информацию, так и соединиться с “жи-
выми” специалистами офиса Digium
(чего мы делать все же не будем ©).
О Cancel | И Save [
Литература, ресурсы
3. http://www.3cx.com/VOIP/voip-phone.html
I Рис. 11 |
Продолжение в №6/2011
56
U Радиолюбитель - 05/201 1
{ СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
Книга по работе
с WinAVR и AVR Studio
Роман Абраш
г. Новочеркасск
E-mail: arv@radioliga.com
Окончание. Начало в №1 -12/2010; №1 -4/2011
Операнды оператора asm()
Параметры оператора asm, используемые в качестве опе-
рандов инструкций ассемблера, обозначаются, как было сказа-
но ранее, определенными символами, помещаемыми в двой-
ные кавычки (см. таблицу 4).
В таблице 4 перечислены все допустимые символы для обо-
значения параметров. Обнаружив такой символ, компилятор само-
стоятельно подставит вместо него соответствующее значение из
числа допустимых. При этом могут быть странные на первый взгляд
ошибки, если символ выбран программистом неверно. Например,
программист применил для операнда-приемника инструкции ORI
символ Y’. Компилятор может выбрать для этого любой регистр из
числа имеющихся в его распоряжении в текущий момент. При этом
может быть выбран и регистр, например, гЗ, что приведет к ошибке,
т.к. для инструкции ORI допустимо применять только регистры из
старшей половины. Компилятор может выбрать и «правильный»
регистр, и это может привести к сомнениям: почему ранее работав-
шая без ошибок ассемблерная вставка вдруг стала вызывать ошиб-
ку. Поэтому правильным выбором для ORI будет символ “d”.
В таблице 5 приведены все инструкции ассемблера, требу-
ющие операндов, с указанием подходящих им символов. Одна-
ко, эти требования недостаточно строгие, т.к. не ограничивают,
например, диапазон номеров битов от 0 до 7 и т.п.
Любой символ может предваряться символом-модификатором:
= - обозначает, что операнд только для записи. Использу-
ется для операндов результата.
+ - обозначает, что операнд для записи и чтения.
& - обозначает, что для вывода должен использоваться но-
вый регистр.
Используемые для результата операнды всегда должны быть
только для записи и иметь вид «леводопустимого выражения».
Компилятор не проверяет совместимость типов операнда и при-
сваемого ему значения.
Таблица 4
Символ Что обозначает Допустимые значения
a Старшие регистры без указателей П6... г23
b Базовые регистровые пары - указатели V.z
d Старшие регистры П6... г31
e Регистровые пары - указатели х, у, z
q Указатель стека SPH:SPL
r Любой регистр гО... г31
t Вспомогательный регистр гО
w Специальный старший регистр г24, г26, г28, гЗО
X Регистровая пара X х (г27:г26)
У Регистровая пара Y у (г29:г28)
z Регистровая пара Z z (г31:г30)
G Константа в формате с плавающей точкой 0.0
1 6-битовое положительное число (константа) 0... 63
J 6- битовое отрицательное число (константа) -63... 0
К Целочисленная константа 2
L Целочисленная константа 0
1 Младшие регистры гО ... г15
M Однобайтная константа 0 ... 255
N Целочисленная константа -1
О Целочисленная константа 8, 16, 24
P Целочисленная константа 1
Q Адрес памяти по указателю Y или Z со смещением
R Целочисленная константа -6 to 5
Входные операнды должны быть определены как доступ-
ные только для чтения (без символа-модификатора). Одна-
ко, в случае, когда единственный операнд используется и
как входное и как выходное значение, существует способ
обойти это ограничение: необходимо вместо символа опе-
ранда использовать номер соответствующего операнда в ин-
струкции:
asm volatile(«swap %0» : «=г» (value) : «О» (value));
Пример показывает, как переменная value используется
в качестве входного значения и в нее же помещается ре-
зультат ассемблерной команды, меняющей тетрады байта.
“О” - это номер операнда команды SWAP. Такая запись ука-
зывает компилятору использовать для операнда-приемника
результата то же самое значение, что было выбрано для опе-
ранда-источника. Однако следует знать, что компилятор
может выбрать одно и то же значение и для источника и для
приемника, даже если это явно не указано. Обычно это не
опасно, но может быть фатальным, если значение операн-
да-результата модифицируется другими ассемблерными ин-
струкциями до выполнения сохранения результата операто-
ра asm.
asm volatile («in %0 ,%1» «\n\t>>
«out %1, %2>> «\n\t>>
: «=&г» (input)
: «I» (_SFR_IO_ADDR(port)) , «г» (output)
);
Таблица 5
Инструкция Символы л»ранд.х Инструкция Символы операндов
adc r, r add г, г
adiw w, I and г, г
andi d, M asr г
bclr I bld Г, I
brbc I, label brbs I, label
bset I bst г, I
cbi I, I cbr d, I
com r cp г, г
cpc r, r cpi d, М
cpse r, r dec г
elpm t, Z eor г, г
in r, I inc г
Id r, e Idd г, b
Idi d, M Ids г, label
Ipm t, z Isl г
Isr r mov г, г
movw r, r mu I г, г
neg r or г, г
ori d, M out I, г
Pop r push г
rol r ror г
sbc r, r sbci d, М
sbi I, I sbic I, I
sbiw w, I sbr d, М
sbrc r, I sbrs г, I
ser d st е, г
std b, r Sts label, г
sub r, r subi d, М
swap r
57
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ [
В этом примере сначала осуществляется считывание порта
port, а затем другое значение в этот же самый порт выводится.
