67_089(1).pdf

2494

K i ssome t r

Tylko dla osób z poczuciem humoru!

że takie „pomiary” mogą znakomicie rozba−

wić towarzystwo.

Przyrząd posiada pole dotykowe, a wynik

jest prezentowany na diodach LED. Naci−

śnięcie palcem pola dotykowego uruchamia

przyrząd i rozpoczyna procedurę „pomiaru”,

a właściwie losowania. Po pewnym czasie

przyrząd podaje „wynik badania” w postaci

zaświeconej diody LED, jednej z dziesięciu.

Obsługa przyrządu jest bardzo prosta. Po

włączeniu zasilania trzeba odczekać, aż zga−

śnie żółta dioda LED. Wtedy należy dotknąć

palcem jednocześnie dwóch elektrod czujnika

dotykowego. Zaświeci się żółta dioda, za−

cznie „poruszać się” czerwone światełko, a po

kilku sekundach z głośnika pojawi się

dźwięk. Wtedy należy zdjąć palec z czujnika.

Terkot z głośnika oraz ruch czerwonego świa−

tełka będą coraz powolniejsze i światełko

w końcu zatrzyma się, pokazując wynik. Po

chwili wybrana czerwona lampka zaświeci ja−

śniej, wskazując, że jest to ostateczny rezultat

„badania”. Cykl pomiarowy jest zakończony,

a następny pomiar należy przeprowadzić do−

piero wtedy, gdy zgaśnie żółta dioda D2.

Warto wokół przyrządu stworzyć atmo−

sferę tajemniczości. Wrażenie może też zro−

bić niecodzienna obudowa (np. duża i ciężka)

oraz skala.

Dobrze będzie poinformować towarzy−

stwo, że jest to urządzenie rodem z Wielkiej

Brytanii, najnowsze osiągnięcie elektroniki,

rewelacja ostatnich tygodni na świecie, bar−

dzo czuły i delikatny przyrząd pomiarowy,

wymagający uważnej obsługi i tym podobne.

Aby zabawie dodać smaku, należy poin−

formować uczestników testów, że dla uzy−

skania prawidłowego wyniku konieczne jest

dotykanie obu elektrod czujnika konkretnym

palcem, a nie żadnym innym, bo wynik bę−

dzie błędny. Na przykład palcem serdecznym

w przypadku miernika temperamentu, kciu−

kiem w mierniku pracowitości. Warto też za−

żądać, by po usłyszeniu sygnału dźwiękowe−

go osoba badana oddaliła palec od czujnika

jak najszybciej, bez żadnej zwłoki.

Gdyby potem ktoś z uczestników ekspe−

rymentów zdecydowanie kwestionował wy−

nik swego badania, zawsze można zrzucić

winę na niego, twierdząc, że zapewne zbyt

krótko lub zbyt długo dotykał czujnika albo

że czynił to zbyt mocno bądź zbyt lekko, bo

przecież przyrząd jest doskonały, tylko po−

miar tak subtelnych właściwości wymaga od−

powiedniej precyzji i uwagi.

Do czego to służy?

Pomysł niniejszego projektu został zaczerp−

nięty z jednego z angielskojęzycznych czaso−

pism elektronicznych, stąd intrygująca na−

zwa. Dla wielu osób bardzo pouczające bę−

dzie zapoznanie się z zastosowanymi rozwią−

zaniami. Można je wykorzystać w różnych

innych układach własnej konstrukcji.

Wbrew nazwie przyrząd nie ma nic

wspólnego z pocałunkami, ani ich pomiarem.

Nazwa jednak niewątpliwie wzbudza zainte−

resowanie przyrządem.

Do czego więc naprawdę służy prezento−

wane urządzenie?

Tajemnicze przyrządy tego typu można

spotkać na rynku w najróżniejszych wciele−

niach. Można tu wspomnieć o różnego rodza−

ju „pomocach” do gier losowych. W Amery−

ce od dawna sprzedaje się najróżniejsze

„mierniki” tego typu i wciąż znajdują one

znaczną klientelę, mimo że ich rzeczywista

przydatność jest zerowa.

Także opisany dalej kissometr to zabawka

− przyrząd do rozbawienia towarzystwa.

