Mydło własnego wyrobu oraz sposób na wykrycie podrobionego miodu (KT 5/1971)

zapasowy mirror
z możliwością znaczniejszego powiększenia

Ukazało się toto w maju 1971 roku, czyli wtedy, kiedy się urodziłem. Czasopismo nazywało się "Kalejdoskop Techniki". Składniki "na mydło" nie są jakieś nadzwyczaj trudne do zdobycia ---> kret w drogerii (najlepiej taki bez aktywatora/katalizatora aluminiowego), kalafonia w "Brico" lub lepsza i czystsza/naturalna z "Allegro", tłuszcz, sól kuchenna dla osób myślących o klasycznym mydle twardym. Można oczywiście wykonać również mniejszą ilość (nie musi być od razu 750 gram produktu docelowego). Myślę, że jako pierwsze mydło powinno być OK (zwłaszcza w prostszej do wykonania wersji miękkiej/półpłynnej). Osoby bardziej zainteresowane, również sposobem wykonania mydeł bardziej luksusowych (pachnących), odsyłam do znakomitej "biblii" dla domowych "wyrobników/przetworników" o tytule "Chemia praktyczna dla wszystkich" czy do książek nieodżałowanej pamięci Pana Stefana Sękowskiego (zwłaszcza do "Ciekawych doświadczeń, część 2"), odpowiednich działów w archiwalnych wydaniach "Młodego Technika", a nawet do beletrystycznej/młodzieżowej/dziewczyńskiej pozycji Włodzimierza Kisieliowа "Pamiętnik Oli" (oryginalny tytuł/epub rosyjski "Девочка и птицелëт"):

Все-таки очень приятно умываться собственным мылом. Наверно, на всем земном шаре немного найдется людей, которые могли бы этим похвастаться.

Мыло приготовила я сама. Я положила в эмалированную кастрюлю топленое масло. Мама говорила, что его все равно нужно выбросить, потому что оно прогорклое. Масло это я залила раствором едкого натра. Раствор был примерно сорокапроцентный. Я сварила этот состав, все время добавляя в него воду и помешивая деревянной ложкой. Затем я добавила в кастрюлю раствор обыкновенной кухонной соли, и на поверхности выделился слой мыла. Это мыло я собрала и отжала через марлю, а потом спрессовала его, положив между двумя слоями фанеры и усевшись сверху. Получился такой мыльный блин. Да, чуть не забыла, я добавила в это мыло мятных капель, и у меня мыло - мятное. Пена даже холодит кожу.

Я умылась собственным мылом, выпила стакан молока, съела ломтик хлеба, намазанный маслом и медом, и пошла в школу с готовым планом, как отомстить Коле. На эту мысль меня натолкнули "Приключения Тома Сойера". Я давно эту книжку читала, но хорошо помню, как там Бекки, когда обиделась на Тома, стала разговаривать с каким-то мальчишкой, которого Том вздул.

Kto jest bardziej zainteresowany, zawsze może sobie przepuścić powyższy cytat przez jakiegoś automatycznego tłumacza. Więcej na temat tejże książki doczytasz tutu.

Przypominam, że rozpuszczanie ługu (= wodorotlenku) w wodzie, czyli moment tworzenia roztworu (np. 40%), jest reakcją egzotermiczną (= wydzielanie bardzo znacznych ilości ciepła) oraz nadzwyczaj gwałtowną (= "buzowanie"), więc należy to czynić w sposób odpowiednio powolny (= mniejszymi porcjami), aby kropelki żrącej zasady nie "wystrzeliły nam w ryja". A najprostsza łaźnia wodna to mniejszy garnek "odpowiednio sprytnie" włożony do większego, gdzie przestrzeń między obydwoma jest wypełniona wodą.  

Najprostszą wagę laboratoryjną (wraz z odważnikami) można wykonać samodzielnie. Papierki lakmusowe/wskaźnikowe (lub podobne) łatwo stworzyć np. z białej bibuły (= takiej klasycznej/prawdziwej do "gaszenia kleksów atramentowych") nasączonej spirytusowym wywarem z czerwonej kapusty, uzyskiwanym także przy pomocy łaźni wodnej i w odpowiedniej temperaturze, o ile dobrze pamiętam, to w okolicach 50-60 stopni Celsjusza i przez pół godziny (odpowiedni dokładny opis w książce Pana Sękowskiego "Ciekawe doświadczenia, część 1").

 

No i o środkach ostrożności przy pracy ze żrącym i niebezpiecznym ługiem/kretem należy pamiętać w pierwszej kolejności (odpowiednia odzież, rękawice oraz okulary ochronne, a nawet "ratunkowy" roztwór choćby kwasku cytrynowego wzgl. octu do zobojętniania rozlanej/rozsypanej niechcący zasady czy tryskawka/prysznic do awaryjnego przemywania oczu/rąk). Wszystko robisz na własne ryzyko! "Patent na mydło" nie nadaje się dla współczesnych dzieci i młodzieży! Praca pod okiem nauczyciela chemii w szkole bezwzględnie wskazana!

 niniejszy blogowpis w pliku ZIP

 

(Marcin Perliński)

 

 

 

 

 

 

Memoryzacja cyferek od 1 do 99, potrzebna tylko na początku, bo później mózg się i tak rozgimnastykuje

 

 

Mój indywidualny memoryzator dla 1-99 wygląda(ł) tak oto:

 

1.    jednorożec / Röntgen (1901, Nagroda Nobla)

2.    bliźnięta, dwie nerki, dwoje płuc/oczu/uszu, system binarny

3.    Trójca Święta, potrójna koniczynka dla radioaktywności (rozpady/emisje alfa, beta, gamma)

4.    cztery nogi stołu, w cztery oczy, okularnik, krzesełko

5.    pięć palców jednej dłoni

6.    szóstka w totka / szóstka maksymalna na kostce do gry

7.    siedem krasnoludków lub kosa

8.    bałwanek, „Ósmy krąg piekieł” (Krzysztofa Borunia)

9.    3 x 3, odwrócona szóstka

10.   system dziesiętny, 10 maja (moje urodziny), trafić w dziesiątkę, 10 palców

11.   przykazanie jedenaste, czyli „nie wychylaj się” (z elfami się kojarzy, elf = po niem. jedenaście)

12.   dwunastu apostołów, pierwiastek kwadratowy ze 144

13.   podobno pechowa

14.   podwójna siódemka, początek Wielkiej Wojny (1914)

15.   program TV dla dzieci w PRL „5-10-15” (oraz suma 5 i 10, urodziny mam 10 maja)

16.   4 x 4, i "szesnastki" chyba już można nawet legalnie „pukać”

17.   „Siedemnaście mgnień wiosny” / urodziny Mojej Mamy (17-07-1947)

18.   pełnoletniość

19.   ostatnie „naście”, odwrotność dla liczby „91”

20.   łącznie dwadzieścia palców, Babcia Rózia (1920)

21.   oczko, szczęśliwa suma liczb, XXI wiek

22.   ilość partyzantów w znanym wojennym kawale ---> „atkrojtie dwier, my sawieckije partizany” --> „a skolka was” ---> „zweiundzwanzig”, Dziadek Leon (1922)

23.   J-23 (Hans Kloss), moja śmierć kliniczna (23-02-1988)

24.   znajoma, Pani Sala, na Łąkowej 24 mieszkała (kiedy jeszcze żyła)

25.   5 x 5, odwrotność bombowca B-52

26.   mój gabinet miał numer 26

27.   1927 (urodził się Günter Grass)

28.   taka jedna Jola w podstawówce (z pierwszymi balonami w klasie) miała urodziny 28 stycznia

29.   ostatnie „dzieścia” (bo później jest już „dzieści”), 29 lutego (raz na cztery lata)

30.   Noc Walpurgii, wujek Adi się ewakuował (30-04-1945)

31.   liczba dni w miesiącach dłuższych (i autobus linii „31” ze Świdnicy do Wałbrzycha)

32.   typowa pełna ilość zębów człowieka

33.   lata jezusowe, 33 guziki przy sutannie, wujek Adi dochodzi do władzy (30-01-1933)

34.   trzy-cztery (jako hasło rozpoczynające, np. śpiewanie piosenki)

35.   nasza chata z tego roku (1935)

36.   6 x 6, letnie igrzyska w Berlinie (1936), nasz dawny gazomierz adolfowy

37.   kojarzy się z cezem 137 (izotopem radioaktywnym)

38.   rozbiór Czechosłowacji (układ z Monachium, 1938)

39.   w piątek wybuchła wojna (01-09-1939)

40.   Jak-40 (też lądował w Smoleńsku), 1940 (10 maja) inwazja na Belgię, Holandię, Luksemburg oraz żabojadów

41.   odkrycie/wytworzenie plutonu, wujek Adi rusza na ZSRR (22-06-1941)

42.   początek „projektu Manhattan” (1942)

43.   Teheran 43 (konferencja Wielkiej Trójki, 1943)

44.   a imię jego „czterdzieści i cztery”, SS (dwie sig-runy po sobie, dwa pioruny)