Компилятор вполне может выбрать для ввода и вывода один и
тот же регистр, например, г5, при этом значение г5, считанное
первой командой еще до того, как будет записано эпилогом в
переменную output, будет изменено значением, загруженным
из переменной input для вывода во второй команде. Чтобы это-
го избежать, применен модификатор &, который указывает ком-
пилятору выбрать для операнда источника обязательно другой
регистр, т.е. не совпадающий ни с одним из выбранных для дру-
гих операндов “г"’.
Нередка ситуация, когда ассемблерная вставка должна ма-
нипулировать числами более одного байта. В этом случае воз-
никает проблема с обращением к нескольким байтам, состав-
ляющим один операнд. Для обозначения регистров, в которых
хранится значение переменной, используются дополнительные
символы - заглавные латинские символы «А», «В», «С» и т.д.
Такая запись указывает компилятору выбрать очередной ре-
гистр для хранения очередного байта, составляющего перемен-
ную. Младший байт соответствует символу «А», более старшие
последовательно назначаются для «В», «С» и т.д. Программист
может использовать соответственно «%А0» для обращения к
младшему байту первого операнда, «%А1» - младшему байту
второго операнда и т.д.
В этом примере производится перестановка байтов в 16-бит-
ной переменной value:
asm volatile («mov _tmp reg_, %A0» «\n\t»
«itiov %A0, %B0» «\n\t»
«mov %B0, _tmp_reg__» «\n\t»
: «=г» (value)
: «0» (value)
);
Перестановка байтов 32-битного переменной value:
asm volatile («mov __tmp reg__, %A0» «\n\t»
«mov %A0, %D0» «\n\t»
«mov %D0, __tmp_reg___» «\n\t»
«mov __tmp reg__, %B0» «\n\t»
«mov %B0, %C0» «\n\t»
«mov %C0, __tmp_reg___» «\n\t»
: «=г» (value)
: «0» (value)
);
Для обозначения операнда, используемого и как источник, и
как приемник результата, разумно использовать модификатор «+»:
asm volatile («mov _tmp reg_, %А0» «\n\t»
«mov %A0, %D0» «\n\t»
«mov %D0, _tmp_reg__» «\n\t»
«mov _tmp reg__, %B0» «\n\t»
«mov %B0, %C0» «\n\t»
«mov %C0, _tmp_reg__» «\n\t»
: «+г» (value)
);
Непредвиденная проблема может возникнуть еще и в случае,
если осуществляется работа с указателем, т.е. регистровой парой.
Предположим, программист использует следующее определения
операнда:
«е» (ptr)
Допустим, компилятор избрал для хранения этого операнда
регистровую пару Z, т.е. %А0 соответствует ZL (гЗО), а %В0 - ZH
(г31). Однако компилятор вызовет ошибку, если программист ис-
пользует обращение к этой паре так:
la r24, Z
Чтобы компилятор сгенерировал правильный код, необходи-
мо использовать только такую конструкцию:
1а г24 , %а0
То есть вопреки всему ранее сказанному надо использовать
нижний регистр для указания младшего байта операнда! Это про-
блема реализации компилятора GCC текущей версии40.
Зависимости оператора asm()
Как было сказано, последним элементом оператора asm мо-
жет быть список зависимостей. Этот список может отсутствовать
вместе с отделяющим его двоеточием. Однако если внутри ас-
семблерной вставки программист использует значения регистров,
не указанных в списках операндов, он обязан уведомить компиля-
тор об этом. В этом случае в код пролога будет добавлены коман-
ды сохранения перечисленных в этом списке регистров, а в коде
эпилога эти значения будут восстановлены в прежнем виде.
Например, при помощи следующего кода осуществляется ато-
марное увеличение 8-битной переменной:
asm volatile(
«сП» «\n\t»
«Id г24, %а0» «\n\t»
«inc г24» «\n\t»
«st %а0, г24» «\n\t»
«sei» «\n\t»
: «е» (ptr)
: «г24»
);
Примечательно в этом примере то, что используется указа-
тель для обращения к переменной, иначе сохранение значения
произошло бы только в коде эпилога, который будет добавлен пос-
ле команды разрешения прерывания, т.е. это уже нарушило бы
условие атомарности ассемблерной вставки. А с использованием
указателя переменная обновляется до разрешения прерываний.
