Próbnik bardzo uniwersalny

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).

materiał uzupełniający 

niniejszy artykuł jako plik PDF