45.   koniec wojny, Hiroszima/Nagasaki (1945)

46.   urodził się Mój Tato (1946)

47.   urodziła się Moja Mama i Camilla Parker-Bowles, pierwszy tranzystor germanowy (1947)

48.   bezpieka  aresztuje Stanisława Skalskiego (1948)

49.   urodziła się Moja Ciotka Grażyna (1949)

50.   fifty-fifty

51.   Area 51

52.   bombowiec B-52

53.   umiera Stalin (1953)

54.   rok przed Ciotką Haliną (1954)

55.   urodziła się Ciotka Halina (1955)

56.   odwilż postalinowska (referat Chruszczowa na zjeździe KPZR, 1956)

57.   czyn „między pięć a siedem” (czyli „sechs”, czyli „seks”)

58.   strefa kodowa 58 (np. 58-200 dla Dzierżoniowa)

59.   ostatnia minuta danej godziny

60.   ilość minut dla jednej godziny (lub sekund dla minuty), kobalt 60 (izotop promieniotwórczy)

61.   lot Gagarina, Kennedy zapowiada program Apollo, że „w ciągu 10 lat ...”, mur w Berlinie (1961)

62.   pierwszy odcinek „Jacka i Agatki” (1962), odwrotność dla „26”

63.   początek festiwali w Opolu (1963)

64.   8 x 8, odwrotność dla „46”

65.   polska rakieta „Meteor” startuje po raz pierwszy (1965)

66.   urodziny Cześka (1966)

67.   pierwszy zajebiście fajny polski autobus „San H100” wyprodukowany (1967)

68.   dzieci-kwiaty, protesty, Wietnam, tow. Wiesław działa, ślub Moich Rodziców (1968)

69.   lądowanie na Księżycu (1969)

70.   wydarzenia grudniowe (1970)

71.   się ja urodziłem (1971)

72.   Moja Żona Ania (1972)

73.   Rysiek Pieńkowski maturę zdawał (1973)

74.   mam latarkę z tego roku (1974)

75.   wydano album „ABBA” grupy ABBA

76.   znak jakości/nagroda w PRL („Do-Ro-76”), ABBA na żywo w TVP (w „Studio 2”, 1976)

77.   dwie kosy, Moi Rodzice pojechali do Ufy (sierpień 1977)

78.   urodziła się Ewa (luty 1978)

79.   byłem w drugiej klasie podstawówki (1979)

80.   Solidarność itd. (1980)

81.   stan wojenny (1981)

82.   lista przebojów Niedźwiedzkiego (chyba po raz pierwszy słuchałem/nagrywałem, 1982)

83.   debiutancki album „Lady Pank” (1983)

84.   Popiełuszko (1984)

85.   „Powrót do przyszłości” (1985)

86.   ukończyłem SP3 i poszedłem do liceum (1986)

87.   Telewizyjny Turniej Miast Dzierżoniów-Chojnice (1987)

88.   moja śmierć kliniczna (23-02-1988)

89.   solidaruchy już przy korycie, wybory (4 czerwca), megakatastrofa kolejowa w Ufie (1989)

90.  wycieczka do Ancicha (1990)

91.  Córeczka Martusia wysiada na planecie Terra (1991)

92.  z Opola do Wałbrzycha (1992)

93.   Ochotnica (1993)

94.   piorun strzelił w środku zimy tuż przed moim wejściem na egzamin (1994)

95.   Windows 95 (1995)

96.   na rynek wchodzi Viagra (1996)

97.   umiera Dziadek Leon, MS Office 97 (1997)

98.   Windows 98 (1998)

99.   „Kosmos 1999” (taki serial SF był za Gierka pokazywany) 

... a później to taka memoryzacja staje się coraz mniej potrzebna, bo mózg sam się rozwija, rozkręca, rozgimnastykuje, udoskonali. Z czasem wykształcą się więc dalsze połączenia międzyneuronowe i aktywują się kolejne obszary mózgu, więc będzie można bardzo łatwo zapamiętywać również i liczby trzy- i czterocyfrowe, numery telefonów, kont bankowych (np. jedna dziewczynka z rodziny Mojej Żony bardzo fajnie zapamiętała sobie główną część telefonu do pracy Swojej Mamy na zasadzie "krzesełko - dwa bałwanki - dziewiątka do góry nogami"). Liczba 144 to przecież 12 do kwadratu, ciąg typowy dla pamięci RAM w komputerach to 4 - 8 - 16 - 32 - 64 - 128 - 256 - 512 - 1024. Nawet szeregi handlowe dla wartości rezystorów/kondensatorów mają swoje znaczenie memoryzacyjne, np. 1k2, 2k4, 4k3, 4k7, 5k1, 6k8, 8k2 itd.  

No i nie muszę chyba przypominać, że taki memoryzator dla cyferek 1-99 należy sobie opracować indywidualnie, czyli "dostroić" go do własnego życia, wiedzy, wspomnień, rodziny, znajomych itd.

(Marcin Perliński)

 niniejszy wpis jako plik PDF

"Kaiser Pui uriniert", czyli (poszerzone) trójkąty Ohma, czyli (poszerzone) prawo Ohma w mózgu na zawsze

Pewien makaronożer o nazwisku Bertolucci w roku 1987 nakręcił całkiem niezły film pod tytułem "Ostatni cesarz". Miałem przyjemność oglądać to monumentalne dziełko w wersji niemieckiej i zapamiętałem, że ostatni cesarz chiński po swojej detronizacji/abdykacji został umieszczony w czymś w rodzaju obozu/więzienia poprawczego, gdzie zwrócono mu uwagę, żeby "ciszej szczał do wiadra", gdyż innych więźniów nocą pobudzi. Osoba napominająca go użyła tamże wtedy niemieckiego czasownika "urinieren", a sam cesarz miał na imię Pui (właściwszy zapis Puyi). 

Istnieje również podstawowe szkolne klasycznie przekazywane prawo Ohma. Nasza znakomita "facetka od fizyki" w SP3 w Dzierżoniowie, Pani Jaruzelska, wbiła nam jeszcze "za początkowego Jaruzela" do mózgownicy, że "natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do napięcia i odwrotnie proporcjonalne do oporu", co przekłada się na pierwotny najważniejszy "trójkąt Ohma". Większość nauczycieli zapomina jednakże, że istnieje również i drugi wtórny trójkąt Ohma, odnoszący się do mocy elektrycznej (i tenże drugi trójkącik wypływa wprost z pierwszego). 

Mając więc w mózgownicy niemieckie zdanie memoryzujące "Kaiser Pui uriniert" (= Cesarz Pui oddaje mocz.) możemy od razu zobrazować oba trójkąty Ohma i utrwalić sobie w mózgownicy podstawowe prawidło elektryczne, jakim jest właśnie prawo Ohma ("ośli mostek" dla mózgu ---» PUI oraz URI).

 

 

 

 

Napięcie <U> wyrażamy/podstawiamy oczywiście w woltach [V], natężenie, czyli prąd  <I> w amperach [A], opór <R> w omach [Ω], a moc <P> w watach [W], bo są to przecież podstawowe jednostki obowiązujące w "Międzynarodowym Układzie Jednostek Miar SI".

 

Przykład praktycznego wykorzystania (opornik do radyjka):

Mam sobie małe kieszonkowe chińskie radyjko zasilane dwoma małymi paluszkami (AAA), czyli 2 x 1.5 V = 3 V. Podłączając te bateryjki do radyjka poprzez amperomierz stwierdzam, że przy największej sile głosu radyjko pobiera 30 mA (= 0.03 A). Chciałbym to radyjko poprzez opornik (= rezystor) zasilić z akumulatora samochodowego (12 V). Jak policzyć wartość tego rezystora (korzystając z prawa Ohma)?

Ano tak:

Rv = Uges - Urad / Irad

Rv --> taki opornik będzie potrzebny

Uges --> napięcie zasilania (przed opornikiem; w woltach)

- --> minus (odejmujemy)

Urad --> napięcie, jakiego wymaga radyjko (w woltach)

/ --> podzielić przez (kreska ułamkowa)

Irad --> natężenie (= prąd), jaki pobiera moje radyjko w amperach


12 V - 3 V / 0.03 A = 9 V / 0.03 A = 300 Ω

POTRZEBNY BĘDZIE OPORNICZEK 300 Ω

A teraz szybko policzmy, na jaką moc trzeba kupić/założyć opornik:

Pv = (Uges - Urad) x Irad

ponieważ:

moc = napięcie x natężenie

Pv = (12 V - 3 V) x 0.03 A = 9 V x 0.03 A = 0.27 W = 270 mW

POTRZEBNY BĘDZIE OPORNIK O OBCIĄŻALNOŚCI MINIMUM 0.27 W, CZYLI NAJBLIŻSZY DOSTĘPNY NA RYNKU TO 0.5 W (BO 0.25 W BĘDZIE CIUTKĘ ZA SŁABY, ALE OD WIELKIEJ BIEDY TEŻ MÓGŁBY BYĆ UŻYTY)

=================

Uwaga!!! To jest wyliczenie TEORETYCZNE dla największej siły głosu (= radyjko odpalone "na cały regulator"). W praktyce należy powiększyć wartość rezystora ograniczającego o 10-30% (będzie zatem REALNIE bezpieczniej wstawić tam oporniczek 330 Ω, 360 Ω lub nawet 390 Ω).  Generalnie należy zawsze przeprowadzać dokładne pomiary poboru prądu/natężenia każdego urządzenia odbierającego energię i indywidualnie oraz "z rozsądnym zapasem" dobierać rezystor (w opisanym przykładzie nawet oporniczek ograniczający 470 Ω ... 510 Ω ... 560 Ω wcale nie będzie przesadą, zwłaszcza jeśli zamierzalibyśmy słuchać tegoż radyjka z niewielką siłą głosu, czyli bardzo cichutko).      Przykład praktycznego wykorzystania (opornik dla diody LED):  

  

Prosto jak krowie na rowie (= patrz grafika powyżej). Napięcia przewodzenia dla (pojedynczych) diodek LED o różnych kolorach emitowanego światła (znajdziesz właśnie na powyższym zestawieniu).