Более правильным было бы в этом случае использовать
__tmp reg___вместо г24:
asm volatile(
«сП» «\n\t»
«Id __tmp reg_, %а0» «\n\t»
«inc __tmp reg_» «\n\t»
«st %a0, __tinp_reg_>> «\n\t»
«sei» «\n\t»
: «е» (ptr)
);
Вышеприведенные примеры имеют одну неприятную особен-
ность: их нельзя использовать в участках программы, где преры-
вания уже запрещены, т.к. эти вставки принудительно разрешают
прерывания. Казалось бы, эту проблему легко решить при помо-
щи локальной переменной:
{
uint8_t в;
asm volatile(
«in %0 , _SREG__>> «\n\t»
«cli» «\n\t»
«Id __tmp reg_, %al» «\n\t»
«inc __tinp_reg_>> «\n\t»
«st %al, _tmp_reg___» «\n\t»
«out __SREG_, %0» «\n\t»
: «=&г» (s)
: «е» (ptr)
);
}
К сожалению, это не так, хотя и выгладит правильно. Ассемблер-
ный код модифицирует переменную, на которую указывает указа-
тель ptr. Но загрузка значения указателя в регистровую пару осу-
ществляется в коде пролога, который выполняется еще до запре-
щения прерываний, т.е. вполне значение указателя может быть из-
менено на этом этапе. Разумеется, в этом случае результат работы
ассемблерной вставки непредсказуем. Более того, при оптимиза-
ции значение указателя вообще может оказаться не в ОЗУ, а в ре-
гистрах. Самое меньшее, что можно в этом случае сделать, это
применить специальный элемент списка зависимостей вставки
memory:
41 На момент написания книги это соответствует версии GCC 4.3.хх
58
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ fl
{
uint8_t s;
asm volatile(
«in %0 , _SREG_» «\n\t»
«с 11» «\n\t»
«Id ___tmp_reg_, %al» «\n\t»
«inc __tmp_reg_» «\n\t»
«st %al, __tmp reg___» «\n\t>>
«out __SREG__, %0» «\n\t>>
: «=&г» (s)
: «е» (ptr)
: «memory»
);
}
Это укажет компилятору учесть при оптимизации тот факт, что
ассемблерная вставка использует память, которую нельзя модифици-
ровать. Но наиболее простой и удобный способ все-таки состоит в
том, чтобы использовать volatile при определении указателя ptr:
volatile uint_t *ptr;
Это обеспечит правильное поведение как самой ассемблерной
вставки, так и оптимизатора в ее отношении.
Примечание. Случаи действительной необходимости в указании
списка зависимостей достаточно редки. Почти всегда есть возмож-
ность избежать их, обеспечив компилятору больше свободы в оптими-
зации кода.
Макросы на ассемблере
Для многократного использования ассемблерных вставок в раз-
личных проектах имеет смысл разместить их в заголовочном файле в
виде макросов. AVR-LIBC содержит немалое количество таких фай-
лов, найти которые можно в директории avr/include. Однако такое ис-
пользование ассемблерных вставок может вызвать предупреждения
компилятора дпя режима соответствия ANSII-стандарту. Чтобы избе-
жать предупреждений, достаточно писать asm_______вместо asm и
volatile_вместо volatile - это полные синонимы.
Более заметная проблема ассемблерных вставок в виде макро-
сов связана с использованием меток. Макрос - это ведь просто под-
становка текста, поэтому в случае использования обычных меток в
ассемблерных вставках возможно появление одинаковых меток в раз-
личных участках программы, что недопустимо. Для избежания этого
следует испогьзовать особый синтаксис меток для ассемблерных вста-
вок: в определении метки используется сочетание «%=», которое на
этапе компиляции заменяется на некий уникагьный номер, таким об-
разом, гарантируя уникальность всех меток. Вот, например, как реа-
лизован один из макросов в iomacros.h:
ftdefine loop_until_bit_is_clear(port,bit) \
_________asm__ __volatile__ ( \
«L_%=: « «sbic %0 , %1» «\n\t>> \
«rjmp L%=» \
: /* no outputs */ \
: «I» (_SFR_IO_ADDR(port)),
«I» (bit)
)
Метка L_%= будет заменена на что-то типа L_1234, при-
чем это будет гарантированно уникальная метка.
Функции на ассемблере
Макрос с ассемблерной вставкой будет приводить к появлению
одного и того же кода каждый раз при использовании макроса. Для
многих критичных к размеру памяти приложений это неприемлемо.
В этом случае логичнее реализовать С-функцию целиком на ас-
семблере.
void delay(uint8_t ms)
{
uintl6_t ent;
asm volatile (
«\п»
«Ld11%=:» «\n\t»
«mov %A0, %A2» «\n\t»
«mov %B0, %В2» «\п»
«Ld12%= :» «\n\t»
«sblw %A0, l»«\n\t»
«brne Ldl2%=» «\n\t»
«dec %1» «\n\t>>
«brne Ldll%=» «\n\t>>
: «=&и» (ent)
: «г» (ms), «г» (delay_count)
);
}
Пример демонстрирует реализацию функции задержки про-
граммным циклом на заданное количество миллисекунд. В функ-
ции используется глобальная переменная delay_count, которая
должна содержать значение тактовой частоты, деленное на 4000,
причем это значение должно быть присвоено этой переменной до
обращений к функции. Как было показано ранее, функция исполь-
зует локальную переменную для сохранения значения используе-
мых регистров.
