Egyszerű hobbiáramkörök

Félvezető teszter

2-es ábraAz alkatrészeket még a legegyszerűbb áramkörök összeállítása előtt is célszerű megvizsgálni. Ezt különösen akkor érdemes megtenni, amikor az áramkörbe használt alkatrészeket is beépítünk. Az előzetes ellenőrzést indokolja egyrészt az, hogy az elektronikus áramkörök alkotó elemei - különösen a félvezetők egyike-másika - nem taroznak a legolcsóbb holmik közé, másrészt kifejezetten pazarlásnak számítana, ha az egyébként kifogástalan alkatrészeket nem használnánk fel újra.
Persze egyik-másik félvezetőt nem olyan egyszerű megvizsgálni, különösen ha a működésükről mindent tartalmazó adatokat akarunk kapni. Például a bonyolultabb belső felépítésű IC-k vizsgálata csak kifejezetten az ilyen célú áramkörökkel lehetséges, azonban egy tranzisztor vagy egy dióda alapvető hibáinak megállapítása már nem olyan nehéz feladat. Összefoglalva tehát: az IC-ket házilag nem tudjuk ellenőrizni, mert nincs meg hozzá a megfelelő eszközünk, a tranzisztorokat és a diódákat viszont megvizsgálhatjuk. Az áramkörökben előforduló zárlatok és szakadások is könnyen felderíthetők.
A félvezetők legtöbbjének hibája ugyancsak a kivezetéseik közötti belső zárlat vagy szakadás. Egy tranzisztort ha túlterhelnek, akkor annak elektródái között legtöbbször zárlat keletkezik vagy néhány esetben szakadás. A legegyszerűbb "bipoláris" tranzisztornak három kivezetése van: kollektor, bázis, emitter. A túlterhelések következménye rendszerint kollektor-emitter, vagy bázis-emitter zárlatot eredményez. Mindkét esetben egyenes következmény, hogy a tranzisztor két alapállapota, a zárt és nyitott, a bázisárammal nem kapcsolható. A tranzisztor tulajdonképpen vagy úgy viselkedik mint egy darab drót, vagy mintha ott sem lenne. A diódáknál, a kétféle alaptípusnál (npn és pnp), az anódjukra és a katódjukra kapcsolt feszültség polaritásától függően vagy nyitott vagy zárt állapotba kerülnek. A túlterhelt dióda, a tranzisztorhoz hasonlóan, a kivezetései között vagy zárlatot vagy szakadást mutat.
1-es ábraMindezekből látható, hogy akár tranzisztorokról, akár diódákról van szó, a leggyakoribb hibáik egyszerű zárlatra és szakadásra egyszerűsíthetők. Természetesen most csak az általánosan használt szilícium és germánium alapú tranzisztorokról és diódákról van szó. Ezeknél sokkal bonyolultabb FET-ek és egyéb tranzisztorok, diódák már ilyen egyszerűen nem vizsgálhatók. Az 1. ábrára kigyűjtöttünk két általánosan használt tranzisztor párt, ezek a párok egymásnak úgynevezett komplementerei, valamint két diódát. A BD139 npn, 80 voltos, 1 amperes, maximálisan 8 wattos tranzisztor, a BD140 pnp és adatai megegyeznek a párjával. Ez a két tranzisztor közepes teljesítményű komplementer párt alkot. A BC182 npn, 50 voltos, 0,2 amperes, maximálisan 0,3 wattos tranzisztor, a komplementer párja a pnp BC212 hasonló adatokkal. Ez egy kisteljesítményű komplementer tranzisztor pár. Amihez a tranzisztorokat kiválasztottuk, tehát a teszteléshez, a komplementerségüknek nincs sok köze, csupán a kétféle teljesítményhez kerestünk lehetőleg egyforma npn és pnp tranzisztorokat. A komplementer egyébként kiegészítőt jelent.
Egyszerűen magyarázva: az npn tranzisztor a pozitív polaritású feszültségekkel vezérelhető. Azért, hogy a vezérlés a pozitív és a negatív polaritású tartományokban egyformán létrejöhessen, kiegészül egy teljesen azonos, de pnp tranzisztorral, a komplementerrel. Ez fordítva is igaz, amikor a pnp tranzisztor komplementerének tekintjük az npn tranzisztort.