A tak liczymy opór ograniczający dla diody LED:

Rv = Uges - Uled / Iled

Rv --> wartość potrzebnego rezystora (w Ω)
Uges --> napięcie zasilające układ (przed rezystorem; w woltach)
- --> minus (odejmowanie)
Uled --> napięcie przewodzenia naszej diody LED (w woltach)
/ --> podzielić przez (kreska ułamkowa)
Iled --> natężenie (= prąd) w amperach, jaki normalnie świecąc pożera nasza dioda LED, np. większość zwykłych czerwonych diodek LED pobiera około 20 mA, czyli 0.02 A

Przykład obliczenia dla czerwonej diody LED (20 mA) zasilanej (poprzez rezystor) napięciem 12V:

12 V* - 1.6 V** / 0.02 A*** = 10.4 V / 0.02 A = 520 Ω****

* --> napięcie zasilania układu (przed rezystorem; w woltach)

** --> napięcie przewodzenia dla czerwonej diody LED (w woltach)

*** --> pobór prądu typowej czerwonej diody LED (20 mA przeliczone na ampery, czyli 0.02 A)

**** --> taki opornik będzie potrzebny (w Ω)

--------------------------------

A teraz wyliczymy, jaką dokładnie moc (w watach wzgl. miliwatach) pobiera nasza dioda LED, dla której powyżej wyliczyliśmy potrzebny rezystor:

Pv = (Uges - Uled) x Iled

ponieważ:

moc = napięcie razy natężenie [ P = U x I ], wynik będzie w watach (W)

Pv --> moc (w watach)

Uges --> napięcie zasilania układu (przed rezystorem), w woltach

- --> minus (odejmowanie)

Uled --> napięcie przewodzenia dla diody LED, w woltach

x --> razy (mnożymy)

Iled --> pobór prądu diody LED


Pv = (12 V - 1.6 V) x 0.02 A = 0.208 W = 208 mW

CZYLI KUPUJĄC/DOBIERAJĄC REZYSTOR OGRANICZAJĄCY DLA TEJ DIODKI LED NALEŻY MIEĆ NA WZGLĘDZIE, ABY JEGO OBCIĄŻALNOŚĆ NIE BYŁA MNIEJSZA NIŻ 0.2 W (NAJBLIŻSZE "MOCOWO" DOSTĘPNE W HANDLU REZYSTORY MAJĄ 0.25 W, ALE OCZYWIŚCIE MOŻNA TEŻ DAĆ "MOCNIEJSZY WATOWO")    No i chyba nie muszę przypominać, że oporniki (= rezystory) ograniczające włączamy szeregowo, tak samo jak prąd (= natężenie) mierzymy szeregowo, czyli "amperomierz włączamy jak wodomierz" (prawo Ryśka Pieńkowskiego z Dzierżoniowa).     

 

 

(Marcin Perliński)

niniejszy wpis jako plik PDF

Indukcyjność cewki jednowarstwowej — nomogram lub wzór, czyli gimby (raczej) nie znayo, nie wiedzo, nie rozumio i nie pojmujo

Nomogramy i suwaki logarytmiczne czy tabele naświetlań czasy swojej świetności mają już niestety za sobą. A kiedyś przy ich pomocy szybko, wygodnie, bez prądu i Internetu konstruowano cewki, filtry pośredniej częstotliwości, nawijano transformatory, budowano mosty, ściany, wylewano fundamenty, mieszano zaprawy czy farby, fotografowano, konstruowano/montowano reaktory atomowe, a nawet projektowano/tankowano/nakierowywano rakiety kosmiczne (że o balistycznym celowaniu armatami, haubicami czy moździerzami lub naliczaniu comiesięcznych/cotygodniowych wypłat nie wspomnę).

Oto przydatny nomogram ułatwiający obliczanie indukcyjności cewki jednowarstwowej. Należy go wydrukować lub (w ostateczności) bardzo dokładnie przerysować na papier milimetrowy (wzgl. "od biedy" na papier w kratkę).

zapasowy mirrorek
(z możliwością bardzo znacznego powiększenia)
znajduje się tutu

 

 

zapasowy mirrorek tutu

 opracowanie nomogramu: Kazimierz Lewiński w "Nomogramy i tablice radiotechniczne" (1962)
 lekkie "podczyszczenie" skanu: Marcin Perliński (2017)

Sposób obliczania/ustalania indukcyjności cewki został przedstawiony w instrukcji (druga grafika).

Przykładowo cewka 100-zwojowa o średnicy wewnętrznej 1.5 cm oraz długości uzwojenia 3 cm będzie miała indukcyjność 60 µH.

UWAGA!!! POWYŻSZY NOMOGRAM JEST ZGODNY Z TYPOWYMI PODSTAWOWYMI KLASYCZNYMI ZAKRESAMI RADIOFONICZNYMI AM (= FALE DŁUGIE, ŚREDNIE, W WIĘKSZOŚCI KRÓTKIE). Czyli krańcowego/górnego segmentu fal krótkich (np. 27 ... 30 MHz), a tym bardziej pasm jeszcze krótszych falowo (np. UKF), akurat tym czymś nie "obskoczymy".

Dla osób nie przepadających za nomogramami, a preferującymi stare dobre sprawdzone metody szkolne, umieszczam klasyczny uniwersalny wzór wraz ze stosownymi objaśnieniami.

zapasowy mirrorek tutu

 

(Marcin Perliński)

Prędkości działania najpopularniejszych bramek TTL oraz CMOS

zapasowy mirrorek tutu

 

 

Aha, 7490 (UCY7490, MH7490, SN7490 itp.) dzieląc np. przez 10 może przetwarzać (= dzielić) częstotliwości wejściowe do około 16 ... 20 MHz. Warto o tym pamiętać, ponieważ nie jest to typowe klasyczne standardowe użycie taktujące/generacyjne/przełączające. Podobnie 74HC4017 dzieli sygnały wejściowe do 42 ... 45 MHz (a nie do czysto teoretycznie oczekiwanych 50 MHz).

Powyższa tabelka jako PDF.

(Marcin Perliński)

Okres na częstotliwość wzgl. częstotliwość na okres, czyli nanosekundy na megaherce lub megaherce na nanosekundy

Dla ścisłowca to banalne przeliczenia, które robi z palcem w nosie, ale dla takiego debila jak ja stanowi to niemałe wyzwanie, porównywalne wręcz z matematyką wyższą. 

Się przydaje na przykład przy wykumywaniu częstotliwości granicznej diodek, tranzystorów, bramek logicznych, procesorów itd. itp.

zapasowy mirrorek tutu

 

 

Saluto wszystkim zatem przeto!

(Marcin Perliński)

Prosta f-miarka "danykowa" sześciocyfrowa, bezoffsetowa (fajowy częstotliwościomierz warsztatowy do 10 lub 45 MHz)

Oto sprawdzona, dokładna, pewnie działająca i wykonana całkowicie samodzielnie „od zera” warsztatowa/podręczna f-miarka, czyli „hercmiarka”, czyli sześciocyfrowy miernik częstotliwości (bez offsetu uwzględniającego p.cz.), umożliwiająca przeprowadzanie całkiem miarodajnych pomiarów częstotliwości do 10 MHz (w niższym podzakresie z rozdzielczością nawet już od 1 herca!!!), a po dodaniu preskalera (= dzielnika przez 10) do nawet około 45 MHz. Autorem układu podstawowego jest czeski konstruktor o imieniu Dan ze strony danyk.cz (chłopisko jest z roku 1987 i mieszka w miasteczku Mělník). Jego dzieło (w wersji bazowej, czyli bez dodatkowego przedwzmacniacza) jest w stanie mierzyć TYLKO „cyfrowe” przebiegi prostokątne z poziomami TTL (do 10 MHz, z rozdzielczością już od 1 Hz lub 10 Hz oraz z samoczynnym/automatycznym przełączaniem zakresów), co oznacza, że nawet jeśli go (w wersji podstawowej) wykonamy, to na niewiele on nam się przyda, bo nie zmierzymy np. typowych w radiotechnice przebiegów sinusoidalnych czy bardziej nietypowych („niepoziomowych”) sygnałów prostokątnych, trójkątnych, piłkokształtnych oraz pochodnych/mieszanych (czyli wszelkich takich bez zachowania „podręcznikowych” progów/poziomów napięciowych TTL). Musimy więc (zazwyczaj) dobudować układ przedwzmacniacza z „formatorem prostokąta z poziomami TTL” (najlepiej na bazie klasycznego/scalonego przerzutnika Schmitta), a jeśli zechcemy mierzyć częstotliwości wyższe, tzn. z zakresu 10 MHz ... 45 MHz, również i dzielnik częstotliwości (= preskaler dzielący przez 10). 