Следующий пример показывает, как реализуется возврат зна-
чения из ассемблерной функции:
uintl6_t inw(uint8_t port)
{
uintl6_t result;
asm volatile (
«in %A0 ,%1» «\n\t>>
«in %В0,(%1) + 1»
: «=г» (result)
: «I» (_SFR_IO_ADDR(port))
);
return resuIt;
}
Функция inw возвращает 16-разрядное число, считанное из
пары «смежных» портов ввода-вывода, port определяет «младший»
порт.
Соглашения об именах Си и ассемблера
По умолчанию GCC использует одинаковые имена переменных
и функций для Си и для ассемблера. Однако программист может
изменить эту ситуацию при помощи особой формы оператора asm:
unsigned long value asm(«clock>>) = 3686400;
Это определение вынудит компилятор использовать имя clock
вместо его значения. Такая «подмена» имеет смысл только для
глобальных (статических) или внешних переменных, так как локаль-
ные переменные не имеют символьных имен для ассемблера. Кро-
ме того, локальные переменные могут быть помещены в регистры.
Программист может назначить локальной переменной опреде-
ленный регистр:
void Count(void)
{
register unsigned char counter asm(«r3>>);
... какие-то действия ...
asm volatile («clr r3>>) ;
... какие-то действия ...
}
В этом примере показано, как заставить компилятор поместить
локальную переменную counter в регистр гЗ. Однако, это не «веч-
ное» закрепление: если оптимизатор компилятора сочтет, что зна-
чение переменной более не требуется сохранять, назначение реги-
стра гЗ может быть переопределено. Если программист закрепляет
слишком много регистров за переменными, компилятор может ис-
черпать ресурсы регистров для компиляции остального кода. Кро-
ме этого, принудительное назначение регистра переменной чаще
приводит к ухудшению эффективности кода вместо ожидаемой его
оптимизации.
Существует и способ изменить имя функции:
extern long Calc(void) asm («CALCULATE»);
Вышеприведенный пример заставит компилятор при обраще-
нии к функции Са1с() генерировать инструкцию вызова функции
CALCULATE.
59
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
fl ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ [
Михаил Бараночников |
г. Москва |
E-mail: baranochnikov@mail.ru ।
Продолжение. |
15. Начало в №1 -4/2011 |
Полупроводниковые
магнитоуправляемые
интегральные схемы СССР.
Серия K1116КП. Справочные данные
Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП8
|l~|+Un(4,5-5,5B)]
Принципиальная электрическая схема МУМ К1116КП8.
(Разработчик Ткачев, 1987 г.)
Внешний вид МУМ КП16КП8
Параметры МУМ типа KI 116КП9 при температуре 20±5’С
Наименование параметра. Единица измерения Норма
не менее не более
Напряжение питания, В 4,5 5,5
Напряжение коммутации, В 1,5 5,5
Ток потребления, мА - 6,0
Напряжение низкого уровня, В - 0,4
Ток коммутации, мА - 25,0
Ток высокого уровня, мА - 0,006
Характеристика переключения Биполярная прямая
Индукция срабатывания, мТл - 30,0
Индукция отпускания, мТл -30,0 -
Время включения, мкс - 0,5
Время выключения, мкс - 1,5
Рабочая температура, °C -60 125
Габаритный чертеж МУМ KI 116КП8
Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП9
|з| Выход I
|T|+Un(4,5-5,5B^
Параметры МУМ типа КП 16КП9 при температуре 20±5°С
Наименование параметра.
Единица измерения
Напряжение питания, В______
Напряжение коммутации, В
Ток потребления, мА
Напряжение низкого уровня, В
Ток коммутации, мА_________
Ток высокого уровня, мА
|2| Общий |
Характеристика переключения
Индукция срабатывания, мТл
Индукция отпускания, мТл
Время включения, мкс________
Время выключения, мкс_______
Рабочая температура, °C
Норма
не
менее
4,5
1,5
не
более
5,5
5,5
10,0
0,4
20,0
0,001
униполярная
прямая
35,0
10,0
-60
0,3
0,5
125
Принципиальная электрическая схема МУМ KI 116КП10.
(Разработчик: Ткачев, 1990 г.)
Зависимость Всрэб/Вотп от температуры
Внешний вид МУМ КН 16КП9
Габаритный чертеж МУМ KI 116КП9
60
U Радиолюбитель - 05/201 1
fl ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ fl
Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП10
Принципиальная электрическая схема МУМ Kill 6КП10.
(Разработчик: Ткачев, 1990 г)
Параметры МУМ типа КП 16КП10 при температуре 20±5°С
Наименование параметра. Единица измерения Норма
не менее не более
Напряжение питания, В 4,5 5,5
Напряжение коммутации, В 1,5 5,5
Ток потребления, мА - 6,0
Напряжение низкого уровня, В - 0,4
Ток коммутации, мА - 20,0
Ток высокого уровня, мА - 0,001
Характеристика переключения униполярная прямая
Индукция срабатывания, мТл - 40,0
Индукция отпускания, мТл 10,0 -
Время включения, мкс - 0,5
Время выключения, мкс - 0,5
Рабочая температура, °C -10 70
4,5 2^,
Внешний вид МУМ К1116КП10
Габаритный чсртсжМУМ К1116КП10
Магнитоуправляемая интегральная схема К1116КП11
<1 KI <1 И KI KI
Параметры МУМ типа К1116КП11 при температуре 20±5°С
Наименование параметра. Единица измерения Норма
не менее не более
Напряжение питания, В 4,5 12,0
Напряжение коммутации, В 4,5 12,0
Ток потребления, мА - 6,0
Напряжение низкого уровня, В - 0,4
Ток коммутации, мА - 25,0
Ток высокого уровня, мА - 0,001
Характеристика переключения биполярная прямая
Индукция срабатывания, мТл - 13,0
Индукция отпускания, мТл -13,0 -
Время включения, мкс - 0,3
Время выключения, мкс - 0,5
Рабочая температура, °C -10 70
Принципиальная электрическая схема МУМ KI 116КП11.
