To
moja prawa ręka, z której korzystam częściej i chętniej niż z
miernika uniwersalnego ... i to od prawie 30 lat, bo swój
pierwszy uniwersalny
metronomo-piszczyko-buczko-pierdziko-próbniko-generatoro-oscylatorek
zmontowałem w wieku około 12 lat na podstawie tekstu Grzegorza
Zalota, opublikowanego jako "Vademecum elektronika" w
starym dobrym "Młodym Techniku" nr 5/1984 (str. 61 -->
nadal do znalezienia w archiwum na stronie wydawnictwa, choć
zbliżone układy oczywiście pojawiały się również i
wcześniej/później w innych czasopismach oraz literaturze fachowej,
i to nie tylko polskiej).
Urządzonko
powyższe uważam za chyba najbardziej prosty, skalowalny,
superwydajny i sprawiający maksimum satysfakcji i pożytku układ
elektroniczny świata z niewiarygodną wręcz ilością możliwości
jego wykorzystania praktycznego. Jest to prosty generator drgań
elektrycznych (oscylator) pracujący na tranzystorach
komplementarnych (o odwrotnej polaryzacji, bo jak widać na
schemacie, jeden z nich to PNP, a drugi to NPN). Urządzonko to
wydaje z siebie impulsy/drgania/dźwięki, które są zależne od
ciągłości obwodu/oporu/pojemności pomiędzy punktami A (+) i B
(-). Mogą to być zatem stuki, trzaski, sekwencje jak z metronomu,
pobukiwania, popierdywania, popiskiwania, a nawet świdrujące
jazgoty lub nawet ... ultradźwięki czy sygnały radiowe (wszystko
zależy od typu/wartości elementów/rezystancji, wysokości napięcia
zasilającego oraz głośnika/przetwornika akustycznego wzgl.
dodatkowej cewki/anteny itp.).
Kondensator
użyty w układzie może mieć wartość od kilkudziesięciu
nanofaradów do wielu setek nanofaradów. Rezystancja pomiędzy
punktami A i B może (w zależności od ustawienia potencjometru)
wynosić od ułamków oma do wielu megaomów. Im wyższy opór
pomiędzy punktami, tym niższa częstotliwość emitowana przez
głośnik/słuchawkę/inny przetwornik akustyczny. Ba, istnieje nawet
możliwość zastąpienia kondensatora niepolaryzowanego
"elektrolitem" i stworzenie impulsatora / przerywacza /
migacza / stroboskopu itd. itp.
Mój
pierwszy zbudowany w 1984 roku układ tego typu (BC211 + BC313 + 1000
nF z gniazdka telefonicznego + tylko jeden rezystor jako potencjometr
+ dwie baterie płaskie po 4.5 V + kilkuwatowy głośnik) przy bardzo
niskiej (bliskiej zeru) rezystancji pomiędzy punktami A i B
świdrował (zwłaszcza młodym) ludziom w głowach, a przy jeszcze
niższej odpędzał psy i koty w promieniu kilku podwórek, a po
podłączeniu fotorezystora serii RPP (taki szklisto-miodowy,
wielkości współczesnej pięciozłotówki) w pełnym świetle
milczał (bo minimalny opór, więc pasmo niesłyszalne -
przynajmniej dla ludzi), a po padnięciu nań cienia (np.
przechodzącego człowieka) sygnalizował akustycznie.
Układ
powyższy jednak najbardziej wdzięcznie nadaje się do testowania
ważniejszych elementów elektronicznych, elektrotechnicznych,
ciągłości obwodów itd.
Oto
mała ściąga dla początkujących:
Sprawdzanie
(zwykłego) tranzystora typu NPN:
1.
Końcówkę B (-) podłączyć do bazy
2. Końcówkę
A (+) podłączyć najpierw do emitera, odpiąć ją od emitera, a
potem podłączyć do kolektora --> W OBU
PRZYPADKACH MA MILCZEĆ
3.
Końcówkę B (-) podłączyć do kolektora
4. Końcówkę
A (+) podłączyć do emitera --> MA MILCZEĆ
5.
Końcówkę A (+) podłączyć do bazy
6. Końcówkę
B (-) podłączyć najpierw do emitera, odpiąć ją od emitera, a
potem podłączyć do kolektora --> W OBU
PRZYPADKACH MA PISZCZEĆ
7.