 

tak toto wygląda ---> górna płytka to f-miarka, dolna płytka to przedwzmacniacz z formatorem prostokąta (z poziomami TTL) oraz dzielnik przez 10 (w prawym górnym rogu jest scalak SMD „dzielący przez 10” o oznaczeniu 74HC4017, zalany klejem epoksydowym), na wyświetlaczu widać pomiar oscylacji generatora kwarcowego 27.145 MHz (tutu sygnał "idzie" akurat przez preskaler dzielący przez 10, więc wyświetlacz pokazuje „2714.5...”, czyli kropka dziesiętna jest w trochę "głupim" miejscu, ale to akurat drobiazg, bo to zwykły miernik warsztatowy, czyli nie musi być idealnie pięknie)

F-miareczka niniejsza zbudowana jest na mikrokontrolerze ATtiny2313, kwarcu 20 MHz, sześciocyfrowym wyświetlaczu LED ze wspólną anodą (typowy współczesny high bright/low current, u mnie akurat o wysokości 0.56 cala) oraz niewielkiej ilości pośledniejszej „drobnicy”. Oto oryginalny schemat autora:

opracowanie: danyk.cz, strona tego projektu tutu (CZ) lub tutu (EN)

... a tutu link do wsadu HEX (oraz zapasowy mirrorek z tymże samym). Fusebity lecą tak oto: Low Fuse: EF, High Fuse: D9. Kto korzysta z programu PonyProg2000, to ustawienie „fusów” robi sobie według tej ściągi (plus mirror). Swojego proca zaprogramowałem na BARDZO starym kompie poprzez BARDZO STAROŻYTNE złącze LPT, korzystając z własnoręcznie "wystruganego" programatora ISP i w oparciu o tę instrukcję (lub mirror). Używałem wspomnianego już programu PonyProg2000. Autor (= ten gościu z Czech) oferuje gotowy zaprogramowany procesor, który można u niego odpłatnie zamówić i otrzymać pocztą. Można toto oczywiście wgrać do proca również współczesnymi programatorami poprzez złącze USB (najpopularniejszy nowoczesny programator nazywa się USBasp i można go nabyć w cenie około 30 złotych razem z kosztami przesyłki).

Budując układ podstawowy należy mieć na względzie, że szósta cyfra wyświetlacza (skrajnie po prawej stronie na schemacie) jest w rzeczywistości pierwszą cyfrą naszego prawdziwego wyświetlacza LED (= czyli tego realnego/fizycznego, gdzie będzie pierwszą z lewej, bo tak się autorowi układu akurat wygodniej rysowało). Kiedy zbudowałem swój układ, to bardzo się zdziwiłem, że wyświetlacz prezentuje wynik pomiarowy „odwrotnie”, czyli od końca, przez co potem musiałem przelutować sześć kabelków od anod, aby to naprawić/poprawić. 

 Wyświetlacza sześciocyfrowego (zespolonego, multipleksowanego) nie posiadam, więc zestawiłem dwa wyświetlacze trójcyfrowe (zespolone, multipleksowane, typowe współczesne, low current, high bright). Będzie więc sześć anod (1, 2, 3, 4, 5, 6) oraz osiem katod (a, b, c, d, e, f, g, h). Mamy więc dwa wyświetlacze trójcyfrowe, czyli katody łączymy ze sobą na zasadzie "a" pierwszej "trójki" z "a" drugiej "trójki", "b" pierwszej "trójki" z "b" drugiej "trójki" itd.

wyświetlacz siedmiosegmentowy, trójcyfrowy LED, wspólna anoda
(użyłem dwóch takich, aby uzyskać 6 cyfr)

 

Przedwzmacniacz/formator prostokąta bazuje na cyfrowym układzie scalonym 74HC132 (wzgl. 74HCT132), tranzystorze w.cz. (np. BF214, BF240, BF194 itp.) oraz odrobinie pospolitszych „pierdółek”. Jest to nieznacznie rozbudowany fork/klon dawnego kitu J-260 firmy „Jabel” (zmodyfikowany/ulepszony przez „elektrodowca” o ksywce „pawol”).

 

przedwzmacniacz z formatorem prostokąta TTL, na bazie zestawu J-260 firmy "Jabel",
rysunek/udoskonalenia elektrodowicza "pawol", doprecyzowania: Marcin Perliński

Dzielnik przez 10 (= preskaler) to smd-owski układ scalony 74HC4017, do którego zwykłą transformatorówką przylutowałem dosłownie 6 kabelków. Koncepcję takiego właśnie podziału przez 10 „odgapiłem” sobie ze strony qrpkits.com. Uwaga! Te 45 MHz to tylko przy starannym montażu, ekranowaniu i filtrowaniu zasilania (przy bardziej niechlujnym zmontowaniu działa minimalnie niżej, tzn. gdzieś tak do 42 ... 43 MHz).

 

koncept: qrpkits.com, toto nabazgranie: Marcin Perliński

 

Ogólny schemat blokowy całości (z uwzględnieniem przedwzmacniacza, preskalera i prostego przełącznika zakresów/trybów) wygląda następująco (i jest to jedynie propozycja połączenia wszystkiego w kompletną całość):

 

kompletny schemat blokowy (propozycja)

Przełącznik w pozycji "1" to czyste poziomy TTL (ma być prostokąt na wejściu, można mierzyć do 9.99999 MHz). Pozycja "2" to najbardziej zalecane typowe ustawienie (także do 10 MHz, a dokładniej do 9.99999 MHz). W ustawieniu 2 można nawet mierzyć głośniej brzmiące częstotliwości akustyczne (= dźwięki), o ile na wejściu przedwzmacniacza (= RF IN) podłączymy membranę/blaszkę piezo i przytkniemy/zbliżymy ją do głośniczka (np. telefonu komórkowego) odtwarzającego (na dość wysokiej głośności) np. ton 1 kHz (np. z gotowego pliku MP3). Używając takiego "patentu" można nawet pokusić się o skalibrowanie f-miarki, np. z wykorzystaniem tonu 6 kHz (o ile będzie to potrzebne). Ba, można nawet przytknąć taką membrankę do głośnika telewizora, kiedy to bardzo późną nocą, np. na TVP1, czasem nadawany jest obraz kontrolny wraz z towarzyszącym mu tonem 1 kHz.

taką membranką piezo (użytą jako mikrofon) można wychwycić
nawet częstotliwości akustyczne (np. 1 kHz, 2 kHz, 6 kHz)

 

Pozycja 3 jest dla ludzi mierzących powyżej 10 MHz (nawet do 45 MHz), ale proszę pamiętać, że wyświetlacz pokaże nam wynik podzielony przez 10 (no i o tym, że minimalną częstotliwością dającą się zmierzyć będzie jakieś 100 kHz).

Moje drobne (nieobowiązkowe) modyfikacje, które nie są zaznaczone na powyższych schematach: wejście f-miarki (= bazowej) można też zmostkować opornikiem 100 kΩ (opornik 270 Ω nie będzie wtedy obowiązkowy). Dla pewności można również dodać (alternatywne) zabezpieczenie diodowe (na pinie wejściowym mikrokontrolera, czyli na nodze numer 9), czyli dwie diody w szeregu, punkt spotkania obu diod do pinu 9, a z pinu 9 opornik 10 kΩ jako wejście f-miarki, katoda „górnej” diody do +5V, anoda „dolnej diody” do masy. Można też dać opornik 10 kΩ między nogą nr 1 mikrokontrolera a plusem zasilania.

F-miarka niniejsza może być również użyta jako cyfrowa skala częstotliwości do jakiegoś typowego "nieheterodynowego" nadajnika (np. krótkofalowego) lub odbiornika homodynowego/synchrodynowego, o ile „skrzywimy” jej odczyt (np. dla SSB) o jakieś +/- 1.5 kHz ---> można zamiast jednego z kondensatorów „przykwarcowych” w układzie podstawowym dać trymerek np. 30 pF i sobie ustawić żądany „lekki offsecik”. Tą samą metodą możemy również dokonywać kalibracji f-miarki (o ile zajdzie taka potrzeba). Prawdziwego pełnego offsetu dla typowych superheterodyn, tzn. +/- 455 kHz czy +/- 10.7 MHz tutu NIE OSIĄGNIEMY (musielibyśmy znać się na asemblerze i dokonać zmian w kodzie źródłowym, a potem skompilować go ponownie do postaci pliku/wsadu HEX ---> proszę się kontaktować z autorem softu ze strony danyk.cz, bo ja osobiście jestem ciągle na to jeszcze za głupi, bo asemblera bardzo słabo ogarniam mózgiem, niestety). Kod źródłowy programu można pobrać stąd (lub mirror), a rekompilacji można dokonać przy pomocy narzędzia AVR Studio/Atmel Studio lub nawet super-hiper-ultralekkiego wavrasm, przy czym to ostatnie nie pójdzie na współczesnym windziarstwie (musi być choćby XP, linuksowe Wine lub po prostu sięgniemy po wirtualizację).

W moim przypadku koszt wykonania całości nie przekroczył kilkudziesięciu złotych, bo części zamawiałem w "dawniejszych lepszych czasach", tzn. kiedy przesyłki z Chin były naprawdę darmowe, listonosz normalnie wrzucał wszystko do skrzynki (w postaci listów zwykłych/nierejestrowanych), nie było problemów celnych, a same elementy były wyraźnie tańsze.

Dokładność f-miarki zależy przede wszystkim od jakości użytego kwarcu (wykorzystałem zwykły fundamentalny w obudowie niskiej — "skośnooki", ale naprawdę znakomity/stabilny) oraz, w nieco mniejszym stopniu, od użytych kondensatorów "przykwarcowych" (a głównie od ich stabilności termicznej oraz identyczności). Mój przyrządzik nie wymagał kalibracji, bo dokładność pomiarowa dorównuje nawet niejednemu przyrządowi fabrycznemu. 

Obie płytki tworzące moją f-miarkę mają dobudowane własne układy zasilające w postaci stabilizatorów 78L05 z dodatkowymi zabezpieczeniami przed odwrotnym podpięciem biegunów zasilania (= każdorazowo dioda 1N4007 wpięta szeregowo). Stabilizatory produkują wymagane napięcie 5 V i dostarczają je do układów. Karmię to wszystko napięciem 12 V (można już od 7.5 V*) z własnego wyrobu zasilaczyka. Pobór prądu nie jest wysoki (maksymalnie kilkadziesiąt miliamperów).

* jeśli mamy diodę zabezpieczającą przed odwrotnym podłączeniem biegunów zasilania, to oczywiście od 8.2 V (a nie od 7.5 V), bo spadek napięcia na diodzie dochodzi do 0.7 V

Zachęcam do wykonana, ponieważ można się wiele nauczyć. Sugeruję, aby w pierwszej kolejności zapoznawać się z materiałami źródłowymi na stronie autora projektu (= tego Czecha) oraz wczytać się w elektrodowy wątek "pawola", a dopiero ewentualnie później kierować się moimi niniejszymi wypocinami.

Powodzenia!

(Marcin Perliński)

 

niniejszy blogowpis jako plik PDF

 

Jak szybko odróżnić kolektor od emitera w tranzystorze bipolarnym, czyli "zwykłym"

Można zajrzeć internetowo do noty aplikacyjnej danego tranzystora, czyli "dejtaszita" (lub "zaluknąć" do katalogu drukowanego, o ile ktoś jeszcze coś takiego posiada).

Niektóre mierniki uniwersalne mają funkcję testowania tranzystorów (zazwyczaj mierzony i pokazywany jest współczynnik wzmocnienia prądowego dla danego tranzystora, tzw. "beta", czyli hFE), ale jeśli tranzystor jest "z wylutu", to ma za krótkie nogi, aby wygodnie skorzystać z gniazd probierczych.

A najłatwiej sprawdzić to omomierzem (np. w zakresie 2k) lub akustycznym próbnikiem uniwersalnym (do wykonania na dwóch tranzystorach, oporku i kondziorku). Omomierz pokaże nieznacznie mniejszy opór na złączu B-C (a akustyczny próbnik uniwersalny wyda z siebie wyraźnie odróżnialny nieco wyższy ton/pisk).

odróżnianie kolektora od emitera

zapasowy mirror z możliwością znacznego powiększenia

Działa zawsze, nawet w przypadku nieco bardziej "kapryśnych" tranzystorów (bardzo) wielkiej częstotliwości.

Aha, gdyby ktoś nie wiedział, jak ogólnie sprawdzić tranzystor czy znaleźć także i bazę, to odsyłam do mojego wcześniejszego blogowpisu (opisana tam procedura może być wykonana również omomierzem, bo tranzystor jako ogólny koncepcyjny obiekt testowy zawsze można potraktować jako "dwie diody").  

 

Polecam!

(Marcin Perliński)

Transformatorówka LT4 po poprawkach zaśmignie zawsze znacznie lepiej (propozycja naprawy i modyfikacji)

Po wyjęciu z pudełka nie działało. Zesunął się włącznik. Rozkręciłem (są trzy śrubki) i na takie dwa pionowe plastikowe słupki-prowadniczki dałem niewielką ilość "Butaprenu", nasunąłem na to ponownie włącznik, obciążyłem na noc i rano skręciłem. 

poprawione "Butaprenem"
mocowanie mikroprzełącznika

Fabryczne mocowanie grota od razu przerobiłem na zasadzie przewiercenia wiertłem Ø 3.5 mm od dołu na wylot. Od góry dałem dwa odpowiednio dobrane rozmiarowo blachowkręty. Grot wykonałem ze stosownie dłuższego drutu miedzianego Ø 1.5 mm — zrobiłem takie pętelki-podwijki, podłożyłem to pod łby blachowkrętów i dociągnąłem. Grzeje teraz (= prawidłowo dymi grotem) już w trzeciej sekundzie od momentu naciśnięcia spustu i już się jej nie odechciewa grzania po kilku użyciach. 

 

przed przeróbką, czyli teoretycznie genialny koncept konstrukcyjny,
który niestety praktycznie się nie sprawdza

po przeróbce "blachowkrętowej" i z "podwijkami"
(lepszy kontakt elektryczny)

Fajna dobra sprawna poręczna polska lutownica. Moc jest znamionowa (65 W) — zmierzyłem i faktycznie tyle oddaje (a po moich przeróbkach mocowania grota nawet znacznie wyżej).

Transformator i kabel na pewno polskie (bo można to jednoznacznie zidentyfikować). Dostałem obudowę w kolorze czerwonym. Waży 0.65 kg (nie 0.8 kg jak podawał jeden ze sprzedawców).

Można toto polecić tylko osobom, które od razu zrobią sobie przeróbkę mocowania grota i poprawią/unieruchomią osadzenie przełącznika, bo prędzej czy później na pewno się zesunie.

Otrzymałem egzemplarz lutownicy wyprodukowany w roku 2019. Wysięgnik ma 5 cm, żarówka bagnetowa w fachowej oprawce (nie powinna się nigdy spalić, bo zasilana napięciem ciut niższym niż nominalne 12 V).

Na kablu jest fachowa odgiętka (przewód elegancki mięciutki i giętki z "Kabeltechu", 165 cm, więc nie najgorzej).

Producent dołącza trzy groty.

Po wykonaniu poprawek została moją ulubioną lutownicą (wzięcie tego do ręki i popracowanie rekompensuje wszystkie wcześniejsze "przygody").

Może ktoś taką posiada i będzie sobie chciał udoskonalić.

ZALETY: dość duża moc, stosunkowo niewielkie gabaryty, lekka, poręczna, pewna, sprawna, wygodna, natychmiastowo grzeje, nieco wolniej przepala groty (w porównaniu z innymi lutownicami transformatorowymi), instrukcja obsługi zawiera bardzo ciekawą poradę dotyczącą obcierania/czyszczenia grota kawałkiem filcu w celu przedłużenia jego żywotności

WADY: wymaga poprawek/przeróbek po wyjęciu z pudełka

Jeśli szukasz ultymatywnie dobrej i naprawdę solidnej mocnej lutownicy transformatorowej, to przeczytaj totoż.

(Marcin Perliński)

O tym jak „zwykłe chamy” natężenie/moc prądu przemiennego (AC) zwykłym, tanim, dziadowskim, tandetnym, badziewnym multimetrem zmierzyć próbowały i nawet w końcu się udało

 Powiodło się dopiero za trzecim razem ...

Wskazówki bezpieczeństwa!

Uwaga na wysokie napięcie! Możliwość natychmiastowej utraty życia lub trwałych ubytków na zdrowiu. Możliwość wywołania pożaru! Działaj zawsze w towarzystwie drugiej osoby, która może Ci udzielić ewentualnej pierwszej pomocy (a przede wszystkim odłączyć zasilanie). Skonsultuj swoje postępowanie z elektrykiem z uprawnieniami lub choćby z nauczycielem fizyki w szkole! Wszystko robisz na własne ryzyko! Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości czy obawy, to po prostu nie rób! Kup tani fabryczny watomierz lub lepszy multimetr (za np. 50 ... 100 zł) z wbudowaną funkcją pomiaru prądu/natężenia AC. Życie masz tylko jedno! Koncept nie nadaje się do wykorzystania przez dzieci i młodzież! Przed wykonywaniem bardzo niebezpiecznych pomiarów/eksperymentów warto się przeżegnać (osobiście zawsze tak czynię, bo z Panem Bogiem, czyli „we dwójkę”, zawsze raźniej).