A korábbiakból kiderült, hogy egyes tranzisztorokat és diódákat, illetve a bennük levő félvezető rétegek és azok átmeneteinek épségét viszonylag egyszerű módon, zárlatra vagy szakadásra ellenőrizni lehet. A zárlat és a szakadás tulajdonképpen az ellenállás két véglete. Eszerint az úgynevezett bipoláris tranzisztorokat és a diódákat egy ellenállásmérő műszerrel is megvizsgálhatjuk. Ehhez a 2. ábrán egy korszerű, kisméretű, digitális kijelzésű kézi műszer képét látjuk. A 3. ábra egy még modernebb, automata méréshatár beállítású változatot mutat. A kereskedelemben egyébként sokféle, de lényegében hasonló kézi műszer kapható. Egy műszer minél jobban automatizált, annál drágább. Most azonban nem ez az érdekes. Figyeljük meg, hogy mindkét műszeren COM és V/OHM jelzésű csatlakozó van. A COM a közös testelést, azaz az Ohm-mérésnél a mérőfeszültség negatív polaritású oldalát, amíg a V/OHM a pozitív polaritású oldalát jelöli. Ezek a régebbi mutatós műszereknél a földelési és a plusz jeleknek feleltek meg. Az ellenállásmérő műszerek között vannak olyanok, ahol a méréshatár-váltó kapcsoló a skálán mutatott érték szorzóját és vannak olyanok amik az adott méréshatárban a maximális értéket jelzik.
Ha olyan műszerünk van (ilyenek a mutatós kézi műszerek), ahol a méréshatár-váltó kapcsolón a szorzó jelzett, akkor ezt kapcsoljuk a x100k állásba. Ha a műszerünk digitális kijelzésű, akkor a méréshatár-váltó kapcsolóját állítsuk a legnagyobb 2M vagy 20M állásba. Az automata méréshatár-váltó műszerek ezt maguktól is megteszik, ezeknél csak a mérési módot kell ellenállás mérésre kapcsolni. A mutatós műszereknél a skálán jelzett értéket kell a kapcsoló állásától függően, esetünkben x100 kiloohmmal megszorozni, és ez lesz a mért ellenállás nagysága. A digitális kijelzésű műszerek rögtön az ellenállás nagyságát mutatják.
4-es ábraEzután nézzük a 4. ábrát. Felül az 1N4148-as dióda tesztelése látható. Ez a dióda npn típusú, tehát ahhoz, hogy nyitó irányba kapcsoljuk, az anódjára pozitív, a katódjára pedig negatív polaritású feszültséget kell adni. Ezt a valamilyen nagyságú nyitóirányú feszültséget most az ellenállásmérő műszer szolgáltatja. A műszer feszültsége elegendő ahhoz, hogy a dióda valamiképpen kinyisson és ekkor 3-400 kiloohmos ellenállást mutasson. Ha most a műszer kapcsait a diódára úgy tesszük rá, hogy a COM, azaz a mérőfeszültség negatív polaritású oldala az anódra kerül és a pozitív polaritású a katódra, akkor a dióda ennek hatására lezár. A műszer ilyenkor a dióda záróirányú, majdnem végtelen nagy ellenállását mutatja. Az ellenállások mértéke nem mérvadó, mivel ez a műszerenként változó feszültségek miatt nem lehet egységes. Az a fontos, hogy a hibátlan diódáknál a nyitóirányú mérésnél mindig kisebb, a záróirányú mérésnél pedig mindig nagyobb ellenállást kapjunk. A tesztelés menete ugyanez a nagyobb teljesítményű 1N4001-es diódánál is. Itt a nyitóirányú mérésnél 2-300 kiloohmos, a záróirányúnál pedig majdnem végtelen nagy ellenállás adódott.
A tranzisztorok durva egyszerűsítéssel felfoghatók úgy is, mint két összekapcsolt dióda. A 4. ábrán mutatott mérés a BD140-es tranzisztor vizsgálata. A BD140-es pnp tranzisztor, tehát a vezérléséhez a bázisára negatív polaritású feszültséget kell kapcsolni. Ezt a feszültséget most is az ellenállásmérő műszer szolgáltatja. Ha a műszer COM kivezetését a BD140-es tranzisztor bázisához, a V/OHM kivezetését pedig a kollektorához kapcsoljuk, akkor a mutatott ellenállás körülbelül 4-500 kiloohm. A tranzisztor most kinyitott, és a műszer ezt a valamekkora nyitóirányú ellenállását mutatja. Ha a műszer V/OHM kimenetét az emitterre kapcsoljuk, akkor a tranzisztor bázis-emitter diódájának valamekkora nyitóirányú ellenállását mérjük. Ha mindkét esetben a műszer kapcsait a tranzisztorhoz megfordítva csatlakoztatjuk, akkor a tranzisztor záróirányú, az előzőeknél sokkal nagyobb ellenállásait kell kapni. A BD139 npn tranzisztor a BD140 pnp komplementer párja, a nyitásához a bázisára tehát pozitív polaritású feszültséget kell adni. Ezt a nyitóirányú feszültséget most is az ellenállásmérő műszer szolgáltatja úgy, hogy a tranzisztor bázisához a műszer V/OHM kivezetése kapcsolódik. A COM vagy a kollektorhoz, vagy az emitterhez kötődik, és ekkor a nyitóirányú kisebb ellenállások adódnak. Amikor a tranzisztor bázisához a műszer COM kivezetését kötjük és a másik műszerkivezetés a kollektorhoz és az emitterhez csatlakozik, akkor a tranzisztor záróirányú és sokkal nagyobb ellenállásait mérjük. Ha a vizsgált tranzisztor hibás, akkor ez a különbség egyáltalán nem alakul ki, vagy esetleg zárlatot mérünk. Ezzel az ellenállás-méréses módszerrel az ismeretlen tranzisztorról legalább két dolgot lehet megállapítani: azt, hogy npn vagy pnp típus és azt, hogy működőképes. Az ellenállás-méréses módszernél az ellenállás számszerű nagyságának tulajdonképpen nincs jelentősége. A vizsgálat lényege az, hogy az adott félvezető vagy kapcsol vagy nem kapcsol, ez pedig a sértetlen belső szerkezetétől függ.
5-ös ábraAz 5. ábrán egy olyan áramkör rajzát látjuk, ami az előzőekben leírt ellenállás-méréses módszert váltja ki egy egyszerű LED-es jelzéssel. Ez az áramkör alkalmas a bipoláris pnp vagy npn tranzisztorok és diódák gyors bevizsgálására, valamint az áramkörök huzalozásában vagy egyéb helyein a zárlatok és szakadások felderítésére. Egyetlen CMOS 4093-as IC-ét tartalmaz, egy dupla LED-et és néhány ellenállást, kondenzátort. A vizsgált félvezetők működőképességét dupla, kettős színű (zöld, piros) LED jelzi. A 4093-as IC első Schmitt-triggere a 100 kiloohmos ellenállással és a 220 nanofarádos kondenzátorral egy oszcillátort alkot, aminek jeleit a második Schmitt-trigger invertálja. Ennek a triggernek a kimenetéről a négyszögjelek kétfelé ágaznak. Az eredetihez képest invertált jelek a 680 ohmos áramkorlátozó ellenálláson keresztül mennek a dupla LED-re és azután a vizsgált félvezetőkre. Az eredetihez képest nem invertált, pontosabban az egymás utáni két invertálás miatt az eredetivel ismét azonos fázisú négyszögjelek, a párhuzamosan kapcsolt harmadik és negyedik Schmitt-trigger közös kimenetein jelennek meg és szintén a vizsgált félvezetőkre mennek.
Ha a vizsgált tranzisztor jó, akkor csak az egyik LED, vagy a zöld vagy a piros világít attól függően, hogy a tranzisztor pnp vagy npn, vagy a LED-et hogyan kötöttük be. Az az a jelzés milyenségét a LED bekötésével magunk választhatjuk meg. Amikor a vizsgált tranzisztor vagy dióda hibás, zárlatos, akkor mindkét LED világít. Az ellenőrzött tranzisztorok bázisáramát a P jelű potenciométerrel lehet szabályozni.
A félvezető teszter fogyasztása csupán néhány milliamper, emiatt a táplálását egy kisméretű kilenc voltos teleppel meg lehet oldani. Tudott dolog, hogy a telepek belső ellenállása a merülésükkel arányosan megnő és az oszcillátor emiatt ilyenkor zavarokat kelthet. Ezért az IC foglalatára közvetlenül, a 7-es és a 14-es kivezetésekre egy áthidaló, 100 nanofarádos szűrőkondenzátort kell forrasztani.
Miután az áramkört összeállítottuk, és ez megbízhatóan jól sikerült, a beállítást és a kipróbálást ismert és biztosan hibátlan pnp, npn tranzisztorokkal és diódákkal végezzük. Ekkor kell eldönteni, hogy a LED bekötése milyen legyen, továbbá a bázisáram szükséges mértékét is a tranzisztorok típusaihoz mérten tapasztaljuk meg.

AUTOMATIKUS AUTÓAKKUMULÁTOR TÖLTŐ

3-as ábraKözeleg a tél és az akkumulátor problémák ismét előtérbe kerülnek. Amíg az idő jó és meleg van, addig az autók indítása, akár a diesel motoroké is simán, problémamenetesen megy. Azt képzelnénk, hogy az akkumulátorral semmi baj nincs, az elkövetkezendő telet is, akár az előzőeket, simán bírni fogja. Ez egy nagy tévedés! Ugyanis még a leggondosabban karbantartott, jól kezelt akkumulátor is öregszik, elhasználódik, és ez a folyamat a nyári melegben fokozottan halad előre.
Télen a hidegben az akkumulátor teljesítménye eleve 20-30%-kal csökken, és ehhez hozzájön a lehűlt, lefagyott motor megmozdításához szükséges többletenergia igénye is. Ennek az öregebb és nem "frissen töltött", emiatt kevésbé aktív, lehűlt akkumulátorok legtöbbje már nem képes megfelelni. Sőt ilyenkor az erőltetett indításokkal szinte az "utolsó döfést" is megadjuk nekik. A következőkben ismertetett áramkör elsősorban a garázsokban, vagy zárt területen tartott autók téli akkumulátor problémáját segíti megoldani.
Elvileg bármelyik autóhoz alkalmas lenne, azonban a töltő hálózati, 230V-os csatlakoztatása a mai parkolási viszonyok és közállapotok mellett nehezen megoldható. Pedig az elv rendkívül egyszerű. Pusztán arról van szó, hogy a téli időjárási körülmények által igénybe vett akkumulátort egy, az igénynek megfelelően beállítható kismértékű állandó árammal automatikusan töltjük, a szivargyújtó csatlakozóján keresztül. Ez a nem nagy, viszont állandó áram az akkumulátort mindig aktív, friss állapotban tarja, a töltés miatt a lehűlés mértéke sokkal kisebb lesz, és ugyanakkor a töltés is pótolja az elhasznált energiát. Ezzel a módszerrel a többéves, de bizonyos szempontok alapján még használható akkumulátorok is a telet problémamentesen átvészelik. Azt az öregebb akkumulátort, amit már ezzel a módszerrel sem lehet életben tartani, azt azonnal ki kell cserélni. Ezzel a módszerrel a fiatal, új akkumulátorok is kevésbé vannak igénybe véve, és emiatt az élettartamuk jelentősen megnő.
6-os ábraAz automatikus akkumulátor töltő teljes kapcsolási rajza a 6. ábrán látható. A töltéshez az áramforrást egy hálózati táprész szolgáltatja. Ez egy 230/15 V-os, 1,5 A-es szekunder oldali áramot adó hálózati transzformátorból, egy B80C1500-as szilícium dióda egyenirányító hídból és egy 4700 mikrofarádos, 25 V-os puffer elektrolitikus kondenzátorból áll. Ha elindulunk és követjük az áramkör záródását az egyenirányító híd pozitív kapcsától, akkor az út a következőképpen vezet.
A pufferkondenzátortól előre haladva az 1N4001-es diódához érünk. Ezt a diódát átfogja a BC557-es tranzisztor bázisa és emittere. Ez a tranzisztor a kollektoránál levő ellenállással együtt biztosítja azt, hogy a töltés erősségét jelző négy LED egyforma intenzitással világítson, egyébként más szerepe nincs. Mint ahogy a LED-ek is csak a töltés mértékét beállító kapcsoló mindenkori helyzetéről adnak információt. A főágban tovább haladva ezután ismét egy 1N4001-es dióda következik. Ez a dióda védi a töltőt vagy az akkumulátort az esetleges hibás polaritású rákapcsolásoktól. Ezután a töltendő akkumulátor következik. Rajta keresztül eljutunk a 7805-ös feszültségszabályozó IC-hez. Az állandó töltőáram nagyságát ez az áramgenerátorként kapcsolt IC határozza meg aszerint, hogy a kimenetére mint terhelés mekkora ellenállás csatlakozik. A töltőáramkör eszerint a négy közül valamelyik éppen bekapcsolt ellenálláson keresztül záródik az egyenirányító híd negatív oldalához.
A töltő lényege eddig tart, ami ezután következik az az automatika ami azt a célt szolgálja, hogy ha az akkumulátor nincs a töltőre kapcsolva, akkor az magától kikapcsol, illetve ha az akkumulátort a töltőre kapcsoljuk, akkor a töltés automatikusan megindul. Az akkumulátor töltőre kapcsolása illetve arról lekapcsolása a szivargyújtó csatlakozó bedugásával illetve kihúzásával megy végbe, a többi az automatika dolga. A hálózati feszültség töltőre kapcsolását a 12 V-os, szigetelésében a 230 V-os hálózati váltakozó feszültség kapcsolására is alkalmas, 120 Ohmos tekercs ellenállású jelfogó végzi. A töltőt azonban a K jelű kapcsolóval "kézzel" is el lehet indítani. Ez a kapcsoló tulajdonképpen a jelfogó érintkezőit hidalja át.
Az állandó töltőáram nagyságát meghatározó ellenállásokhoz a következő áramértékek taroznak. A 47 Ohmos ellenállás körülbelül 100 milliamperes, a 22 Ohmos 230 milliamperes, a 10 Ohmos 500 milliamperes és az 5 Ohmos ellenállás körülbelül 1 amperes töltőáramot állít be. Az ellenállások legalább 2 wattosak legyenek, és olyan helyre tegyük őket, hogy a mérsékelt melegedésükkel más alkatrészeket ne zavarjanak. A töltő a kapcsoló automatika nélkül is elkészíthető, ekkor a be-, és a kikapcsolás csak a K kapcsolóval mehet végbe. Ez a működésén nem változtat semmit, csupán az "üres" töltő kikapcsolására kell vigyázni.

ELKO MÉRŐ-KÉSZÜLÉK

Igazán csak a régebbi "bütykölök" tudják tanúsítani, hogy az elektrolitikus kondenzátor az egyszerűségének látszata ellenére milyen bonyolult alkatrész. Bár mostanában a gyártási technológiája olyan magas fokot ért el, hogy a régebbi betegségei csupán a múlté. Azelőtt egy ELKO kész bizonytalanság volt. Értéke sokszor 50-80 százalékos eltéréseket is mutatott, kiszáradt, felrobbant, zárlatos lett és még ki tudja, hogy hányféle nyavalyájára lehetett számítani. Már a kisebb kapacitású ELKO-kkal is nagy volt a rizikó, de a nagyobb, több ezer mikrofarádos kondenzátorokat azelőtt csak lassan formálva lehetett az üzemi feszültségükre kapcsolni. Különben a zárlatival azonos áramokat voltak képesek felvenni, ami nem egyszer tényleg a zárlatukhoz is vezetett. Mindezek ellenére nélkülözhetetlen alkatrészek.
A sok kellemetlenség többsége tehát a múlté, azonban még ma sem árt őket az átlagosnál szigorúbb ellenőrzés alá vonni. Az áramkörökben előforduló hibákat, ráadásul a kellemetlenebb fajtájúak közül a legtöbbet, az elektrolitikus kondenzátorok részleges tönkremenetele okozza. Mielőtt őket az áramkörökbe építenénk ellenőrizni kell kifogástalan állapotukat. Ez elmondva egyszerűnek tűnik, azonban éppen az elektrolitikus kondenzátorok azok az alkatrészek, amiket nehéz mérni, illetve a pontos mérésük csak költséges berendezésekkel lehetséges.
Sokféle módszer létezik amikkel egy-egy ELKO épségéről nagyjából képet lehet alkotni, ezek többsége azonban csak a durvább hibákat mutatja, mint például a teljes zárlatot. Azt viszont, hogy ha egy elektrolitikus kondenzátorra 1000 mikrofarád van ráírva, de az értéke már nem több, mint 5-600 mikrofarád, egyik egyszerű módszer sem képes kimutatni. Az ilyen kondenzátor azon kívül, hogy a kapacitása erősen lecsökkent, egyéb hibát nem okoz, azonban a rendeltetésének már nem felel meg. Amelyik átvezet, azt is ki lehet szűrni. Márpedig ha egy elektrolitikus kondenzátor, például egy elválasztó csatoló kondenzátor, az egyenfeszültséget szivárgás miatt átvezeti, az az áramkört előbb vagy utóbb teljesen tönkreteszi.
7-es ábraA 7. ábrán egy egyszerű, mégis jól hasznosítható elektrolitikus kondenzátor ellenőrző készülék kapcsolási rajza látható. A módszer, ahogyan ez az áramkör a kondenzátorokat méri, a következő. Az LM324-es IC egyik műveleti erősítője egy stabil multivibrátort alkot, aminek frekvenciáját az invertáló bemeneténél levő 33 kiloohmos ellenállás és a 4,7 mikrofarádos elektrolitikus kondenzátor alkotta időállandó határozza meg. Ez a multivibrátor jel kapcsolgatja a műveleti erősítő kimenetéhez kötött BC140-es tranzisztort. A BC556A tranzisztor és a K jelű kapcsolóhoz csatlakozó ellenállások, valamint a P1 és P2 potenciométer egy mérőhidat alkotnak, amivel együttesen a mérendő elektrolitikus kondenzátor feltöltésének gyorsaságát lehet szabályozni. Ha ez az áramköri rész a mérendő elektrolitikus kondenzátort csak olyan gyorsan tölti újra, hogy azt a multivibrátor egy periódusa alatt a BC140-es tranzisztor képes kisütni, akkor erre az LM324-es IC másik műveleti erősítője mint komparátor reagál és a LED kigyullad. A komparátor referencia feszültségét az invertáló bemenetéhez kapcsolt 1N4148-as dióda körülbelül 0,65 V-os maradék feszültsége határozza meg. Ha az invertáló bemenet a mérendő elektrolitikus kondenzátor kisütésével ez alá csökken, akkor a komparátor kimenete alacsony szintre billen és a LED világít.
A mérés tehát egyszerűen úgy megy végbe, hogy a mérendő elektrolitikus kondenzátort szabályozva olyan mértékben töltjük, hogy azt a multivibrátor fix frekvenciájával kapcsolgatott tranzisztor a jel minden periódusában képes legyen kisütögetni. A töltést szabályozó potenciométer kapacitásban van kalibrálva, mivel a töltés nagysága a mérendő kondenzátor kapacitásától fog függeni. A kisütés ugyanis azonos periódusonként ismétlődik. Ezek szerint a K kapcsoló első állásában 1-4,7 mikrofarád, második állásában 4,7-47 mikrofarád, harmadik állásában 47-470 mikrofarád és a negyedik állásában pedig 470-4700 mikrofarád kapacitású elektrolitikus kondenzátorokat lehet mérni. Ennél nagyobb kapacitású kondenzátorokat ezzel a módszerrel már bizonytalan vizsgálni.
A P1-es 4,7 kiloohmos, lineáris karakterisztikájú potenciométerhez rendelt kapacitás érték skála nem lesz lineáris. A kalibrációt megbízható ismert nagyságú kondenzátorokkal kell elvégezni, annál jobb minél több kondenzátorral hitelesítünk. A P2-es potenciométerrel a szélső értéket állíthatjuk be. Előfordulhat, hogy a pontosabb mérések okán mind a négy tartományra külön skálát kell készíteni.

SOLARCELLÁS SZILÁRDTEST NYOMÓGOMB

A következőkben bemutatott, tulajdonképpen bármilyen célra ötletekkel továbbfejleszthető, áramkörben, egy elektronikus nyomógombban a csúcstechnológia sűrűsödik. Alapvetően egyszerű kapcsolás de a biztonságát ez növeli. Teljesen áramforrás független, azaz a hagyományos és emiatt bizonytalan táplálást nélkülözi, hosszútávon, akár felügyelet nélkül, nehezen elérhető helyekre telepítve is feladatát kifogástalanul ellátja. Az ilyen alkalmazások elsősorban a biztonságtechnikában fordulnak elő, ahol a megbízhatóság, a rejtés, a sebezhetetlenség egyformán nélkülözhetetlen követelmény.
Ma már a solarcellás készülékek egyáltalán nem számítanak különlegességeknek. Pusztán az újdonságoktól idegenkedő emberek szemében jelentenek valami rejtélyesen fölöslegesen modern valamit, amivel jobb ha nem foglalkozunk. Pedig ha egy külföldi katalógust fellapozunk, akkor szinte alig van a ház körül olyan terület, ahová ne találnánk megfelelő solarcellás berendezést, egybefüggő komplett rendszereket. Az energiatakarékos kompakt fényforrásokhoz szinte kivétel nélkül kaphatók solarcellák és 230 V-os átalakítók. A valamirevaló riasztók akkumulátorát is solarcellás töltök töltik, a kemping készülékeket szintén solarcellák táplálják stb. A solarcella villamos energiájáért nem kell fizetni, az egyszeri beruházás pedig rövid idő alatt megtérül. Természetesen ezek elsősorban a solarcellák mellett szóló általános érvek, tehát nem azt jelentik, hogy ezzel a nyomógombbal minden villamos energia gondunk megoldódik. Az újjal az ismerkedést azonban egyszerűbb formában kell kezdeni.
8-as ábraA 8. ábrán hat darab, sorbakapcsolt 9x9 milliméteres solarcella működtette, fényre induló elektronikus trigger áramkör kapcsolási rajza látható. Működése a következő. Amint a solarcellákat fény éri, T1-es tranzisztor vezetni kezd és ez a T2-es tranzisztort lezárja. Ez idő alatt a cellákkal párhuzamosan kapcsolt 100 mikrofarádos elektrolitikus kondenzátor feltöltődik. Amint a solarcellákat nem éri fény, a T1-es tranzisztor zár, a T2-es tranzisztor kinyit és a 100 mikrofarádos kondenzátor a szilárdtest relé LED-jén keresztül kisül. Ezzel a folyamattal tulajdonképpen egy olyan független, semmilyen kényszerű tápegységet nem igénylő, galvanikusan teljesen leválasztott, nyomógombhoz hasonlítható, fénnyel vezérelt trigger áramkört kapunk, amivel a szilárdtest relé váltakozó feszültségű oldalán bármilyen áramkör elindítható úgy, mint egy nyomógombbal.
Solarcellákhoz legegyszerűbben a hibás számológépekből kiszerelve juthatunk. Ezeket a néhány forintért kapható és nem éppen tartósnak nevezhető egyszerűbb gépeket tehát nem érdemes a szemétbe hajítani.

FÉMKERESŐ

Régebben a mágnesesség elvén működő elektronikus fémkeresőket szívesen reklámozták úgy, mint valamilyen kincskereső szerkezeteket. A kincseket mára, ha egyáltalán léteztek, már mind megtalálták, tehát ennek reményében nem érdemes egy ilyen házi készüléket építeni. Azonban akad még sok olyan tennivaló amiknél nem árt tudni, hogy a régebbi, javarészt fémekből készült csővezetékek hol húzódnak a falakban és a földben. Már ez sem fog sokáig tartani, mert a korszerű víz, gáz és egyéb vezetékek csövei műanyagból készülnek, és ezek az anyagok mint köztudott nem mutatnak mágneses tulajdonságokat.
Nem árt ismerni, hogy a rejtett fémek kereséséhez milyen fizikai jelenségeket használhatunk. A legismertebb az, hogy a vas, néhány keményfém és ötvözeteik erős mágneses tulajdonságokat mutatnak. Ez valójában abból áll, hogy ha őket elektromos áram gerjesztette mágneses erőtérbe helyezzük, akkor egyrészt önmaguk is mágnesessé válnak, másrészt a gerjesztő mágneses erőtérre valamiképpen visszahatnak. Sőt egyes, hétköznapi értelemben nem mágnesezhető színes fémek, alumínium, réz stb. bizonyos nagyfrekvenciás elektromágneses erőterekkel képesek kapcsolatba lépni. Példa erre a nagyfrekvenciás tekercsekben alkalmazott alumínium hangoló mag. A legegyszerűbb, házilag is összeállítható keresőkkel azonban csak az amúgy is mágnesezhető fémeket lehet biztonsággal kimutatni.
A fémek kereséséhez három általánosan használt módszer alakult ki. A BFO (Beat Frequency Oscillator), amit úgy lehetne fordítani, hogy "üttető frekvenciás oszcillátor". Ennél a módszernél van egy fix frekvenciás és egy hangolható frekvenciájú oszcillátor. Az oszcillátorok frekvenciája túl magas ahhoz, hogy hallhatók legyenek, azonban a keverésükkor létrejövő összegük és különbségük közül az utóbbi már hallható. Ha a fix oszcillátor tekercse által keltett mágneses térbe fém kerül, akkor ez elhangolja, ami a két oszcillátor különbségi frekvenciájának változása révén hallható. A fém okozta frekvenciaváltozás a hangolható oszcillátor utánállításával mindenkor úgy kiegyenlíthető, hogy a frekvenciák különbsége a hallható tartományban maradjon.
9-es ábraGyakorlatban ez úgy működik, hogy az alaphelyzetben behangolt kereső hangszórójában vagy fejhallgatójában egy állandó hangmagasságú fütty hallatszik. Amint a kereső tekercsének közelébe valamilyen fém kerül, akkor ez a fütty hangmagassága fokozatosan emelkedik, annál magasabbra, minél közelebb kerül a kereső tekercse a fémhez. Sőt egy idő után olyan magas lesz, hogy az már nem hallható ezért a változtatható frekvenciájú oszcillátorral mindig az egyre emelkedő hangmagasságú különbséget a még hallható tartományba kell szabályozzuk, ahogyan a keresett fémhez közelítünk.
A másik két módszer a bonyolultabb. Az egyiknél egy adó és egy vevő van, ahol a keresett fém a tekercseik közötti kapcsolatot változtatja meg. A másiknál egy impulzus formája és nagysága változik a fém hatására. Ezek a módszerek azonban túl bonyolultak ahhoz, hogy házilag elkészíthető és jól működő készülékeket lehessen az elveik szerint készíteni. Maradunk tehát a BFO módszernél, aminek elve szerint működő, de nem a különbségi frekvencia hangmagasságával jelző fémkereső kapcsolási rajza a 9. ábrán látható.
A kapcsolási rajzon az L1-es, 330 mikrohenrys tekercs a belső, körülbelül 300 kilohertzes frekvenciával rezgő oszcillátor tekercse. (Néhánymenetes, URH tekercs szürke vasmagon, az oszcillátor hangolása a 100 pikofarádos trimmerkondenzátorral történik.) A kereső tekercs, az L2-es. A kapacitív kapcsolt két oszcillátor között a fázistolás 90 fok körüli. Ez ad egy alapkeverést, aminek következtében az IC 11-es kapukimenetén körülbelül 600 kilohertzes frekvencia jelenik meg. Ha az L2-es kereső tekercs közelébe fém kerül, akkor ez elhangolódást okoz, ami az oszcillátorok eddigi csatolását megváltoztatja. A változás a műszerkörben levő P jelű potenciométerrel kompenzálható úgy, hogy az mindig a mérhető tartományban maradjon.
Az L2-es tekercs egy egyszerű légmagos tekercs, amit akár egy megfelelő méretű papírkarton vagy műanyag tekercstestre felcsévélhetünk. A PVC tekercstest annyiból szerencsésebb, hogy az a nedvességre nem ázik át. Maga a tekercs 40 menetes 0,3 milliméter átmérőjű zománcszigetelésű rézhuzalból készül 75-100 milliméteres átmérőben, vagy 200 milliméteres átmérőre ugyanebből a huzalból 25 menet szükséges.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!

Mocsáry Gábor

Címkék: félvezető, teszter

Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

elbandita avatarja

elbandita         elkó mérő-készülék

Üdvözlök mindenkit!
Nemrég olvastam az elkó mérőről /1998.10.számban volt található/ ami érdekelt és meg is építettem. Egy kérdésem volna azzal kapcsolatban, ami a leírásban számomra nem tiszta, hogy bekapcsolt állapotban a mérendő kondenzátor nélkül a lednek kell-e villogni, vagy folyamatosan világít, vagy nem világít.
Az enyém perpillanat kondi nélkül villog, ha beteszek egy kondenzátort megváltozik a villogás gyorsasága. Most akkor ez így jó vagy nem, mérés nélkül hogy viselkedik a led. Ehez kérek segítséget.
Üdv!

Tápoldat-termékteszt

Tápoldatokat ellenőrzött legújabb terméktesztjén aNemzeti Élelmiszerlánc-biztonsági Hivatal (NÉBIH). Az élen az „Auchan általános tápoldat”, a „Terrasan muskátlitáp” és a „Compo kaktusztáp”...