(Разработчик: Ткачев, 1990 г)
Зависимость Всраб/Вотп от температуры
Внешний вид МУМ KI 116КП11
Продолжение в №6/2011
Радиолюбитель - 05/201 1 |]
61
fl КНИЖНАЯ ЛАВКА fl
РНТБ предлагает
Республиканская научно-техническая библиотека, один из крупнейших информационных центров Беларуси,
предлагает ознакомиться с новыми изданиями по радиоделу.
Радиодело
1. Евстратов, В. А. Радиоэлект-
роника прогулочных судов / В. А.
Евстратов. - Москва : ТрансЛит,
2008. -113 с. (1X293734 629 Е29).
Подробно рассматриваются типы
и основные характеристики радиоэлек-
тронного оборудования для маломер-
ных судов. Представлено многообра-
зие существующей на настоящий день
судовой радиоэлектроники. Дается
краткий обзор каждого из устройств и
практические советы по выбору аппа-
ратуры.
Излагаются принципы работы сис-
тем спутниковой навигации, приемни-
ков GPS, радиолокаторов, цифровых
*7ЙДИ0ЭЛЕКТР01ИКЙ
ПРОГУЛОЧНЫХ СУДОО
измерителей и др., описываются возможности, которые они предо-
ставляют пользователю.
В И Нефедов, А С Сигов
Основы
радиоэлектроники
и связи
с помощью теории фракталов, дроб-
ной размерности и дробных опера-
торов при учете скейлинговых эф-
фектов реальных сигналов и физи-
ческих полей. Впервые предлагают-
ся новые перспективные варианты
конструкций элементов с фракталь-
ной размерностью - “фрактальных
импедансов”, способных работать в
различных устройствах фрактальной
радиоэлектроники. Представлены
классификация, методы анализа и син-
теза современной элементной базы
фрактальной радиоэлектроники - ре-
зистивно-емкостных элементов с
распределенными параметрами (RC-ЭРП), а также области их при-
менения. Исследуется принципиально новый подход к синтезу фрак-
тальных импедансов на основе многослойных RC-ЭРП, использу-
ющий метод обобщенных конечных распределенных элементов и
генетические алгоритмы оптимизации. Рассматриваются новей-
шие методы обработки сверхслабых сигналов и малоконтрастных
изображений на основе текстур и фракталов с учетом скейлинго-
вых эффектов. Представлены основные этапы создания и прин-
ципы построения первого фрактального непараметрического об-
наружителя радиолокационных сигналов, которые могут быть рас-
пространены и на другие системы подобного класса. Намечены
пути построения адаптивных фрактальных обнаружителей. Впер-
вые в отечественной литературе рассматривается физическая ре-
ализация операторов дробного интегродифференцирования ком-
плексного порядка, следовательно, возможна комплексная (а не
только, отрицательная) фрактальная размерность D.
А А Потапов, А А Гильмутдинов, П А Ушаков
ФРАКТАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
И РАДИОСИСТЕМЫ
ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
2. Нефедов, В. И. Основы ра-
диоэлектроники и связи : учебное
пособие для вузов / В. И. Нефедов,
А. С. Сигов ; под ред. В. И. Нефедо-
ва. - Москва: Высшая школа, 2009. -
735 с. (1X303153 621.37 Н58).
Рассматриваются вопросы пере-
дачи информации при помощи элект-
ромагнитных колебаний и принципы
построения основных радиотехничес-
ких устройств и систем. Излагаются
способы математического представ-
ления сигналов и помех, современные
методы формирования, преобразова-
ния и обработки сигналов в системах
связи. Проанализированы различные классы радиотехнических
цепей и процессы, протекающие в них. Широко представлены ос-
новные электронные устройства и узлы, выполненные на интег-
ральных аналоговых и цифровых микросхемах: усилители, моду-
ляторы, детекторы, генераторы, счетчики и т.д. Приводятся об-
щие сведения о пропускной способности каналов связи, методах
помехоустойчивого кодирования, оптимального приема сообще-
ний. Описываются элементы современной теории вейвлетной и
фрактальной обработки информации. Материал проиллюстриро-
ван практическими расчетами и примерами построения отдель-
ных узлов.
3. Потапов, А. А. Фрактальные элементы и радиосисте-
мы: физические аспекты / А. А. Потапов, А. X. Гильмутдинов,
П. А. Ушаков; под ред. А. А. Потапова. - Москва: Радиотехника,
2009. -198 с. (1X302665 51 П64).