Tani multimetr za kilkanaście/kilkadziesiąt złotych zazwyczaj nie potrafi mierzyć natężenia prądu przemiennego AC (mierzy tylko „amperaż” dla prądu stałego DC).

Najpierw próbowałem z szeregową diodą i amperomierzem DC, ale sprawdza się to tylko dla typowych obciążeń omowych/oporowych, które są w stanie nadal działać (= świecić/grzać) przy obniżonej o połowę mocy i przy wyprostowaniu jednopołówkowym (zwykłe żarówki, halogenówki, grzałki, lutownice oporowe itp.) ---> za diodą mamy natężenie o połowę mniejsze niż przed diodą, czyli odczyt z amperomierza mnożymy przez dwa i gotowe. Pomiar jest nawet akceptowalnie dokładny.

Potem wypróbowałem typowo podręcznikowo-szkolnie koncepcje metrologiczne badając spadek napięcia na precyzyjnym rezystorze 0.22 Ω / 2 W, ale że zakres taniego multimetru przy ustawieniu 500 VAC (HV!!!) obejmuje tylko trzy segmenty/cyfry wyświetlacza (rozdzielczość pomiarowa 1 V), więc mierzyć się da tylko z dokładnością plus/minus kilkadziesiąt wat, czyli dla interesujących mnie typowych domowych urządzeń mniejszej mocy (gdzieś tak do 200 wat) okazało się to nieporozumieniem (bo po cholerę kupować multimetr z wyższej półki, np. marki „Brymen”, np. za 400 ... 500 złotych, który ma na wyświetlaczu 5 czy 6 cyferek oraz funkcję uśrednienia wahań sieciowych (RMS/AVG), skoro ten droższy przyrząd tak czy siak mierzyłby również prąd AC, więc po cóż byłoby się męczyć z opornikiem).

Dopiero trzecie podejście z małym złomowym (nominalnie/znamionowo najprawdopodobniej dziewięciowoltowym) trafkiem sieciowym (pierwotne 408 Ω <---> wtórne 2.2 Ω, czyli 230...240 V <---> 13.3V bez obciążenia), zastosowanym jako szeregowo wpięty czwórnik/przekładnik (wtórne 2.2 Ω w szeregu zasilającym urządzenie mierzone, a na pierwotnym 408 Ω sprawdzamy napięcie używając zakresu 500 VAC HV!!!) okazało się pełnym sukcesem, bo przetestowałem różne sieciowe urządzenia domowe i odczyty/przeliczenia nawet względnie dokładnie pokryły się z tym, co producenci umieścili na tabliczkach znamionowych swoich wyrobów (a wiadomo przecież, że nie zawsze podają ścisłą prawdę). 

 

 zapasowy mirrorek z możliwością znacznego powiększenia

 

zapasowy mirrorek z możliwością znacznego powiększenia

 

Zwykły tani multimetr z marketu za 20 złotych, małe trafko sieciowe z elektrośmieci (na oko szacunkowo około 6 ... 8 VA) i odrobina rozumu, tudzież (stosownej grubości/jakości/wielkości) kabelki, krokodylki/szczęki/oprawki, pewne stanowisko pracy, łeb na karku, a także PRZEDE WSZYSTKIM dużo ostrożności. Tylko tyle! Polecam! Mimo wszystko zalecam pracę w (najlepiej specjalistycznych) rękawicach elektroizolacyjnych – zwłaszcza w bardzo niezalecanej i niebezpiecznej sytuacji, kiedy np. dotykamy kablem/krokodylkiem do dolnego „dzyndzla” żarówki (dlatego lepiej używać fachowych oprawek E27 czy E14).

Współczynnik 1.07 został wyekstrapolowany praktycznie na podstawie licznych pomiarów próbnych, ale jeśli ktoś chce, to może zawsze go sobie wyliczyć z faktycznej przekładni naszego transformatorka. Nie należy mierzyć mocy większych niż 100 wat, a jeśli ktoś już to robi, to robi to na własne ryzyko, bo tanie multimetry mają słabo kontaktujące kable, gniazda czy złącza. Nie należy również stosować transformatorów o większych gabarytach niż podałem, bo w wielgachnym trafie o bydlęcych rozmiarach rdzeń jest potężny, więc indukuje i magazynuje znaczący impuls ferromagnetyczny, który w pierwszej kolejności uderza w multimetr, a potem (ewentualnie) również w mierzone urządzenie, więc byłoby głupio zniszczyć multimetr lub, co gorsze, np. jakiś drogi sprzęt RTV. Zalecam więc stosowanie najtańszego chłamu multimetrowego oraz posługiwanie się malutkimi transformatorkami (nawet taki 4 VA wystarczy). Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości, to kup sobie po prostu za kilkadziesiąt złotych gniazdo sieciowe ze zintegrowanym cyfrowym miernikiem mocy (watomierzem). Nie należy również używać trafek, które na uzwojeniu wtórnym mają rezystancję większą niż 2.2 Ω. Zabronione jest również sięganie po nietypowe (obecnie) transformatory głośnikowe (np. ze starych odbiorników lampowych), bo mają o wiele za dużą przekładnię (moglibyśmy nawet „uwalić” multimetr) i są generalnie za duże gabarytowo, więc mogłyby spowodować wiele dalszych szkód w czasie „udaru ferromagnetycznego” (pojawiającego się na moment w chwili włączania prądu). Pamiętaj, że multimetrem trzeba się umieć posługiwać, aby go nie zniszczyć czy nie „spalić” znajdującego się wewnątrz bezpiecznika. W czasie „płynięcia prądu” i odczytywania pomiaru z wyświetlacza nie wolno kręcić kółkiem wyboru zakresu!!! Pomiar napięcia wykonujemy podłączając się równolegle!!! 

 

Życzę miłych i pożytecznych pomiarów!

(Marcin Perliński)

 

niniejszy artykuł jako PDF

 

AKTUALIZACJA (07-10-2022) ---> na pożyczonym od znajomego niedrogim mierniku EMOS MD-220 (wspierającym pomiar prądu AC do 10 amperów) przeprowadziłem próby kontrolne i okazało się, że moja "partyzancka" metoda transformatorkowa/przekładnikowa jest prawidłowa, skuteczna, miarodajna i wiarygodna, czyli że można polecić i zalecić.

Doczytaj jeszcze KONIECZNIE toto oto coś takie!!!

Ważna uwaga dodatkowa!!!

Woltomierz podłączaj zawsze po chwili, tzn. pozwól, aby ewentualna szczytowa szpilka prądowa/napięciowa zdążyła się rozejść w uzwojeniach oraz rdzeniu transformatora. Najpierw włączamy więc mierzone obciążenie, pozwalamy mu działać przez 2 ... 3 sekundy, a dopiero po tym dokonujemy pomiaru woltomierzem (= multimetrem). Najlepiej, jeśli nasz multimetr posiada specjalny fizyczny mechaniczny przycisk włączający obieg prądu. Jeśli nasz woltomierz takiego nie posiada, to warto na kablu pomiarowym prowadzącym do multimetru taki szeregowy przelotowy wyłącznik zainstalować. Uchroni to nasz przyrząd przed uszkodzeniem. Ja sobie osobiście tak multimetr częściowo uszkodziłem, więc ostrzegam i radzę, aby podobna przygoda nie przytrafiła się Tobie.

Sonda wielkiej częstotliwości — jak zrobić, zrozumieć, skalibrować i korzystać

Sonda wielkiej częstotliwości — zwykła/jednodiodowa czy zacznie czulsza dwudiodowa/podwajaczowa — to fenomenalne i banalnie proste urządzenie wskaźnikowe/pomiarowe, podłączane do zwykłego miernika uniwersalnego (wskazówkowego/analogowego/wychyłowego lub cyfrowego, czyli po prostu do woltomierza prądu stałego DC), ułatwiające życie wszelkiej maści "radiowariatom", "radiolutowaczom", radioamatorom, krótkofalowcom, piratom oraz tym bardziej „zwykłym“ elektronikom. 

 

Przykład sondy wpakowanej do aluminiowej fioleczki.
Jej zewnętrzna warstwa jest eloksowana fabrycznie, więc nie przewodzi „zwykłego” prądu stałego, czyli branie do łapy czy dotykanie paluchami nie wpływa na działanie sondy.

Sondą wielkiej częstotliwości można wskazać/zmierzyć przybliżony lub dokładny poziom napięcia (przemiennego) wielkiej częstotliwości (np. skutecznego/RMS, szczytowego Vp/Um lub międzyszczytowego/peak—peak) w zakresie od dziesiątek miliwoltów (z nieco mniejszą dokładnością) do nawet kilkudziesięciu woltów (z całkiem miarodajnym/dokładnym wynikiem) oraz o częstotliwościach do kilkudziesięciu (rzadziej kilkuset) megaherców (MHz). Napięcie wielkiej częstotliwości to jest coś, co elektrycznie/elektromagnetycznie oscyluje/drga z częstotliwością ponadakustyczną (lub wyższą), czyli zazwyczaj powyżej około kilkunastu czy 20 kHz, a zetknąć się z tym czymś możemy na zaciskach antenowych nadajników, wyjściach generatorów wielkiej częstotliwości/heterodyn (VFO, VXO, VCO, BFO itp.) oraz wszelkiej maści przetwornic napięcia, wibratorów (także ultradźwiękowych). Możliwy jest nawet pomiar wartości napięcia przemiennego dla oscylacji akustycznych (czyli zazwyczaj „grubo” poniżej około 20 kHz). Parametry sondy zależą od jej konstrukcji (jednodiodowa/dwudiodowa), precyzji wykonania (im krótsze połączenia między elementami oraz skuteczniejsze ekranowanie układu, tym lepiej) oraz przede wszystkim od typu użytych diodek (zwykłe „krzemówki“ umożliwią pomiary znacznie wyższych napięć/mocy, ale ograniczą częstotliwość maksymalną i są, podobno, bardziej nieliniowe, podczas gdy superszybkie diody Schottky przeniosą nas nawet w świat VHF/UHF (= setki MHz), a stare dobre „germanówki” będą idealnym kompromisem zapewniającym rozsądną czułość oraz względnie pojętą częściową przewidywalność/pseudoliniowość w pasmach KF/HF, wzgl. ciut wyżej (np. nawet do około 100 MHz).

 

źródło grafiki: circuitdigest.com

Vp (zwane również Um, czyli napięciem szczytowym) to połowa Vpp, czyli połowa napięcia międzyszczytowego (V peak-peak, czyli Vpp). Takie napięcie (= Vp) „pokazują” sondy wielkiej częstotliwości bez podwajacza, czyli jednodiodowe (określane w starszej literaturze mianem sond diodowych szczytowych lub woltomierzy szczytowych). Słowo „pokazują” umieściłem w cudzysłowie, bo to „pokazywanie” (w sensie „jako takiej” liniowości) odbywa się tylko na pewnym odcinku mierzonego zakresu. Sonda jednodiodowa, jak każda sonda wysokiej częstotliwości, wymaga dokładnej kalibracji (najlepiej w postaci stosownego nomogramu/wykresu cechowanego wielopunktowo).

Vpp, czyli napięcie międzyszczytowe (peak-peak) jest podwojeniem Vp (czyli Um razy dwa). Vpp zazwyczaj daje się zmierzyć (i zobrazować) oscyloskopem czy jakże modnym ostatnio analizatorem wektorowym (tzw. „antenowym”). Sondy wielkiej częstotliwości z podwajaczem napięcia, czyli dwudiodowe, „pokazują” właśnie Vpp. Słowo „pokazują” umieściłem w cudzysłowie, bo to „pokazywanie” (w sensie „jako takiej” liniowości) odbywa się tylko na pewnym odcinku mierzonego zakresu. Sonda podwajaczowa, jak każda sonda wysokiej częstotliwości, wymaga dokładnej kalibracji (najlepiej w postaci stosownego nomogramu/wykresu cechowanego wielopunktowo).

Vrms (zwane również napięciem skutecznym Vsk) to połowa z pierwiastka kwadratowego z dwóch (czyli około 0.707) „wyciągnięta” z Vp (czyli z połowy Vpp). Każda sonda wielkiej częstotliwości (czyli jednodiodowa lub dwudiodowa) może zostać wycechowana dla napięcia skutecznego, jednak osobiście sugeruję przeliczanie sobie Vpp na Vrms (wzgl. Vp na Vrms) przy pomocy odpowiednich wzorów lub, co znacznie lepsze, wykonanie odrębnego nomogramu czy tabeli. Po co to czynić? Ano po to, aby w razie konieczności móc szybko sobie przeliczyć odpowiednie wartości, ponieważ część danych katalogowych, specyfikacji technicznych, książek, czasopism podaje wartość napięcia wielkiej częstotliwości właśnie jako Vrms (= Vsk). Ba, istnieją nawet specjalistyczne fabryczne przyrządy pomiarowe wyskalowane właśnie w „woltach skutecznych”.

Sonda wielkiej częstotliwości „konwertuje“ więc (przemienne/szybkozmienne) napięcie wielkiej częstotliwości, które „pobiera“ galwanicznie/fizycznie, tzn. przez mechaniczne przytknięcie igły do badanego metalicznego/przewodzącego punktu układu aktualnie mierzonego, na to bardziej „ludzkie“ i „normalne“, czyli stałe, czyli DC, czyli takie, jakie bez problemu możemy „zmierzyć“ zwykłym tanim cyfrowym multimetrem dostępnym w większości marketów już za kilkadziesiąt złotych polskich (PLN). Jak pewnie wielu zauważyło słowo „zmierzyć“ umieściłem w cudzysłowie, bo sondy wielkiej częstotliwości przekazują miernikowi uniwersalnemu wartości w układzie mocno nieliniowym, tzn. że „pobrany igłą“ jeden wolt np. peak—peak wcale nie musi odpowiadać jednemu woltowi DC (= na multimetrze), bo mogą to być na przykład aż dwa wolty DC, a trzy wolty peak—peak „na igle“ mogą zostać przez multimetr odczytane jako aż pięć woltów DC.

Częściowa liniowość/nieliniowość może być różna dla różnych zakresów/poziomów napięć i zależy od kilku czynników, np. od typu użytych diodek (im bardziej specjalistyczne, tym szerszy zakres „jako takiej” liniowości w pewnych, raczej dość wąskich, zakresach) oraz od oporności wejściowej naszego miernika uniwersalnego (zasadniczo wiele megaomów dla współczesnych multimetrów cyfrowych będzie lepsze od dziesiątek kiloomów typowych dla starszych analogowych mierników „wskazówkowych“ typu Lavo 21 czy UM-200). Sondę wielkiej częstotliwości najpierw się więc "robi" i korzysta się z niej od razu jako z orientacyjnego przyrządu wskaźnikowego (wystarczającego np. do zestrojenia nadajnika zdalnego sterowania 27 MHz lub radiopierdziawki/pluskwy UKF OIRT/CCIR na rzeczywiste maksimum sygnału podstawowego, łatwo odróżnialne, właśnie dzięki sondzie, od nieprawdziwych „fałszywych“ słabszych wyższych częstotliwości lustrzanych/pasożytniczych/harmonicznych) lub idzie się krok dalej dokonując kalibracji takiej sondy przy pomocy jakiegoś źródła sygnału wielkiej częstotliwości (np. generatora VFO, VXO itp.) o znanym poziomie napięcia wyjściowego na zasadzie wykonania nomogramu skalibrowanego wielopunktowo (im więcej punktów kalibracyjnych, tym lepszy i dokładniejszy będzie nasz przyrząd pomiarowy, a liczne punkty kalibracyjne możemy "uzyskać" podpinając np. różne rezystorowe dzielniki napięcia o stopniu pomniejszenia np. 1:2, 1:4, 1:10, 1:50, 1:100 itp.). Mając (jako tako skalibrowaną) sondę wielkiej częstotliwości możemy więc dość dokładnie zmierzyć nie tylko wartość napięcia „radiowego“ (np. jako skuteczne/RMS, szczytowe czy peak—peak), ale także sprawdzać działanie najróżnorodniejszej aparatury radiowej (np. generatorów, wzmacniaczy, filtrów, sprzęgaczy, nadajników, odbiorników, transwerterów, konwerterów itd.), mierzyć moc wyjściową nadajnika (zazwyczaj na sztucznym obciążeniu w postaci standardowego opornika bezindukcyjnego/niedrutowego/węglowego/mokrego o wartości 50 omów), określać pojemność nieznanego kondensatora (przy pomocy dołączanego kilkusetkilohercowego generatora pomocniczego i zazwyczaj w zakresie od pojedynczych pikofaradów do kilku nanofaradów), a nawet stroić anteny „na najniższy możliwy SWR“ poprzez bardzo nietypowe i mało znane wykorzystanie sondy jako wskaźnika intensywności pola RF (masy sondy oraz nadajnika/anteny łączymy ze sobą, a igła pomiarowa nie dotyka fizycznie anteny, bo znajduje się np. w — raczej bardzo pobliskim — polu działania emitowanej wiązki elektromagnetycznej, jaką nasza antena wypluwa w eter).

Schemat typowej, bardzo w Polsce popularnej „ziomalskiej”, „samorobnej” (= DIY) i całkiem niezłej (podwajaczowej, czyli czulszej) sondy wielkiej częstotliwości przedstawia poniższy rysuneczek:

 

źródło: EdW 3/96, opracowanie: Andrzej Janeczek (SP5AHT), dopiski na dole moje

 

Sonda taka (z diodami germanowymi serii AAP152) pozwala mierzyć napięcia skuteczne do 10 woltów (Vsk = Vrms), czyli do (prawie) około 30 woltów peak—peak (Vpp), co oznacza że korzystając ze standardowego sztucznego obciążenia w postaci opornika bezindukcyjnego 50 Ω będziemy w stanie mierzyć moc nadajnika radiowego do wartości 2 W (PEP). Jeśli zapragniemy mierzyć większe moce (= napięcia), to trzeba będzie między mierzonym punktem a igłą sondy podpiąć klasyczny rezystorowy dzielnik napięcia, zmniejszający jego wartość np. dziesięciokrotnie, co w przybliżeniu łatwo osiągnąć przy pomocy dwóch oporników, „górnego” o wartości 1 kilooma, a „dolnego” o wartości 100 omów (fachowcy pewnie chcieliby „zapiąć” tamże profesjonalny tłumik sygnału lub sprzęgacz z tłumikiem, ale nie dajmy się do końca zwariować „aptekarskością”).

Częstotliwość graniczna dla diodek AAP152 to zazwyczaj 90 MHz (ale i przy 100 MHz, wzgl. bardzo nieznacznie powyżej, osiągniemy także nadal miarodajne odczyty). Budując swoją sondę można oczywiście sięgnąć po bardziej „odporne napięciowo” germanówki typu DOG-58 (pomiary do 70 Vsk, zakres KF) czy jeszcze bardziej wysokoczęstotliwościowe (niektóre nawet do wielu setek MHz) diody typu Schottky (np. BAT41 czy BAT46, obie także do 70 Vsk) i wtedy będziemy mogli mierzyć (bez „zapinania” dzielnika rezystorowego) napięcia/moce nawet kilkukrotnie wyższe (oczywiście w zależności od typu użytej diody). Nadmieniam również, że zwykła tania pospolita „niespecjalistyczna” krzemowa impulsówka 1N4148 spisuje się w takich układach zadziwiająco dzielnie (również do prawie 100 MHz i również do 70 Vsk).

Jeśli zamierzasz swoją sondą mierzyć wyższe napięcia i moce, to zastosuj również odpowiednie kondensatory (czyli takie o wyższej odporności napięciowej na przebicia, np. stuwoltowe zamiast dość standardowych „ceramików” pięćdziesięciowoltowych lub jeszcze lepsze na jeszcze wyższe napięcie).

opracowanie: Zbigniew Faust „Konstruowanie i montaż układów radioamatorskich” (1972)

źródło: „Poradnik radioamatora”, tom pierwszy, praca zbiorowa (1984)

Po podłączeniu naszej sondy do jakiegoś generatora wielkiej częstotliwości (np. do VFO w naszej „samorobnej” homodynie KF/HF czy nawet do heterodyny w klasycznym fabrycznym odbiorniku radiowym) potencjometr wstępnej kalibracji należy ustawić na najwyższą wartość, czyli na maksimum napięcia DC na wyjściu sondy. Robimy tak tylko, jeśli nie znamy rzeczywistej wartości napięcia wielkiej częstotliwości. Jeśli je znamy, czyli np. wiemy, że nasz generator wypluwa przykładowo 500 mV peak-peak, to tak kręcimy potencjometrem, aby miernik uniwersalny pokazał właśnie 500 mV (czyli 0.5 V). Sonda powinna być zaekranowana, czyli umieszczona w jakiejś metalowej obudowie, przy czym obudowę tę łączymy galwanicznie (np. poprzez „śrubunek” czy lutowanie) z masą sondy. Kabelek prowadzący do sondy powinien być, przynajmniej na większości swojej długości, przewodem ekranowanym. Jako igły pomiarowej możemy użyć dowolnego szpiczastego kawałka sztywnego hartowanego drutu/pręcika (osobiście korzystam z igły do robienia zastrzyków, której ostry i niebezpieczny koniec zeszlifowałem, aby się przypadkowo nie zakłuć/nie zranić).

Osoby chcące zbudować nieco mniej czułą sondę jednodiodową korzystają z czegoś oto takiego:

 

źródło: mój kajecik, a odrysowane z pewnej stronki „republikowej”, która już nie istnieje

Kalibracja sondy (niezależnie od jej typu) to podłączenie jej do źródła sygnału wielkiej częstotliwości o znanym, stabilnym i powtarzalnym napięciu wyjściowym, np. do VFO zgodnego z „Bartkiem Zero” (Andrzej Janeczek, MT 2/1992) czy do próbnika kwarców Pana Bartkowiaka (PE 11/1996), które to oba produkują na wyjściu napięcia w.cz. o znanej wartości.

Oto przykładowe VFO (3.5 ... 3.8 MHz) z przewidywalnymi (= podanymi przez autora układu) napięciami w.cz. na wyjściach (tu akurat 50 mVpp oraz 500 mVpp):

 

źródło: „Młody Technik” 2/1992 (autor: Andrzej Janeczek SP5AHT)

A tutu próbnik kwarców, który przy „podpięciu” fundamentalnego rezonatora 48 MHz produkuje napięcie w.cz. 700 mVpp (przy fundamentalnym współczesnym chińskim „niskim” kwarcu 27.145 MHz będzie około 650 mVpp):

 

 

źródło: „Praktyczny Elektronik” 11/1996 (autor: Maciej Bartkowiak)

Mając już pierwszy punkt kalibracyjny przy pomocy rezystorowych dzielników napięcia będziemy w stanie wyznaczyć pozostałe (niższe) i sporządzić tabelę, wykres czy nomogram (lub przynajmniej jego część adekwatną do nieco niższych napięć wielkiej częstotliwości). Trochę większy problem jest z punktami o wyższym napięciu, ale na szczęście dla sond o znanej konstrukcji i bazujących na konkretnie nazwanych typach diod i przy stosowaniu ściśle określonego woltomierza/multimetru o znanej oporności wejściowej autorzy opracowali gotowe stosowne nomogramy (np. „Młody Technik 7/1991), co dla zwykłych „radiolutowaczy” jest istnym błogosławieństwem.

Osobiście zbudowałem sondę podwajaczową według koncepcji Andrzeja Janeczka SP5AHT, opisaną w czasopiśmie EdW 3/1996, identyczną konstrukcyjnie z tą przedstawioną przez tego samego autora we wspomnianym już „Młodym Techniku” 7/1991, więc sporządzenie jako tako miarodajnego nomogramu (dla mierników „wskazówkowych”) nie było zbyt dużym wyzwaniem.

opracowanie: Marcin Perliński (SP6MAJ), Dzierżoniów 2017

Porady końcowe

1. Sonda wielkiej częstotliwości (nawet taka bez kalibracji wielopunktowej) jest znakomitym przyrządem/wskaźnikiem warsztatowym.
   
   

2. Przy pomocy sondy stwierdzamy, czy układ (np. generator w.cz.) pracuje poprawnie lub czy i jak wzmacniacz w.cz. wzmacnia sygnał, bo wystarczy zmierzyć (nawet szacunkową) wartość napięcia w.cz. na jego wejściu i wyjściu (i przy okazji stwierdzić, czy np. tranzystor w nim pracujący jest czy nie jest tzw. podróbą/malowanką).
   
   

3. Sonda pozwala na precyzyjne zestrojenie nadajnika radiowego na maksimum sygnału.
   
   

4. Sonda w.cz. może być wykorzystana jako FSM (miernik natężenia pola), co przy odrobinie sprytu może posłużyć nawet „niemal bezkontaktowo” do zestrojenia anteny na maksimum sygnału, czyli zazwyczaj na najmniejszy możliwy (= najniższy) współczynnik fali stojącej SWR.
   
   

5. Przy pomocy sondy możemy mierzyć pojemności kondensatorów od pojedynczych pikofaradów do nawet kilku nanofaradów. Przykładowo osobiście korzystam z generatora w.cz. na 74HCT00, kondziorku 5 pF i rezystorze 100 kiloomów, który przy zasilaniu 5 V dostarcza sygnału w.cz. 590 kHz o napięciu 3 Vpp, który to sygnał podłączam do jednej nóżki badanego kondensatora, a na drugiej nóżce mierzę sondą i określam (na podstawie sporządzonego wcześniej nomogramu) pojemność. Umożliwia mi to wykonywanie pomiarów pojemności w zakresie od 1 pF do 1.5 nF.

schemat ekstremalnie uproszczonego
generatora w.cz. 590 kHz ...

... oraz praktyczna „januszowska” realizacja „na pająka”

 pomiar (mniejszych pojemności) przy pomocy generatora w.cz oraz sondy w.cz.

I na koniec gotowy przykładowy nomogram w układzie tabelarycznym:

pobierz niniejszy artykuł jako PDF

Tabelka w.cz. ULTIMA (np. do sondy wielkiej częstotliwości, oscyla itp.).pdf

NIEZBĘDNE WZORY PRZELICZENIOWE

POMIAR MOCY NADAJNIKA

Życzę wszystkim udanych pomiarów!

(Marcin Perliński)