Oczywiście przyrząd jest bardzo uniwer−

salny. Może „mierzyć” temperament, praco−

witość, inteligencję emocjonalną, życzli−

wość, stres, złośliwość, podatność na wrzody

żołądka, na zawał serca, itp. Wystarczy wy−

konać stosowną skalę, odpowiednio opisać

poszczególne lampki L1...L10, by uzyskać

dziesięciostopniowy miernik temperamentu

(oziębły...namiętny), miernik inteligencji

(matoł...geniusz), miernik pracowitości

(leń....pracuś) czy czegokolwiek innego.

Tak naprawdę, „miernik” nie mierzy ni−

czego. W rzeczywistości jest to... niecodzien−

ny generator liczb losowych. Mierzy czy nie

mierzy, to rzecz drugorzędna, najważniejsze,

Jak to działa?

Uproszczony schemat blokowy przyrządu

pokazany jest na rysunku 1 . Dotknięcie pal−

cem dwóch czujników A, B powoduje prze−

pływ niewielkiego prądu przez rezystancję

ciała. Po wykryciu tego faktu rozpoczyna się

cykl pracy. Zaczyna pracować generator

sterowany napięciem (VCO), licznik zlicza

jego impulsy i po kolei zaświecają się diody

LED. Dodatkowo odzywa się brzęczyk.

Po odsunięciu palca od czujników często−

tliwość generatora VCO stopniowo się

zmniejsza do zera, co powoduje zatrzymanie

zliczania licznika i zaświecenie na stałe jed−

nej z diod, pokazującej „wynik pomiaru”

Pełny schemat ideowy można zobaczyć

na rysunku 2 .

Rys. 1

Elektronika dla Wszystkich

Choć opis działania jest dość obszerny,

zasada pracy jest w sumie prosta. W spo−

czynku obwody wewnętrzne, zbudowane

w oparciu o układy scalone CMOS, prak−

tycznie nie pobierają prądu. Prąd pobiera jed−

nak jedna z diod LED (L1...L10), która poka−

zuje ostatnio uzyskany wynik. Ze względu na

charakter i sposób wykorzystania, w przyrzą−

dzie nie przewidziano wyłącznika zasilania.

Układ może być zasilany napięciem

6...16V z zasilacza albo po prostu z baterii.

Zapewne najczęściej będzie zasilany z popu−

larnej baterii 9V, bo pobór prądu w czasie

pracy sięga wtedy co najwyżej kilkunastu

miliamperów. Warto zwrócić uwagę, że dzię−

ki diodzie D1 i stosunkowo dużemu konden−

satorowi C5 układ może też być zasilany na−

pięciem zmiennym 6...12V.

Główną częścią przyrządu jest generator

sterowany napięciem, zrealizowany na popu−

larnej kostce CMOS 4046. Pracą generatora

steruje obwód złożony z pola dotykowego,

rezystorów R1, R2 i kondensatora C1.

W spoczynku na kondensatorze C1 i na nóż−

ce 9 (VCO IN) kostki U1 panuje napięcie

równe zeru i generator nie pracuje.

Po dotknięciu palcem obu części pola sty−

kowego popłynie prąd (w obwodzie emiter−

baza tranzystora T1) i napięcie na C1 za−

cznie stopniowo wzrastać. Generator roz−

pocznie pracę i częstotliwość będzie szybko

wzrastać, stosownie do napięcia na ładowa−

nym niewielkim kondensatorze C1. W czasie

dotykania pola pomiarowego otwarty będzie

tranzystor T1, a napięcie na jego kolektorze

będzie niemal równe napięciu zasilającemu.

W pierwotnej wersji kondensator C7 nie

był przewidywany. Okazało się jednak, że

zakłócenia impulsowe przenosiły się na wy−

sokoomowe obwody bazy T1 i na jego kolek−

torze występował przebieg impulsowy, a nie

napięcie stałe, bliskie napięciu zasilania.

Z tego względu, a także z innych powodów

dodano też kondensator C8 równolegle do

R4. Kondensator ten jest szybko ładowany

w chwili dotknięcia czujnika.

Przebieg z nóżki 4 generatora U1 jest po−

dawany bezpośrednio na wejście CLK liczni−

ka U3 (4017) oraz na nóżkę 1 bramki U2A.

Każdy impuls licznika spowoduje zwiększe−

nie stanu licznika U3, ale stan bramki

U2A zależy od napięcia na nóżce 2.