Систематизированы многочисленные результаты теоретичес-
ких и экспериментальных исследований, полученные авторами
4. Худяков, Г. И. Статистическая
теория радиотехнических систем :
учебное пособие / Г. И. Худяков. -
Москва : Академия, 2009. - 397 с.
(1X303530 621.37 Х98).
Излагаются математические осно-
вы статистической теории радиотех-
нических систем. Представлены ос-
новные вероятностные модели сигна-
лов и помех в радиотехнических сис-
темах. Рассматриваются основные
теории поиска, обнаружения и разли-
чения сигналов на фоне помех, стати-
стической теории оптимального оце-
нивания параметров сигналов, теории
фильтрации и разрешения простых и сложных сигналов. Описы-
ваются основные методы расчета статистических характеристик
пространственно-временных радиопомех, стохастических трасс
распространения радиосигналов и эффективных площадей рас-
сеяния радиолокационных целей.
Г И.Худяков
S.
'S
СТАТИСТИЧЕСКАЯ
ТЕОРИЯ
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ
СИСТЕМ
Издания не продаются!
(В скобках указаны шифры хранения книг в библиотеке)
Ознакомиться с предложенными изданиями можно в читальных залах Республиканской научно-технической библиотеки.
Библиотека также оказывает дополнительные услуги по копированию и сканированию фрагментов документов, записи на
дискету, CD-ROM, флэш-карту и др.
Более подробную информацию о режиме работы и услугах можно получить по адресу:
220004, г. Минск, проспект Победителей, 7, РНТБ, тел. 203-31-00, www.rlst.org.by, e-mail: edd@rlst.org.by
62
U Радиолюбитель - 05/201 I
кпо
-------------------------------------D
Для публикации бесплатных объявлений некоммерческого
характера о покупке и продаже радиодеталей, бытовой и
радиолюбительской литературы их текст можно присылать в
письме по адресу: РБ, 220015, г. Минск-15, а/я 2, на адрес
электронной почты rl@radioliga.com или продиктовать по
телефону вг. Минске (+375-17) 251-70-86 с 11.00 до 18.00.
Продам:
- корпус для р/э аппаратуры фирменный металлический 350*195*40;
- трубку осцилографическую 11ЛО9И.
Тел. в Минске 293-15-26, Сергей.
Продам:
- радиостанцию б/у Motorola GM-300 UHF, model: M44GMC09C4AA;
- радиостанцию б/у Alinco DR-135F, 144-146 МГц.
Тел. в Москве +7-916-454-07-07 (МТС).
Продам книгу- Галеев. ‘Светомузыкальныеустройства”.
Тел. в Минске 293-15-26, Сергей.
Куплю военный приемник Р-154-2М, Р-326М, Р-311, Волна-К и тд. Для себя.
Рассмотрю любые предложения.
Тел. в Минске: 8 033 660-03-88 (МТС), Ярослав.
Продам измеритель комплексных коэффициентов передачи Р4-37/1. Год вы-
пуска - 1991, в работе не был, отсутствует блок ГКЧ, работоспособность не
проверялась.
E-mail: grigoriy2@ukr.net
Тел.: +380 66147-49-62.
Нужна принципиальная схема переносного кассетного радиомагнитофона
“Minowa”.
E-mail: kojjur@mail.ru
Продаю журналы “Радиолюбитель”, выпуски с 1945 года до 1950 года (неко-
торые номера отсутствуют). Бумажный формат, в хорошем состоянии.
Предложения по цене высылайте на E-mail: zlg-m@rambler.ru
Куплю качественно выполненный усилитель на лампах для КВ трансивера,
диапазон 1,8-30 МГц, мощностью до 500 Вт. Выходная мощность трансивера
20 Вт. Питание усилителя обязательно трансформаторное. Желательно за-
водское исполнение. Денег не пожалею.
E-mail: Mikola1955@tut.by
Тел.: +375 296 85 99 42(Velcom), Николай.
Продам кинокамеру “Кварц-2", б/у, в хорошем состоянии.
Тел.: 8 044 460-86-32,8 044 540-13-05 (Velcom).
Александр, г. Брест.
Куплю вольтметр цифровой универсальный, генератор шумов низкой частоты.
Тел.: +375 29 975-01-25 (Velcom), +375 29 512-70-35 (МТС), Александр.
Продам или обменяю на радиоприемную или звуковоспроизводящую аппа-
ратуру (РП, УМЗЧ, АС, громкоговорители) следующую радиоаппаратуру:
- радиостанция Р-838КА.12, “Кремница-АА.12” 12 В, 163,200 -164,175 МГц,
8 Вт, 1,2 мкВ - 2 шт, имеется сетевой блок питания и РТЭ;
- Си-Би радиостанции “Dragon СВ-220” - 2 шт.
Возможны варианты.
E-mail: buse1711@rambler.ru
Тел. 824-56-94 (МТС), Юрчик Олег Леонидович.
Продам:
- приборные роликовые мини-подшипники 847-5 ЗРПЗ (Двнеш = 10 мм,
Двнутр = 6 мм, I = 7 мм) - 57 шт;
- клавиатуру пианино “Беларусь” (в сборе);
- герконы МКА-10104 (б/у).