Końcówkę A (+) podłączyć do kolektora
8. Końcówkę
B (-) podłączyć do emitera --> MA MILCZEĆ
Sprawdzanie
(zwykłego) tranzystora typu PNP:
1.
Końcówkę B (-) podłączyć do bazy
2. Końcówkę
A (+) podłączyć najpierw do emitera, odpiąć ją od emitera, a
potem podłączyć do kolektora --> W OBU
PRZYPADKACH MA PISZCZEĆ
3.
Końcówkę B (-) podłączyć do kolektora
4. Końcówkę
A (+) podłączyć do emitera --> MA MILCZEĆ
5. Końcówkę
A (+) podłączyć do bazy
6. Końcówkę
B (-) podłączyć najpierw do emitera, odpiąć ją od emitera, a
potem podłączyć do kolektora --> W OBU
PRZYPADKACH MA MILCZEĆ
7.
Końcówkę A (+) podłączyć do kolektora
8. Końcówkę
B (-) podłączyć do emitera --> MA MILCZEĆ
Sprawdzanie
diod (zazwyczaj nie dotyczy diodek LED):
1.
Końcówkę A (+) podłączyć do anody
2. Końcówkę
B (-) podłączyć do katody --> MA PISZCZEĆ
3.
Końcówkę A (+) podłączyć do katody
4. Końcówkę
B (-) podłączyć do anody --> MA MILCZEĆ
Sprawdzanie
rezystorów:
1.
Obojętnie którą końcówkę (A lub B) podłączyć do pierwszej
nóżki
2. Drugą
końcówkę podłączyć do drugiej nóżki --> MA PISZCZEĆ tonem
zgodnym z rezystancją (mniejszy opór to wyższy ton, a większy
opór to niższy ton lub "prykanie")
Sprawdzanie
potencjometrów:
1.
Obojętnie którą końcówkę (A lub B) podłączyć do skrajnej
nóżki (zazwyczaj lewej lub prawej)
2. Drugą
końcówkę podłączyć do ślizgacza, czyli zazwyczaj środkowej
nóżki i pokręcić/przesunąć --> MA PISZCZEĆ tonem zgodnym z
rezystancją (mniejszy opór to wyższy ton, a większy ton to niższy
ton lub "prykanie") i nie powinno trzeszczeć/przerywać
SPRAWDZANIE
KONDENSATORÓW - ze względów
praktycznych/bezpieczeństwa każdy kondensator przed testowaniem
należy rozładować, np. poprzez równoczesne przytknięcie obu jego
nóżek do kawałka metalu, klamki itp.
Sprawdzanie
kondensatorów o małej wartości*
(od kilku pikofaradów do
kilkudziesięciu nanofaradów):
1.
Obojętnie którą końcówkę (A lub B) podłączyć do pierwszej
nóżki
2. Drugą
końcówkę podłączyć do drugiej nóżki --> MA MILCZEĆ
(W BARDZO,
BARDZO RZADKICH PRZYPADKACH MOŻE WYDAĆ ULTRAKRÓCIUTKIE I
LEDWO SŁYSZALNE "PUK")
3. Odwrócić
polaryzację końcówek (nie zwierając, nawet niechcący, nóżek
kondensatora) --> MA MILCZEĆ (W BARDZO, BARDZO RZADKICH
PRZYPADKACH MOŻE WYDAĆ ULTRAKRÓCIUTKIE I LEDWO SŁYSZALNE "PUK")
*
w przypadku kondensatorów o tak niewielkiej pojemności jesteśmy w
stanie sprawdzić jedynie brak przebicia/zwarcia między okładzinami
(nie będzie to więc pełne przetestowanie, choć w 99% przypadków
całkowicie wystarczające)
Sprawdzanie
kondensatorów o wartości kilkuset nanofaradów:
1.
Obojętnie którą końcówkę (A lub B) podłączyć do pierwszej
nóżki
2. Drugą
końcówkę podłączyć do drugiej nóżki --> MA WYDAĆ
KRÓCIUTKIE "PUK"
3. Odwrócić polaryzację
końcówek (nie zwierając, nawet niechcący, nóżek kondensatora)
--> MA WYDAĆ KRÓCIUTKIE "PUK"
Sprawdzanie
kondensatorów elektrolitycznych:
1.
Końcówkę A (+) podłączyć do plusa kondensatora
elektrolitycznego
2. Końcówkę
B (-) podłączyć do minusa kondensatora elektrolitycznego --> MA
WYDAĆ "TRZASK, PIUUU, PRYK, PRYK, PRYK" (przy
kondensatorach elektrolitycznych o bardzo małej pojemności zaledwie
króciutki trzasko-świst) i po pewnym (krótszym, dłuższym lub
bardzo długim) czasie zamilknąć
3. Odwrócić polaryzację
końcówek (nie zwierając, nawet niechcący, nóżek kondensatora)
--> MA WYDAĆ DŹWIĘK DOŚĆ PODOBNY JAK W PUNKCIE 2 (KOŃCOWE
POWOLNE PRYKANIE MOŻE SIĘ UTRZYMYWAĆ PRZEZ DŁUŻSZY CZAS LUB
STALE)
Sprawdzanie
transformatorów, cewek, żarówek, grzałek, elektromagnesów,
silników, uzwojeń prądnic, przekaźników, styków, przełączników
i szeroko pojętej ciągłości obwodów NIE BĘDĄCYCH POD
JAKIMKOLWIEK NAPIĘCIEM:
1.
Podłączyć dowolną końcówkę do jednego
końca/styku/początku/złącza mającego tworzyć jakąś ciągłość
lub dawać opór
2. Drugą
końcówkę podłączyć "z drugiej strony" --> MA
PISZCZEĆ (wysokość tonu zgodna z rezystancją)
Spis
elementów:
- 1
dowolny tranzystor małej mocy typu PNP, np. BC557
- 1
dowolny tranzystor małej mocy typu NPN, np. BC547
UWAGA!!! Inne modele tranzystorów (nawet w
takiej samej obudowie jak na obrazkach powyżej) mogą mieć zupełnie
inny układ wyprowadzeń, więc należy zawsze sprawdzić ich pinout
w Internecie (najlepiej w dokumentacji, ang. datasheet).
- 1
rezystor (opornik) 1kΩ (na dowolną moc); nie jest obowiązkowy,
choć zalecany; kod barwny: brązowy - czarny - czerwony
- 1
potencjometr dowolnego typu o wartości 470 kΩ (lub lepiej jeszcze
większy, np. 1 MΩ)
- 1 kondensator niepolaryzowany
(polimerowy, styrofleksowy wzgl. ceramiczny itp.) o pojemności
od
kilkudziesięciu do kilkuset nanofaradów (np. 68, 100 lub 220 nF)
- niewielki głośnik o dowolnej rezystancji (najlepiej 4 do
8 Ω) oraz mocy 0.125 do 0.25 wat - taki malutki np. ze starego
kieszonkowego radyjka, płyty głównej/obudowy komputera PC,
odtwarzacza MP3 itd. itp., względnie słuchawka telefoniczna (np.
klasyczna o oporności 150 - 250 Ω),
a w ostateczności także
zwykła słuchawka (nagłowna, douszna czy też jej "kawałek")
- przynajmniej jedna bateryjka 1.5 V (mały lub duży
paluszek) - przy użyciu małego głośniczka o mocy do 0.25 wat
(zwłaszcza np. jakiegoś radzieckiego) intensywność/słyszalność
sygnału dźwiękowego jest zadziwiająco duża (i na pewno
wystarczająca/zadowalająca; dodatkową zaletą będzie minimalna
prądożerność i odporność na odwrotne podpięcie zasilania
tudzież inne nieostrożności); układ może być zasilany również
wyższym napięciem (do 4.5 V, o ile użyliśmy tranzystorów małej
mocy,a kilkanaście wolt dla układu, gdzie w miejscu głośnika
znajdzie się słuchawka telefoniczna o impedancji 150-250 Ω)
Można również wykorzystać tranzystory średniej mocy (w
razie potrzeby z radiatorem, np. BC313/BC212, BD135/BD136 czy
BC160/BC140), dać większy głośnik (1-3 W), podnieść napięcie
do 9-12 V i mieć bardzo głośną syrenę albo ... użyć
tranzystorów dużej mocy (np. 2N3792/2N3055), głośnika
kilkunastowatowego (lub większego) i osiągnąć jeszcze mocniejszy
efekt (lub poprzez transformator wykorzystać układ do "pędzenia"
skromnej, nieprofesjonalnej niesinusowej przetwornicy np. 12 V -->
230 V o wydajności do kilkudziesięciu wat)
MÓJ
AKTUALNIE UŻYWANY PRÓBNIK:
Zbudowany
kilkanaście lat temu. Zawiera demobilowy "wysokoczęstotliwościowawy"
BFP519 (NPN) + poeksperymentalny (z oberżniętą obudową biedaczek)
BC313 (średniej mocy PNP), kondensator 220 nF i mały potencjometrek
montażowy wewnątrz, którym zgrubnie ustaliłem wysokość tonu, a
potem owinąłem go izolacją, żeby "nie szkodził".
Wszystko wpakowane do radzieckiej obudowy, pochodzącej z końcówki
interkomu/domofonu, z którego to głośniczka układ właśnie
korzysta. Sonda to dwa grubawe socjalistyczne przewody, pocynowane na
końcu (jeden z nich z zaznaczonym gęsią skórką minusem).
"Niezapadkowy" były przycisk wywoławczy, widoczny na
zdjęciu, służy jedynie jako niepotrzebny bajer wzgl. do testowania
bateryjki lub "biegu jałowego" (co można osiągnąć
przecież także poprzez zetknięcie przewodów). Założenie taniego
węglowo-cynkowego (dużego) paluszka potrafi napędzać ten układ
nawet do 2-3 lat (w trybie próbnika ciągłości/elementów
elektronicznych, używany kilka razy w tygodniu) ... lub znacznie
krócej, jeśli kabelki sondy niechcący mi się zewrą i
układ bez nadzoru się "wyryczy" (co trwać może nawet do
kilku dni).
Inne
możliwości wykorzystania układu (bez modyfikacji lub po
niewielkich przeróbkach):
-
syrena, alarm, buczek, pierdzik, sygnalizator akustyczny, dzwonek do
drzwi
- metronom (sterujemy zazwyczaj "megaomowo")
- akustyczny czujnik wilgoci, deszczu, zalania, przelewu,
poziomu wody, narobienia w pieluchę
lub napełnienia nocnika
-
alarm z pułapką drutową (zwieramy A i B, żeby dźwięczało
ciągle, a następnie do wyprowadzeń kondensatora podłączamy
pułapkę drutową - zwarcie na okładzinach kondensatora to zanik
pojemności, ustanie drgań i zamilknięcie głośnika, czyli dopiero
po przerwaniu pułapki drutowej drgania powrócą i głośnik
rozryczy się ponownie; można również spróbować innego patentu
na przerwanie drgań, np. między bazą PNP a plusem, jednak należy
zawsze sprawdzić, czy nasze rozwiązanie nie tworzy ewidentnego
zwarcia wzgl. nie zwiększa za bardzo jałowego upływu prądu
z
baterii)
- akustyczny czujnik cienia, zmierzchu lub
światłości
- wykrywacz kłamstw (oporność skóry)
-
towarzyski akustyczny czujnik siły (ściskamy dwie metalowe rury,
oporność skóry)
- bardzo prosta i mało wydajna
przetwornica napięcia (w miejsce głośnika transformator)
-
układ "pompujący" dodatkowy kondensator elektrolityczny
lub niewielką cewkę, dzięki któremu jednym "paluszkiem"
zasilimy diodę LED
- migacz, przerywacz (można podmienić
kondensator na elektrolityczny, sterowanie diodą LED, żaróweczką
lub przekaźnikiem; cewkę przekaźnika należy zabezpieczyć diodą
"gasikową", przyczepioną do uzwojenia równolegle,
"strzałka" diody celuje w górę schematu*)
*
czego nauczyłem się od niejakiego Zbysia13
-
interwałowy wyłącznik czasowy (jak wyżej, dioda LED/przekaźnik w
miejsce głośnika, odpowiednio dobrane napięcie)
- pastuch
elektryczny (np. impulsy co sekundę, napięcie indukowane poprzez
cewkę lub transformator)
- układ pompujący ksenonową
lampę błyskową lub stroboskop (cewka lub transformator +
odpowiedni dodatkowy kondensator)
- telegraf lub przyrząd do
nauki alfabetu Morse'a (poprzez odpowiedni element indukcyjny i
antenę także w wersji radiowej, czyli bezprzewodowej, np. na UKF)
- prosty instrument muzyczny (pianinko dziecięce, zmiana
tonu poprzez odgałęzienia rezystorowe)
-
elektromasażer/elektroodchudzacz, paralizator, domowy defibrylator
(cewka, trafo, odpowiedni kondensator)
- amatorski rozrusznik
serca (śmiesznie to wprawdzie brzmi, ale zasada ta sama; generalnie
nie zachęcam, chyba że po wojnie atomowej nie będzie innego
wyjścia)
- akustyczny czujnik położenia, przechyłu, ruchu
czy przeciążenia (cieczowy/rtęciowy itp.),
do wykorzystania
także jako gra zręcznościowa
- trenażer zręcznościowy
(przesuwanie obiektu przez ciasny labirynt, którego ścianek ma on
nie dotknąć)
- czujnik/wskaźnik silniejszego
wiatru/prędkości samolotu (mechanicznie lub hydrostatycznie z rurką
nawiewową i cieczą podnoszącą się przy większym podmuchu)
-
generator sygnałowy (szukacz kabla - coś takiego, jak mają
monterzy telekomunikacyjni, w oparciu
o odpowiednią cewkę +
dodatkowe małe radyjko AM jako szukacz/wskaźnik akustyczny)
-
akustyczny sygnalizator pozostawionych świateł w samochodzie (układ
przełączników wzgl. na przekaźniku)
- ultradźwiękowy
odstraszacz psów/gryzoni itp. (najlepiej w oparciu o odpowiedni
piezoelektryczny przetwornik akustyczny, bo na zwykłym głośniku to
co najwyżej tylko dolne pasmo ultradźwiękowe się wyciśnie)
itd. itp. Uwagi
końcowe:
Do
budowy układu można użyć dowolnych tranzystorów (1xPNP + 1xNPN),
nawet takich o różnych parametrach (proszę jedynie ewentualnie nie
mieszać krzemowych i germanowych w jednym układzie, bo mógłby on
czasem spoczynkowo "prykać"). Najlepsze efekty (amplituda,
moc, zakres częstotliwości) oczywiście w przypadku "rodzeństw
fabrycznych" PNP/NPN (BC557/BC457, BC311/BC211, BD136/BD135,
BC160/BC140, 2N3792/2N3055 itp.), ale nie jest to wymóg konieczny.
Proszę nie zapominać także o fakcie, że napięcie wpływa nie
tylko na głośność, ale i na częstotliwość dźwięku (wysokość
tonu) oraz na ... ewentualne grzanie się tranzystorów (co trzeba
sprawdzić i w razie czego odpowiednio zareagować poprzez dodanie
radiatora, zmianę tranzystora czy głośnika lub obniżenie
napięcia). Układ z pojedynczym "paluszkiem" jest
niewątpliwie najbardziej budżetowy i bezpieczny (odporny na nasze
eksperymenty).
Zwróć
uwagę na fakt, że ślizgacz potencjometru (środkowe przyłącze)
jest spięty na krótko z jedną ze skrajnych nóżek. Nie jest to
bezwzględnie konieczne, ale podnosi bezpieczeństwo układu (głównie
tranzystorów) oraz świadczy o pewnej kulturze montażu i
przestrzeganiu metodologii. Jak widać nauki Zbysia13 nie poszły w
las.
(Marcin
Perliński)
Doprecyzowanie/aneks:
W przypadku
testowania niektórych (bardziej) wysokoczęstotliwościowych
tranzystorów bipolarnych (np. BF225; częstotliwość graniczna
nawet do 700 MHz) NIE MA WIĘKSZEGO SENSU robić obustronnego testu
"szczelności" złącza emiter-kolektor, bo MOŻE się ono
zachowywać jak dioda (przewodzić w jedną stronę, a nie przewodzić
w drugą). Jest to zjawisko naturalne, wynikające ze specyfiki
tychże tranzystorów i nie oznacza ich uszkodzenia (o ile podstawowe
testy złącz E<-->B oraz C<-->B wypadną
pozytywnie). Mogą się również zdarzyć bipolarne tranzystory
wysokiej częstotliwości (np. BF214), w których zjawisko
"diodoupodobnienia" złącza E<-->C występuje
jedynie chwilowo (= może sobie "samo" zniknąć po jakimś
czasie, wzgl. dopiero po dobrym "odelektrostatycznieniu"
tegoż tranzystora).