Stan wysoki na kolektorze T1 zapoczątku−

je ładowanie C4 przez R5. Po kilku sekundach

naładuje się do napięcia, będącego stanem wy−

sokim dla wejścia 2 bramki U2A. Dopiero te−

raz bramka ta przepuści impulsy z generatora,

podawane na jej nóżkę 1. Z głośnika popłynie

terkot, bowiem częstotliwość generatora

VCO, wyznaczona przez R3,

C2 jest niska. Dzięki tej małej

częstotliwości maksymalnej

wyraźny będzie efekt przesu−

wania punktu świetlnego na

linijce diod świecących

L1...L10 .

Stan wysoki z kolektora

T1 spowoduje też pojawienie

się stanu wysokiego na wyj−

ściu bramki U2C. W upro−

szczeniu można przyjąć, że w takiej sytuacji

diody świecą z niewielką jasnością, wyzna−

czoną przez wartość rezystora R10.

Stan wysoki na kolektorze T1 wywoła

stan niski na wyjściu bramki U2B i szybkie

rozładowanie kondensatora C9. Zaświeci się

żółta dioda LED D2.

Gdy pojawi się dźwięk z głośnika, badana

osoba powinna oddalić palec od czujnika.

Szybko przestanie przewodzić tranzystor T1,

ale napięcie na jego kolektorze nie spadnie

gwałtownie, tylko będzie się zmniejszać po−

woli, stosownie do stałej czasowej R4,C8.

Także generator nie przestanie pracować

natychmiast, tylko częstotliwość będzie się

pomału zmniejszać, stosownie do malejącego

napięcia na kondensatorze C1. Terkot z gło−

śnika będzie coraz powolniejszy, aż w końcu

generator się całkiem zatrzyma. Zatrzyma się

też biegające dotąd światełko – jedna z lam−

pek L1...L10 zaświeci się na stałe.

Po odsunięciu palca od czujnika napięcie

na kolektorze T1 będzie powoli się zmniej−

szać. Stała czasowa R4C8 została tak dobrana,

by po pierwsze wyłączyć głośnik (za pomocą

Rys. 2

Elektronika dla Wszystkich

bramki U2A) i zwiększyć jasność zaświeco−

nej lampki (L1...L10) dopiero wtedy, gdy

cykl pomiarowy zostanie zakończony. Do−

datkowo wprowadzono obwód opóźniający

R9C9. Dzięki niemu żółta kontrolka D2 ga−

śnie jeszcze później, gdy kondensator C8

rozładuje się niemal do zera. Wtedy można

rozpocząć nowy cykl pomiarowy.

W pierwotnej wersji planowano wyko−

rzystanie głośnika, stąd obecność w modelu

pokazanym na fotografiach tranzystorów

BD135/136. Po testach okazało się, że

z brzęczykiem piezo uzyskuje się podobny

efekt, przy czym pobór prądu jest radykal−

nie mniejszy. Dołączenie brzęczyka między

wyjście bramki U2A a plus zasilania nie jest

rozwiązaniem optymalnym. Aby umożliwić

współpracę z brzęczykiem, dodano diodę

D3 i zmieniono pojemność C6. Pozostawio−

no jednak tranzystory i rezystor R7, dzięki

czemu można wykonać również wersję

z głośnikiem.

Układ zmontowany ze sprawnych ele−

mentów nie wymaga żadnego uruchamiania.

Ze względu na obecność kondensatorów

elektrolitycznych warto przed pierwszymi

próbami pozostawić układ pod napięciem

choć na dziesięć minut. W tym czasie kon−

densatory elektrolityczne zdążą się wstępnie

zaformować i układ powinien działać dokła−

dnie według opisu.

Zawsze po włączeniu zasilania powinna

się zapalać żółta dioda LED D2 i jedna

z czerwonych L1...L10. Po kilku... kilkuna−

stu sekundach dioda D2 powinna zgasnąć

i układ jest gotów do pracy.

Podstawowa wersja z brzęczykiem, poka−

zana na fotografii wstępnej będzie pobierać

nieco mniej prądu, do 13...14mA. Takich prą−

dów może z powodzeniem dostarczyć popu−

larna bateria 9−woltowa.

Cykl pracy można jednak gruntownie

zmodyfikować, na przykład zmniejszając lub

nawet usuwając C8. Można wtedy też

zmniejszyć C9.

Eliminacja C7 spowoduje, że dioda D2

będzie się zapalać przy dotknięciu jednej

elektrody czujnika, co niektórzy mogą uznać

za zaletę.

