Obrázek   
Přihlášení
Uživatelské jméno:

Heslo:

Pamatovat si mne



Zapomenuté heslo

Nová registrace
Kam dále?
Hledání
Vzhled

(3 vzhledů)
Kdo je Online
10 uživatel(ů) je online (2 uživatel(ů) si prohlíží Články a povídání)

Uživatelé: 0
Hosté: 10

více...
Noví uživatelé
Kdo za co může
Administrátorka
Žirafka
Žirafka
Žirafička
Žirafička
Redaktoři
bernard
bernard
IvanH
IvanH
 
Emeritní
KatyH
KatyH

Elektronika - Nejjednodušší pískle

Tedy doufám že tomu tak je :)
Napsal/a Žirafka v 14. 01. 2018 v 18:40 (přečtení 861×) Další články tohoto autora
Elektronika
     Když jsem do redakce časopisu odevzdávala korektury k článku o blikátku s doutnavkami a diaky, napadlo mě, že bych si zase jednou mohla vyzkoušet nějakou ptákovinu. V dotčeném článku se, krom jiného, píše o tom, že pokud se vhodně zvolí součástky, tak se dá blikátko použít i jako pískle. Je jednouché, funkční, ale potřebuje relativně velké napájecí napětí, protože diak je prostě diak a spíná až při napětích kolem třiceti voltů. Jenže to bych nebyla já, aby mě nenapadla nějaká ztřeštěnost

     Existuje krásné kniha „Rozeberte si PC“ v níž autor popisuje oscilátor se čtyřmi součástkami. Knihu jsem četla před dlouhou dobou, ale to schéma mi nějak utkvělo z paměti. Obsahuje diak a napájí se ze sítě. V článku je obvod použitý k měření odporu velmi velkých rezistorů. To jsem nechtěla, ale chtěla jsem pískle, které opravdu píská, a které bude mít co nejméně součástek. A to se také povedlo.

     Schéma zapojení na prvním obrázku. Jednodušší už být snad ani nemůže, pokud nebudu počítat zapojení obsahující mikroprocesor, nebo speciální integrovaný obvod, ke kterému se připojí jen baterie a piezo. Zkušenějšímu čtenáři se bude možná zdát, že ve schématu poznává lavinový generátor a já odpovídám, že tomu tak skutečně je.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 1 – schéma zapojení písklete s tranzistorem.


     Jak tedy pískle funguje? Jednoduše, ačkoli to tak na první pohled nevypadá. Je totiž potřeba počítat se skutečnými součástkami a jejich parazitními vlastnostmi. Po připojení napájecího napětí se přes odpor R1 začne nabíjet kapacita piezokrystalu. Když toto napětí dosáhne velikosti přibližně deseti voltů, dojde k lavinovému průrazu závěrně polarizovaného přechodu emitor-báze tranzistoru T1. Přesná hodnota záleží na tom kterém tranzistoru a liší se typ od typu ale i kus od kusu. Některým typům stačí napětí kolem devíti voltů, jiné potřebuji i kolem patnácti. Sepnutím tranzistoru se kapacita piezokrystalu vybije a celý pochod začne od začátku. Můj oscilátor se rozbíhal při napětí 9,8 V a vysazoval při poklesu napětí pod 9,12 V.

     Kmitočet tohoto oscilátoru je určen odporem R1 a kapacitou piezokrystalu. Každý piezokrystal má nějakou kapacitu a té se právě využívá. Obvod tedy bude fungovat s různými krystaly nebo piezoreproduktory, ale nebude fungovat s normálním reproduktorem či sluchátkem. Při jejich použití by bylo potřeba zapojit paralelně k tranzistoru T1 kondenzátor s kapacitou v řádu několika nanofaradů a reproduktor připojit přes nějaký vazební člen. Kmitočet je také silně závislý na napájecím napětí. Toho se dá využít, když chcete signál kmitočtově modulovat. Závislost kmitočtu na napájecím napětí ale není lineární, jsou v ní „skoky“. Co je způsobuje mi není jasné, předpokládám, že nějaké pochody uvnitř PN přechodu, který nepracuje v tom režimu, pro který byl vytvořen, nebo nějaké rezonance krystalu. Průběh napětí je poněkud podivuhodný a vidět jej můžete na druhém obrázku.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 2 – průběh napětí na krystalu. Jeden dílek je 1V a 0,2 ms, byla použitá střídavá vazba a napájecí napětí 13,5 V (ze tří plochých baterií).


Závislost kmitočtu na napájecím napětí:

10 V - 687 Hz
11 V - 863 Hz
12 V - 1073 Hz
13 V - 1152 Hz

     Ale třeba při napětí 11,68 V je kmitočet 980 Hz, po zvýšení na 11,88 se kmitočet skokem změní na 1060 Hz. Pokud napětí opět klesne, tak skok ve změně nastane až při napětí 11,68 V. A takových skoků je více. Opět platí, že se od sebe tranzistory liší kus od kusu.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 3 – pískle s tranzistorem postavené na maličkém nepájivém políčku.

Varianta písklete s diakem

     Na dalším obrázku je schéma zapojení stejného písklete s diakem místo tranzistoru a odpovídá vlastně schématu z již zmiňované knihy. Princip činnosti je stejný jako u zapojení s tranzistorem. Tento obvod potřebuje vyšší napájecí napětí, jinak jsou obě zapojení rovnocenná, včetně skoků kmitočtu při přelaďování.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 4 – schéma zapojení písklete s diakem.


Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 5 – průběh napětí na krystalu. Jeden dílek je 5V a 1 ms, byla použitá střídavá vazba a napájecí napětí 38 V.


Použité součástky (v obou zapojeních):

R1 – 100 kΩ
D1 - DB3
T1 – BC639
piezo – neznámý piezoreproduktorek s označením HXD a kapacitu 16,5 nF (změřenou)

     Obvody těchto oscilátorů jsou velmi jednouché a dá se s nimi hezky vyhrát. Jestli mají i nějaké praktické využití, to ukáže až čas. Použitelné jsou například jako signalizace nějakého závažného stavu. Zvuk je totiž docela pronikavý. Výhodou obou obvodů je jejich jednoduchost, a tím i spolehlivost, a také široký rozsah napájecích napětí, byť většinou vyšších, než dneska běžně používaných. Při vhodně zvoleném odporu R1 může být napájecí napětí i několik set voltů.

Jednoduchost obou obvodů jistě bude lákat i začátečníky a tak si nedovolím pár poznámek:

- tranzistor typu NPN je opravdu zapojený tak, jak je to nakreslené ve schématu. Emitor patří na plus a kolektor na mínus. Vývod báze zůstane v tomto případě nezapojený.
- pokud se použije tranzistor typu PNP, bude obvod fungovat také, jen je potřeba otočit polaritu napájecího napětí.
- oscilátor využívá kapacity piezokrystalu a tak je nutné opravdu použít piezokrystal nebo piezoreproduktor. S normálním reproduktorem to opravdu, ale opravdu nebude fungovat (takto jednoduše). Vím, že se opakuji, ale je to tak.
- podle obrázku číslo dvě to vypadá, že oscilátoru s tranzistorem stačí napětí něco přes pět voltů, ale není tomu tak. Oscilogram byl pořízen se střídavou vazbou a tak těch pět voltů je rozkmit napětí na krystalu. Při deseti voltech tranzistor sepne, při pěti rozepne.
- ne každý tranzistor se podaří přimět k práci v tomto režimu. Pokud oscilátor nefunguje a víte, že jinak máte všechno v pořádku, zkuste jiný tranzistor. Nejlépe jiného typu.
- diak je souměrná součástka a tak lze pískle s diakem napájet napětím obou polarit nebo i napětím střídavým. V tom případě vydává hrozný zvuk, protože se jeho kmitočet mění v průběhu půlperiod střídavého napětí.

     Já osobně jsem si s oscilátory vyhrála hezky a jak je vidět na obrázcích, konečně se mi podařilo se naučit udělat použitelnou fotku obrazovky osciloskopu. Z obojího mám velikou radost

Použitá literatura:

Rozeberte si PC, napsal Václav Šedý, vydalo nakladatelství BEN v roce 2001, ISBN80-7300-016-4
Hodnocení: 10,00 (3 hlasy) - Ohodnotit -
Formátovat pro tisk Poslat známému Vytvořit z článku PDF
Komentář je vlastnictvím svého autora. Vyjadřuje jeho názory, ne názory redakce nebo provozovatele webu či serveru.
Napsal/a Vlákno
EKKAR
Publikováno dne: 14.1.2018. 19:38  
Přispěvatel
Datum registrace: 07.12.2008
Bydliště: v České Třebové
Počet komentářů: 141
 Odp: Nejjednodušší pískle
Sašo, máš v tom popisu chybku.
Lavinovej průraz nastává na závěrně polarizovaným přechodu - to je třeba v případě, kdy zapojíš v případě NPN tranzistoru jeho bázi na zápornej pól a kolektor nebo emitor na kladnej. Ty máš bázi nechanou "ve vzduchu" a proud v momentě průrazu závěrně polarizovanýho přechodu musí ještě projít tím druhým, polarizovaným propustně (každej bipolární tranzistor to tak mezi kolektorem a emitorem má). Abys dostala "čistej" lavinovej generátor, musela bys zapojit svůj tranzistor s "uzemněnou bází". Zároveň se ti tak posune i nejnižší napětí, při kterým se lavinově otevřenej tranzistor zavře = zvětší se ti rozkmit.

A ještě něco - z osobní zkušenosti můžu "vřele nedoporučit" tranzistory řady KC63x jako kandidáty na LG (Lavinovej Generátor). Podobně "líný" jsou moderní typy KC237/8/9 nebo KC309 (je to pravděpodobně tím, že se vyráběly modernějším = technologicky čistším výrobním postupem) - daleko ochotnější k tomuhle nedestruktivnímu druhu cyklickýho průrazu jsou starší typy KC14x/KC50x nebo řada KF50x. Jestli ti "v šupleti" chybí, dej mi do SZ adresu, nějaký ti pošlu na hraní.
Žirafka
Publikováno dne: 14.1.2018. 20:35  
Administrátorka
Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1015
 Odp: Nejjednodušší pískle
Nemyslím si, že bych tam měla chybu. Při zvyšování napětí se nejprve nic neděje, pak se lavinově prorazí přechod emitor-báze, který je polarizovaný závěrně. Proud pak prochází přes správně polarizovaný přechod báze-kolektor a dále do obvodu. V mém případě do země.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.

Ano, vynecháním toho toho přechodu báze-kolektor by se snížilo napětí potřebné k provozu generátoru. Asi tak o 0,6 V. Má to však praktický význam?

Jinak zkušenost praví, že BC639 takto kmitá velmi dobře a ochotně. Vyzkoušeno Nicméně je pravda, že když jsem podobné experimenty dělala před nějakou dobou, tak ne vždy všechno fungovalo jak mělo.
IvanH
Publikováno dne: 16.1.2018. 10:41  
Redaktor
Datum registrace: 04.02.2015
Bydliště:
Počet komentářů: 63
 Odp: Nejjednodušší pískle
Ja som sa s takýmto generátorom pred 35timi rokmi úspešne zúčastnil stredoškolskej odbornej činnosti ako s učebnou pomôckou. Iba som použil kondenzátor s kapacitou rádovo 10tky mikrofaradov a do serie s tranzistorom som dal ledku a zapojenie sa zmenilo na blikač. Pôvodne som zapojenie tohoto blikača použil ako indikátor stavu batérie v home-made RC vysielačke napajanej 3-ma plochými (4,5V) bateriami. Keď boli batérie OK tak si veselo, svižne blikal a ako klesalo napätie batérie tak sa frekvencia znižovala (dlžka bliku ostávala skoro rovnaká - závisí od náboja v C, perióda od napájacieho napätia ) a keď prestala blikať úplne tak som vedel že batériu treba vymeniť. Tento spôsob indikácie má výhodu v tom že keď je v batérii málo "šťavy" a už indikátor nebliká tak neodoberá takmer žiadnu energiu zo skoro vybitých batérii.
Žirafka
Publikováno dne: 17.1.2018. 5:45  
Administrátorka
Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1015
 Odp: Nejjednodušší pískle
Podobné blikátko jsem už také zkoušela a dokonce je o něm i článek Tady šlo spíše o ten vtípek s tím, že není použitý samostatný kondenzátor, ale přímo kapacita piezo krystalu. Takže na první pohled na schéma není každému hned jasné, jak to vlastně funguje

Jako indikátor napětí baterie se také hodí, pokud je to napětí použitelné. V jedné starší knize jsem viděla podobné zapojení, jen doplněné o měnič, protože místo LEDky byla použitá doutnavka. A také se tam psalo o tom, že tento způsob indikace je výhodný právě v tom, že jak klesá napětí baterie, je blikání čím dál tím pomalejší a tak méně a méně zatěžuje již vyčerpanou baterii.
ok1mds
Publikováno dne: 15.2.2018. 19:47  
 Odp: Nejjednodušší pískle
Souhlasím s Ekarem. Lavinový jev je vždy pouze na jednom přechodu. To že se využívá v praxi C-E přechod má ale svůj důvod. Se samotným přechodem B-E to totiž běhat nebude. A já jen čekám, kdy někdo popíše, co se přesně v tranzistoru děje. Většinou každý publikuje jen původní popisy lavinového jevu. Ten ale patří obecně diodě. V tranzistoru, tak jak se používá v blikátkách a pípátkách se zapojením C-E a odpojenou bází se děje něco trošku jinak. Takže výzva, zapátrejte a zkuste polaborovat právě s odpojenou bází. Mimochodem s P-N-P tranzistorem je zapojení mnohem méně ochotné kmitat. Nejlepší výsledky opravdu dávají KC147 a při generování širokopásmového šumu popocí lavinového efektu jsou nejlepší ruské "TUN" tranzistory ( ekvivalenty komunistických KC14x , většinou v oranžovém hranatém pouzdře). S jedním "rusem" mám širokopásmový generátor šumu, který zasahue až do cca 1000MHz s poměrně velkým výkonem. Spolehlivá rušička od SV až po mobilní telefony.
ok1mds
Publikováno dne: 15.2.2018. 20:18  
 Odp: Nejjednodušší pískle
Ještě jsem zapomněl v zápalu boje napsat, že lavinový průraz u tranzistoru opravdu není "jen" na přechodu B-E , takže v tom článku je to opravdu špatně popsané. Ale hlouběji se tím nikdo moc nezabýval, většinou je popis přepapouškování nějakého zdroje na webu. Vyjímkou je bakalářská práce jednoho z žáků na téma impulzní generátor.
Žirafka
Publikováno dne: 17.2.2018. 7:52  
Administrátorka
Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1015
 Odp: Nejjednodušší pískle
Citát:
Ale hlouběji se tím nikdo moc nezabýval, většinou je popis přepapouškování nějakého zdroje na webu. Vyjímkou je bakalářská práce jednoho z žáků na téma impulzní generátor.


A dá se poslat odkaz či zdroj?
Žirafka
Publikováno dne: 17.2.2018. 7:59  
Administrátorka
Datum registrace: 04.05.2008
Bydliště: Ústecký kraj
Počet komentářů: 1015
 Odp: Nejjednodušší pískle
Citát:
Lavinový jev je vždy pouze na jednom přechodu.


To přeci nikdo nerozporuje

Citát:
A já jen čekám, kdy někdo popíše, co se přesně v tranzistoru děje.


To by mně zajímalo také, ačkoli si myslím, že nejsem schopna to plně pochopit.

Citát:
V tranzistoru, tak jak se používá v blikátkách a pípátkách se zapojením C-E a odpojenou bází se děje něco trošku jinak.


Popis je pochopitelně zjednodušený, ale nemyslím si, že je vyloženě špatný. Že se v tranzistoru děje něco jinak než v diodě je jasné, je to tranzistor, ale základ bude stejný. Alespoň podle mého skromného názoru. Ono je totiž docela dost možné, že elektrony, které se dostanou díky lavinovému jevu do prostoru báze spustí normální tranzistorový jev, byť v inverzním režimu, a tranzistor normálně sepne.

Teďka budu mít pár dní volna, takže chci vyzkoušet tu variantu jen s jedním PN přechodem, jak radili diskutující v předchozích příspěvcích. A pak uvidím.
Odeslat komentář
Pravidla komentářů*
Všechny komentáře se automaticky schválí.
Nadpis*
Jméno*
Email*
Webová stránka*
Zpráva*
Potvrzovací kód*
3 + 6 = ? (slovem)  
Napište výsledek tohoto příkladu
Maximální počet pokusů je omezen na 10.
Obrázek Obrázek
ObrázekObrázekObrázekObrázekObrázek
Obrázek
Redakční systém XOOPS 2.5.9
Obsah © 2008-2018 Žirafoviny