Тел. в г. Минске: 257-26-88, Николай.
Обменяю устройство плавной настройки к радиоприемнику УС-П на элек-
тромеханический фильтр ЭМФ-9Д-500-ЗВ, кварц 500 кГц, лампы пальчи-
ковые 1Ж24Б, 1Ж29Б, 1П24Б, 6Ж32Б, 6Н28Б, 6С32Б.
Тел. 8-02337-290-10; 8-044-789-15-04.
Имеется в наличии ЭМФДП-500Н-3.1 - 5 шт.
Тел. 918-46-58 (Velcom), Александр.
Радиолюбитель - 05/201 I |]
[[
Продам:
- кассетная видеокамера Kyocera (Yashica), Япония;
- радиоприемники “Альпинист”, “ВЭФ”;
- радиола “Ригонда-102”, “Кантата”;
- фильмоскоп, диаскоп;
- бобинный магнитофон ламповый: “Чайка-М”, “Орбита-205”;
- аудиокассеты BASF;
- видеомагнитофоны SHARP, PANASONIC;
- спутниковый тюнер.
Тел.: 8 044 460-86-32, 8 044 540-13-05 (Velcom).
Александр, г. Брест.
Куплю радиолу “Ригонда-102” либо силовой трансформатор к ней.
Тел.: 8 029 766-32-28, Павел, Минск.
Продам:
- частотомер 43-54;
- осциллограф С1 -49;
- видеокамеру “ВЗОР”;
- аэроионизатор воздуха;
- р/лампы ГИ-7Б - 3 шт., ГК-71 - 3 шт., ГУ-50 - 5 шт.;
- динамические головки 0,5ГДШ-1 8 Ом, 0,25ГДШ-2 50 Ом.
Тел. 929-84-26 (Velcom).
Продам:
- модули компьютера ЕС-1841 с альбомом принципиальных схем (можно
раздельно) к ним, кабели, со спецификациями;
- электронно-лучевая трубка двух лучевая с прямоугольным экраном
16ЛО2И в комплекте с панелькой;
- германиевые транзисторы П414, П415 (непаяные).
Тел. в г. Минске 257-26-88, Николай.
Куплю две ламповые панельки под ГУ-29.
E-mail: zas5522@yandex.by
Тел.: (033) 644-12-29, Сергей.
Куплю приемник icom рсгЮО, Харьков.
E-mail: wernin@inbox.ru
Тел.: +38 050 751 57 01
Куплю радиоприемник транзисторный, импортного или отечественного
производства в хорошем состоянии.
E-mail: t205@tut.by
Тел.: +375 33 32-77-888, Алексей.
Куплю 2 трансформатора ОСМ-О.25.
E-mail: Alexan4o2010@mail.ru
Тел.: 2240721(МТС), Александр.
Продам осциллограф С1 -49 в рабочем состоянии с инструкцией по эксп-
луатации, схемой и всеми щупами.
E-mail: borisai19701970@mail.ru
Тел.: 363-60-33 (Velcom).
Подарю радиоприемник “Ишим-003”.
E-mail: LZubovich@yandex.ru
Тел.: Vel. 763-64-84 (Velcom), Леонид Степанович.
Меняю радиоприемник Р-155, радиостанцию Р-856 на любой трансивер.
Тел.: +375 29 311-94-92 (Velcom), 926-216 (г. Гомель).
Куплю радиоприемник Р-311.
Тел.: +375 29 685-99-42 (Velcom), Николай.
Отдам бесплатно много радиодеталей новых и б/у.
Тел.: 752-76-40 (МТС), 652-76-40 (Velcom), Олег, Минск.
Куплю:
- книгу Полякова В.Т. “Приемники прямого преобразования для любительской
связи”;
- схему вольтметра ЛЭ7-15;
- лампу 6Д13Д;
- частотомер в рабочем состоянии.
Тел.: +375 29 56-11-330 (МТС); +375 17 251-28-70, Александр, г. Минск.
Куплю разьем для подключения колонок к проигрывателю “Вега-109 стерео”.
E-mail: kukharev@nsys.by
---------------------------------------------------------------- 63
{ "РЛ" - ИНФО
Республика Беларусь,
220015, г. Минск-15, а/я 2
rl@radioliga.coni
www.radioliga.com
Подписка - 2011
Подписку можно оформить в любом почтовом отделении по месту жительства.
Возможно произвести подписку, начиная с любого месяца.
• - В почтовых отделениях
Читатели Беларуси могут подписаться на журнал по каталогам:
"Белпочта" (подписной индекс - 74996);
"Белсоюзпечать" (подписной индекс - 74996).
Читатели России могут подписаться на журнал по каталогам:
"Роспечать" (подписной индекс - 74996);
"МАП" - "Почта России" (подписной индекс - 99153);
"Интерпочта-2003" (подписной индекс - 3800).
Также читатели стран СНГ могут подписаться на журнал по своим
национальным каталогам: ООО "Вся пресса", ООО "Информнаука",
ОАО "АРЗИ", ГП "Пресса" (Украина), ГП "Пошта Молдовей",
АО "Летувос паштас".
* Из редакции
Приобрести имеющиеся в наличии отдельные номера журнала, а также
подписаться на любой период, можно через редакцию.
Для этого жителям Беларуси нужно перевести на наш расчетный счет
соответствующую сумму, а на бланке перевода очень четко написать свой
почтовый индекс, полный адрес, а также фамилию, имя и отчество полностью.
В графе "Для письменного сообщения" необходимо точно перечислить,
какие конкретно номера журнала Вы заказываете.
Организации при оплате платежным поручением могут предварительно
заказать счет-фактуру.
При заказе номеров журналов, уже вышедших из печати, следует предва-
рительно уточнить их наличие.
Текущие цены приведены в таблице.
Наложенным платежом редакция журналы не высылает!
Год, номера Стоимость с пересылкой
Беларусь (белорусские рубли) Международные отправления (российские рубли)
2004 (№№ 8, 11-12- нет) 15000 480
2оо5 (1 номер) 3000 80
2оо5 (№9 - нет) 19000 680
2ооб (1 номер) 3300 85
2ооб (12 номеров) 22000 750
2оо7 (1 номер) 3700 90
2оо7 (№4 и №11 - нет) 30000 850
2оо8 (1 номер) 4300 95
2оо9 (1 номер) 4800 110
2о1о(1 номер) 5600 120
2о11 (1 номер) 5900 140
В наличии имеются номера журналов "Радиолюбитель" и "Радиолюбитель. КВ и УКВ" за 2оо1-2оо4 гг.
ПРИОБРЕТЕНИЕ ЖУРНАЛА В МАГАЗИНАХ:
КНИГА XXI ВЕК ПР. НЕЗАВИСИМОСТИ 92
РУП БЕЛСОЮЗПЕЧАТЬ
МАГАЗИН 401 УЛ. ЖУКОВСКОГО 5/1
МАГАЗИН 402 ПР. НЕЗАВИСИМОСТИ 44
МАГАЗИН 403 ПР. НЕЗАВИСИМОСТИ 74
МАГАЗИН 404 УЛ. ЛЕНИНА 15
МАГАЗИН 405 УЛ. ВАРВАШЕНИ 6/3
МАГАЗИН 406 УЛ. ЗАПОРОЖСКАЯ 22 УЛ. ФИЛИМОНОВА 1
МАГАЗИН 407 УЛ. Я.КОЛОСА 67
МАГАЗИН 408 УЛ. СУРГАНОВА 40
МАГАЗИН 409 ПР. РОКОССОВСКОГО 140
МАГАЗИН 410 БУЛ-Р ШЕВЧЕНКО 7
МАГАЗИН 411 ПР. ПУШКИНА 77
МАГАЗИН 412 УЛ. КИЖЕВАТОВА 80/1
МАГАЗИН 413 УЛ. КАЛИНОВСКОГО 82/2
МАГАЗИН 414 УЛ. К.МАРКСА 6 УЛ. ВОЛОДАРСКОГО 22
МАГАЗИН 415 УЛ. М.ТАНКА 16
МАГАЗИН 416 УЛ. В.ХОРУЖЕЙ 24 К.2
МАГАЗИН 417 УЛ. НЕКРАСОВА 35
МАГАЗИН 418 ПЛ. ПОБЕДЫ, ПЕРЕХОД МЕТРО
МАГАЗИН 419 ПР. ПОБЕДИТЕЛЕЙ 51/1
МАГАЗИН 420 УЛ. ЕСЕНИНА 16
МАГАЗИН 421 СТ. МЕТРО ПУШКИНСКАЯ
МАГАЗИН 422 УЛ. ИЛИМСКАЯ 10-2
МАГАЗИН 423 УЛ. СЛАВИНСКОГО 37/А
МАГАЗИН 424 УЛ. ЖИЛУНОВИЧА 31
МАГАЗИН 425 УЛ. К.МАРКСА 21
МАГАЗИН 426 ПР. НЕЗАВИСИМОСТИ 113
МАГАЗИН 427 УЛ. ВОЛОДАРСКОГО 16
МАГАЗИН 428 УЛ. ВОЛГОГРАДСКАЯ 23
• * Электронный архив
Для получения архива жителям Беларуси нужно перевести на наш расчетный счет 23400 руб, на бланке перевода
очень четко написать свой почтовый индекс, полный адрес, а также фамилию, имя и отчество полностью. В графе
"Для письменного сообщения" необходимо написать "Архив". Срок отправки - по перечислению.
Акция действительна в текущем году. Необходимое условие - сохранение подписных купонов на 2011 -й год.
При отправке копии купона в редакцию укажите почтовый индекс, полный адрес, фамилию, имя и отчество полностью.
* * Контактная информация
Более подробную информацию можно получить:
- по телефону в г. Минске +375 17 251-70-86, +375 29 350-55-56, +375 29 509-55-56, +375 29 634-92-80.
- по E-mail: rl@radioliga.com
•* Реквизиты
ИЧУП "Радиолига", УНН 190549275, р/с 3012000036352, код 603, филиал №510 ОАО "АСБ Беларусбанк" г. Минска.
U Радиолюбитель - 05/201 1
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ЖУРНАЛ ДА/ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ И ПРОФЕССИОНАЛОВ
ные соревнования