Pierwsza wersja układu modelowego nie

zawierała ani C7, ani C8 i działanie układu

było interesujące, bo na kolektorze T1 poja−

wiał się sygnał zmienny o częstotliwości ge−

neratora U1. Kto chce, może przetestować ta−

ką wersję i przekonać się, którędy „przełazi”

sygnał generatora na bazę T1.

Jasność świecenia diod L1...L10 „biegają−

cych” w trakcie pomiaru można zmieniać za

pomocą R10 (4,7k

...330

Ω

). Można też

Można i warto wypróbować najróżniejsze

warianty i uzyskać nieco inne działanie.

Oczywiście układ bądź jego obwody składo−

we można zaadaptować do zupełnie innych

celów, zarówno służących rozrywce, jak

i bardziej poważnych.

Ω

...1k

Ω

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na jednostronnej

płytce drukowanej, pokazanej na rysunku 3 .

Montaż nie jest trudny, dlatego projekt ozna−

czono tylko jedną gwiazdką. Pomocą będą

fotografie, trzeba jednak pamiętać, że model

pokazany na fotografiach różni się nieco od

płytki z rysunku 3, co wynika ze zmian wpro−

wadzonych do pierwotnej wersji.

Podczas montażu najpierw należy wluto−

wać wszystkie zwory – są wyraźnie zazna−

czone na płytce. Potem można montować

elementy w dowolnej kolejności, najlepiej od

najmniejszych do największych.

W wersji podstawowej w miejsce rezysto−

ra R7 należy wlutować zworę.

Jeśli ktoś chce, zamiast brzęczyka piezo

z generatorem może wykorzystać głośnik.

W takim przypadku jako R7 należy wluto−

wać rezystor o wartości 4,7...47

Piotr Górecki

Zbigniew Orłowski

Wykaz elementów

Rezystory

R1,,R2,,R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10M Ω

R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k

Ω

R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470k

Ω

R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .zwora

R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330 Ω

R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M Ω

R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,,2k

Ω

, zwięk−

szyć pojemność C6 do 100µF i nie monto−

wać diody D3.

Podczas lutowania diod LED trzeba zwra−

cać uwagę na biegunowość – jest zaznaczona

na płytce, a niektóre diody (L2, L6) spośród

L1...L10 są umieszczone inaczej niż pozosta−

łe. Równe wlutowanie diod LED w płytkę

wymaga trochę staranności. Najpierw należy

lutować tylko jedną nóżkę każdej diody.

Warto zacząć od L1 i L10, a potem wlutować

kolejne. Jeśli wszystkie diody dadzą się rów−

niutko ustawić w rządek, można przylutować

pozostałe nóżki.

Problemu nie będzie, jeśli diody będą

umocowane w (nietypowej) obudowie i dołą−

czone do płytki przewodami.

Układy scalone należy ostrożnie włożyć

do podstawek na samym końcu, gdy wszyst−

ko jest gotowe, zwracając uwagę na kierunek

– wycięcia w układach scalonych powinny

się zgadzać z wycięciami zaznaczonymi na

płytce.

Kondensatory

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF

C2,,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF

C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiiczny

C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470 µ F/16V

C6,,C8,,C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Rys. 3 Schemat montażowy

F/16V

C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF

Półprzewodniki

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001

D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED żółłtta 5mm

D3,,D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148

L1−L10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED czerw.. 5mm

T1,,T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558

T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4046

U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4093

U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4017

Inne

Y1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piiezo z gen..

podsttawkii pod ukłłady scallone

złłączka batteriiii 9V,, tzw.. kiijjanka

W tym układzie przeznaczonym do zabawy

i eksperymentów zmieniać można wartości

wielu innych elementów. Można na przykład

zmieniać zakresy częstotliwości pracy genera−

tora U1, zmieniając kondensator stały C2

(22nF...1µF) lub rezystor R3 (10kΩ...1MΩ).

Można śmiało zwiększać pojemność C1,

nawet do 1...2

F, by uzyskać dłuższy czas

cyklu pomiarowego. Ze względu na duże re−

zystancje współpracujące, zaleca się tu kon−

densator stały, a nie elektrolityczny. Zwięk−

szenie C1 zapewne będzie także wymagało

odpowiedniego zwiększenia C8 oraz C9, by

utrzymać opisany cykl pracy.

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT−2494

Elektronika dla Wszystkich

Ω

zmieniać wartość R8 (0

R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k

Ω

Możliwości zmian

Przede wszystkim, przy zasilaniu z baterii

można usunąć D1 (zewrzeć) a pojemność C5

zmniejszyć do 22...100

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: