Maturalni radovi‎ > ‎

Alarmni sustav zaštite od provale

Srednja strukovna škola Velika Gorica
ELABORAT ZAVRŠNOG RADA

Alarmni sustav zaštite od provale

Skolska godina 2002/2003.
Kandidat: Marijo Čale
Mentor: Veljko Skočilić dipl. ing.

 

SADRŽAJ:


1.0 UVOD..................................................................................................     1
2.0 TEORETSKI DIO.................................................................................     2
2.1 Otpornici..............................................................................................     5
2.2 Kondenzatori.......................................................................................     7
2.3 Tranzistori...........................................................................................     8
2.4 Diode..................................................................................................     9
2.5 Opis integriranog sklopa CD4093B....................................................     10
2.6 Schmittov okidni sklop........................................................................     12
2.7 Monostabilni multivibrator...................................................................     13
2.8 Vremenski sklop 555..........................................................................     14
2.9 Operaciono poja_alo..........................................................................     16
3.0 TEHNI_KO-TEHNOLO_KI DIO........................................................     18
3.1 Elektri_na shema sklopa....................................................................     18
3.2 Monta_na shema................................................................................     19
3.3 Izgled ure_aja.....................................................................................     20
4.0 TEHNOLOGIJA I IZRADA SKLOPA...................................................     21
4.1 Izrada tiskane plo_ice.........................................................................     21
4.2 Lemljenje............................................................................................     22
5.0 SPECIFIKACIJA MATERIJALA..........................................................     24
6.0 ZAKLJU_AK.......................................................................................     25
7.0 POPIS LITERATURE.........................................................................     26


1.0 UVOD

Ovaj pouzdani alarm koji se jednostavno montira mo_e nas za_tititi od kra_e skupocjenog automobila ili sadr_aja u njemu. Alarm reagira na iznenadne padove napona npr. Uklju_enjem unutra_njeg osvjetljenja i osvjetljenja prtlja_nika.
Da bi se osiguralo dobro djelovanje alarma ugra_en je jedan par kontrolnih pokaziva_a, kao: Treptaju_i LED kao pokaziva_ da je namje_teno vrijeme izlaza isteklo i da je alarm oslobo_en. Ako je LED tako montiran da je vidljiv i izvana onda slu_i da zapla_i potencijalnog provalnika.
– Pred alarm (ugra_eno zujalo) za podsje_anje da je alarm oslobo_en, kako ga se ne bi zaboravilo isklju_iti. Vrijeme pred alarm mo_e se tako_er namjestiti.
– Alarm se mo_e jednostavno uklju_iti i isklju_iti, ili automatski ili preko kontaktne brave ili preko daljinskog upravlja_a. Alarm je opremljen s relejnim izlazom koji stalno ili isprekidano (namjestiv) mo_e navoditi trubu ili sirenu.
– Jednom kada je alarm pokrenut on automatski prestaje raditi nakon 60 sekundi (zakonski propis), nakon _ega je automatski i odmah potom oslobo_en


2.O TEORETSKI DIO

Slika 2-1: Elektricna shema alarma


Tehni_ki podaci
– Reagira na pad napona baterije
– Ulazno odugovla_enje: 2 do 30 sekundi sa zujaju_im alarmom.
– Izlatno odugovla_enje: 2 do 180 sekundi s LED pokaziva_em.
– Trajanje alarma: 60 sekundi s automatskim povratnim postavljanjem
– Relejni izlaz: 10A
– Struja mirovanja: 25mA
– Napon napajanja: 12V akumulator


Opis rada sklopa:
Kada zakrenemo klju_em tada kontaktna brava gasi motor automobila no ujedno nestaje napona na ulazu DIS tj. dovodimo “logi_ku nulu” (ozna_avamo ju sa “0”). Ta “0” dovodi se do invertora N1 koji na svojem izlazu daje “1”. Ta “1” aktivira monostabil M1 koji na svom izlazu Qpotez postavi “0” i dr_i ju od 2 do 180 sekundi (ovisno kako smo podesili potenciometar RV1 – ovisi koliko nam treba vremena da iza_emo iz auta). Ta «0» onemogu_iti _e aktiviranje monostabila M2 tj. alarm se ne_e mo_i aktivirati za to vrijeme (_ovjek izlazi iz auta) i LED dioda ne _mirka. Nakon tog vremena (potrebnog za izlazak iz auta) monostabil M1 postavlja «1» na svoj Qpotez izlaz. Ta «1» aktivira sklop za _mirkanje diode i osloba_a monostabil M2 tj. uklju_uje alarm.
Kada provalnik otvori vrata uklju_uje se unutra_nje osvjetljenje ili osvjetljenje prtlja_nika _to uzrokuje mali pad napona na akumulatoru. Taj mali pad napona uzrokuje na izlazu sklopa za detekciju pada napona javljanje «1». Ona se dovodi do monostabila M2 _to uzrokuje okidanje monostabila tj. postavljanje njegovog Q izlaza u «1». Ta «1» dovodi se na bazu tranzistora T2 koji uklju_uje zujalicu BUZ1. Ona nas upozorava da ako ne stavimo klju_ u kontaktnu bravu i zakrenemo ga da _e do_i do aktiviranja sirene za vrijeme od 2 do 30 sekundi (ovisno kako smo podesili potenciometar RV2 – tj. koliko nam treba vremena da stavimo klju_ u bravu i zakrenemo ga). Nakon tog vremena izlaz Q monostabila M2 odlazi u «0». Ta «0» gasi zujalicu i aktivira monostabil IC4 (izveden pomo_u vremenskog sklopa 555). Na izlazu OUT monostabila IC4 dobivamo «1» koja je tu prisutna 60 sekundi (po zakonu sirena ne smije biti uklju_ena du_e od 60 sekundi). Ta «1» preko invertora N3 dr_i tranzistor T3 otvorenim. Ako je tranzistor otvoren, kroz relej RY1 te_e struja tj. uklju_uje se sirena. Logi_ka «1» na izlazu OUT tako_er preko invertora N4 onemogu_uje ponovno okidanje monostabila M2. To je zbog toga da rad sirene (promjena napona na akumulatoru – posebno kod isprekidanog rada sirene) ne bi neprestano aktivirao monostabil M2 i tako bi sirena bila stalno aktivna (nakon _to je lopov napustio auto).

Opis rada sklopa koji slu_i za detekciju pada napona na akumulatoru:
U stabilnom stanju, kondenzatori C8 i C3 su nabijeni na napon akumulatora _to uzrokuje da je napon na ulazu u operacijsko poja_alo jednak nuli. Ako do_e do malog pada napona na akumulatoru, u tom trenutku javiti _e se razlika potencijala izme_u plus i minus ulaza operacijskog poja_ala tj. imati _emo ulazni napon (jedan kratki impuls – dok se ne izjedna_i napon na kondenzatorima sa naponom akumulatora) koji _e operacijsko poja_alo poja_ati dovoljno da monostabil M2 bude okinut.

Opis rada sklopa za treperenje diode:
Kada se na izlazu Qpotez javi «1», uz pretpostavku da je kondenzator C5 prazan, tada _e na izlazu NI sklopa (invertora N2) biti «1» koja _e otvoriti tranzistor T1 pa _e dioda LD1 biti spojena na masu tj. ne _e svijetliti. Ta «1» _e uzrokovati pove_anje napona na kondenzatoru C5 do razine kada _e NI sklop to shvatiti kao «1». Sada imamo na oba ulaza NI sklopa «1» _to _e na izlazu dati «0» tj. tranzistor T1 ne _e voditi pa _e svijetliti led dioda LD1, a kondenzator C5 _e se prazniti sve do trenutka kada _e to NI sklop shvatiti kao «0» - pa se proces ponavlja. Zbog svega toga LED dioda _mirka.

Sastavljanje
Treba montirati tri _i_ana mosta koji su na elektri_noj shemi ozna_eni s J.
Ako _elimo neisprekidani alarm, treba staviti kratkospojnik JC, a za isprekidani alarm JI.
Blok shema spajanja alarma sa akumulatorom, sirenom, kontaktnom bravom i LED diodom:

Slika 2-2: Blok shema spajanja alarma

Pode_avanje alarma
Prvo spojimo alarm prema blok shemi 2-2 paze_i na polaritet napajanja. Ako napajanje krivo spojimo, uni_titi _emo samo IC1, jer je ostatak spoja za_ti_en s diodom D7.
Nakon toga okre_emo potenciometar na minimum (sasvim u lijevo). Normalno bi sada trebao _mirkati LED. Ako to_ku DIS pove_emo s plus polom, trebao bi se LED ugasiti. Ako ovaj spoj sada ponovo prekinemo trebao bi nakon 2 sekunde LED ponovo po_eti _mirkati. Zakretanjem RV1 mo_emo ovo vrijeme produljiti. Ovo je vrijeme izlaza, drugim rije_ima vrijeme nakon kojeg je alarm ponovo slobodan, nakon _to je izostao napon na to_ki DIS rukovanjem kontaktne brave.
Napomena: nakon uklju_ivanja napona napajanja spoja mo_e se desiti da vremena odstupaju. To je s tim u vezi _to se spoj mora prvo podesiti.
Kada je alarm slobodan mo_e se pokrenuti tako, _to se npr. uklju_i unutarnje osvjetljenje (alarm dodu_e NE reagira na ISKLOPNO optere_enje). Prije nego li relej povu_e osloba_anje signala alarma, najprije se 2 sekunde za_uje zujaju_i ton, pa ima vremena da se isklju_i alarm. Ovo «ulazno vrijeme» mo_e se produ_iti s RV2.

Kona_ni priklju_ak
Treba pripaziti da se spojevi (blok shema 2-2) ne mogu izvana presje_i. Mo_e se montirati mala lampa ispod poklopca motora, ukoliko _elimo da se alarm uklju_i pri otvaranju poklopca motora. LED se montira na mjesto koje je vidljivo izvana. Treba spojiti kra_u priklju_nu _icu LED diode s masom (_asija), a du_u priklju_nu _icu s to_kom LD1 spoja.
Posebnu pa_nju treba posvetiti priklju_ivanju akumulatora – paziti na polaritet, te spajanju DIS spoja s plus vodom IZA kontaktne brave.


2.1 OTPORNICI

Otpornik je sastavni dio elektri_nog kruga koji predstavlja omski (aktivni, radni ili djelatni) otpor odre_ene vrijednosti, koja se promjenom elektri_nih i temperaturnih uvjeta rada mijenja samo u granicama tolerancija. Stvarna vrijednost omskog otpora R otpornika je omjer napona U i struje I koja te_e kroz otpornik pri odre_enoj temperaturi, vla_nosti i atmosferskom pritisku okoline, R = U/I. Ova vrijednost mijenja se promjenama napona i frekvencije struje.

OZNA_AVANJE OTPORNIKA
Prema veli_ini njihova temperaturnok koeficjenta, otpornici su standardima podjeljeni u klase. Standardizirane su i nominalne vrijednosti otpoa za otpornike odre_enih tolerancija. Otpornik se ozna_ava ispisivanjem nominalne vrijednosti otpora u omoma na njemu ili nano_enjem _etiriju razli_ito obojenih traka (Sl. 2-3), od kojih prve tri prikazuju vrijednost otpora, a _etvrta toleranciju. Prva boja zna_i prvu brojku, druga drugu brojku, a tre_a mno_itelj. Zna_enje boja za znamenke, decimalni mno_itelj i tolerancije prikazano je u Tablici 2-1.
Slika 2-3

Tablica 2-1



PODJELA OTPORNIKA
Otpornici se izra_uju od tri vrste materijala i prema tome se razlikuju: slojni, maseni i _i_ani otpornici (Sl.2-4). Slojni otpornici napravljeni su od tankog sloja homogenog otpornog materijala, koji je nanesen na tijelo od izolatora. Otporni materijal masenih otpornika je smjesa vodljivog materijala i izolatora, koja ujedno _ini tijelo otpornika. _i_ani otpornici izra_uju se od otporne _ice namotane na izolator. Otpornici kojima se vrijednost otpora ne mo_e pode_avati nakon proizvodnje zovu se stalni otpornici.
Za razliku od njih, promjenjivim otpornicima i potenciometrima vrijednost se mo_e pode_avati mehani_kim putem (zakretanjem osovine ili pomicanjem kliza_a), (Sl. 2-5). Posebnu vrstu _ine otpornici kojima je otpor znatno ovisan o naponu ili temperaturi. Vrijednost njihovog otpora je promjenjiva i mo_e se pode_avati, ali ne mehani_kim putem, ve_ promjenom napona ili temperature.

STALNI OTPORNICI
Slu_e vrlo _esto kao sastvni dijelovi u elektroni_kim sklopovima, a stavljaju se na ona mjesta u elektri_nom krugu gdje otporu nije potrebno mijenjati vrijednosti ni pri pode_avanju ure_aja, ni prilikom njegove proizvodnje i ispitivanja, ni u normalnom radu.

PROMJENLJIVI OTPORNICI
Otpornici u kojima se otpor mijenja mehani_kim putem mogu biti maseni ili _i_ani. U oba se slu_aja kontinuirana promjena vrijednosti otpora posti_e pomo_u pomi_nog kontakta (kliza_a) koji klizi po otporniku. Kliza_ se pomi_e ili zakretanjem osovine ili uzdu_nim pomicanjem kontakata. Na otporniku postoje tri priklju_ka: jedan za kliza_ i po jedan na svakom kraju otpornika. Kad se promjenljivi otpornik upotrebljava kao potenciometar, tj. kao promjenljivo djelilo napona, dovodi se na krajeve otpornika napon, a izme_u jednog kraja i kliza_a dobiva se smanjen napon ovisan o polo_aju kliza_a. Kad se otpornik upotrebljava kao reostat, tj. kao otpornik s promjenljivim otporom, kliza_ mo_e biti spojen i s drugim nepriklju_enim krajem otpornika

Slika 2-4: Vrste otpornika

Slika2-5: Izgled otpornika
2.2 KONDENZATORI

Kondenzator je element koji ima sposobnost da se u njega nakrca elektri_ni naboj Q. Pri tome se kondenzator nabije na napon U, i to tako do trenutka vrijednosti naboja proporcionalna naponu.
Podjela kondenzatora:
- stalni
- promjenjivi

Slika 2-5: Izgled kondenzatora

Stalni kondenzatori:
- papirni kondenzatori
- metalpapirni kondenzatori
- kondenzatori od plasti_nih masa
- kerami_ki kondenzatori
- kondenzatori od tinjca
- kondenzatori od stakla
- elektrolitski kondenzatori


Slika 2-6: Iskoristivost volumena za razli_ite vrste
kondenzatora. Brojevi ozna_uju probojni napon u V/mm

Elektrolitski kondenzator ima samo jednu metalnu oblogu, zvanu anoda, a drugu oblogu _ini otopina elektrolita. Kao izolacioni sloj (dielekrik) slu_i sloj oksida koji se stvara u toku formiranja anodnom oksidacijom na metalnoj oblozi. Taj oksidni sloj, _ija debljina iznosi samo 0,5-5 mm (ve_ prema nazivnom naponu), ima vrlo veliku elektri_ku _vrsto_u (107 V/cm) i veliku relativnu dielektri_nost (er = 8-~30). Zbog male debljine dielektrika i velike relativne dielektri_nosti dobivaju se znatno ve_e vrijednosti kapaciteta po jedinici zapremine (volumenskog kapaciteta) nego s ostalim vrstama kondenzatora, kao _to je to prikazano na Slici 5. Na_elna konstrukcija prikazana je na Slici 2-7.

Slika 2-7: Na_elna konstrukcija
elektrolitskog kondenzatora


2.3 TRANZISTORI


Tranzistori su aktivni poluvodi_ki sastavni dijelovi, redovito sa tri elektrode, koji u elektroni_kim sklopovima prete_no slu_e za poja_anje ("tranzistorski efekt"), ali i za neke druge namjene, npr. kao sklopke.
Oni u njima obavljaju iste funkcije kao i elektronke. Njihov je naziv kovanica engleskih rije_i TRANSFER RESISTOR _to zna_i prenosni otpornik. Ponekad ga nazivaju i kristalnom triodom. Tranzistor je bipolaran ako korisnu struju kroz njega prenose i manjinski i ve_inski nosioci, a unipolaran ako struja te_e samo posredstvom ve_inskih nosilaca.
BIPOLARNI TRANZISTORI
Ujedinjavanjem jednog PN - (odnosno NP - ) spoja s jednim NP - (odnosno PN - ) spojem u zajedni_ku cijelinu, s time da je razmak izme_u obiju barijera vrlo mali, dobije se tranzistor strukture PNP (odnosno NPN). Njihove pripadne simbole prikazuje slika 2-8. Ovakvi bipolarni tranzistori, koji se izra_uju danas samo jo_ u slojnoj izvedbi, sastoje se od tri dopirana poluvodi_ka sloja na koje su metalne elektrode priklju_ene omski, tj. tako da s poluvodi_em ne sa_injavaju zaporni sloj. Dopirani slojevi se zovu: baza B, emiter E i kolektor C. Tranzistori se ugra_uju u elektroni_ke sklopove tako da im je ulaz u jednom krugu, a izlaz u drugom. Budu_i da tranzistor ima samo tri priklju_ka, a ne _etiri, to se tranzistori ugra_uju u elektri_ne sklopove tako da je jedna njihova elektroda zajedni_ka ulaznom i izlaznom krugu. U vezi s time primjenjuju se tri na_ina povezivanja tranzistora: a)sklop zajedni_ke baze, b) sklop zajedni_kog emitera i c) sklop zajedni_kog kolektora. (sl. 2-9)
Postoje: TA_KASTI, VU_ENI, LEGIRANI, MESA, EPITAKSIJALNI, FOTOTRANZISTORI.a) struktura b) simboli

Slika 2-8.


Slika 2-9.
UNIPOLARNI TRANZISTORI
Struja u ovim tranzistorima te_e posredstvom ve_inskih nosilaca, a njome se upravlja el. poljem. Stoga se ti tranzistori zovu i tranzistori s efektom polja ili fet (FET - Field Effect Transistor). Za razliku od bipolarnih, to su naponom upravljali elementi koji imaju veliku ulaznu impedanciju. Kako im struja potje_e od ve_inskih nosilaca, ona nije toliko temperaturno osjetljiva kao struja bipolarnih tipova. Spojni unipolarni tranzistor ili unipolarni tranzistor sa PN - spojem sastoji se od plo_ice N - vodljivog poluvodi_a koji _ini vodljiv kanal. Na jednom kraju te plo_ice nalazi se ulazna elektroda, a na drugom izlazna. U sredini je sa gornje i donje strane udifundiran sloj suprotnog tipa vodljivosti nego _to je kanal, a na njega su postavljene upravlja_ke elektrode, s oznakom G (gate). PN - spoj je sa gornje i donje strane nepropusno polariziran, pa se izme_u P i N - sloja stvara barijera koja se , sli_no kao kod kapacitivne diode, u ovisnosti o narinutom naponu _iri ili su_ava. Spojni unupolarni tranzistor mo_e biti i fotoosjetljiv. Njegova je osjetljivost velika jer se zbog velikog ulaznog otpora ve_ pri malim fotostrujama na upravlja_koj elektrodi javlja znatan napon. Unipolarni tranzistor s izoliranim zasunom zove se MOSFET . Na podlozi, od slabo vodljivog silicijumskog poluvodi_a tipa P napravljene su difuzijom dvije jako dopirane zone tipa N, koje slu_e kao uvod i odvod.
KU_I_TA TRANZISTORA
Dobivene strukture tranzistora zatvaraju se u metalna ili plasti_ni hermeti_ki zatvorena ku_i_ta koja imaju izvode za emiter, bazu i kolektor. Vrlo tankim _icama spajaju se prije samog zatvaranja ku_i_ta izvodi s pripadnim dijelovima na poluvodi_koj strukturi. Tranzistori namjenjeni za velike snage imaju ku_i_te s velikim rashladnim povr_inama, a kolektor je naj_e__e spojen na samo ku_i_te. Slika 2-10. prikazuje vanjski izgled nekoliko tipova ku_i_ta. Slika 2-10.

 

2.4 DIODE
Dioda je dvoslojni ( P i N - sloj ) poluvodi_ki element od mono-kristala Ge, Si, itd. Na P - sloj je spojena anoda, a na N - sloj katoda. Kristal se smje_ta u izolacijska ku_i_ta ( staklo, keramika, plastika, itd. ).
Dioda ima dva sloja PN ili NP tipa poluvodi_a i omogu_ava protok struje samo u jednom smjeru. Upotrebljava se za usmjerenje izmjeni_nih struja u ispravlja_ima.
- Simbol:
To_kasta dioda je najstariji poluvodi_ki element, a nastaje tako da se kroz spoj metalnog _iljka i N - tipa kristala propusti strujni impuls odgovaraju_e jakosti, pri _emu neposredno prije _iljkanastaje P - podru_je kristala.
Zener-dioda zahtjeva odre_en napon da bi postale provodne, pa se upotrebljavaju za stabilizaciju i ograni_avanje napona. Koristi se u podru_ju proboja gdje napon prakti_ki ne ovisi o struji i temperaturi. Na svakoj Zener-diodi ozna_en je provodni napon ( ZN 6, ZN 12, itd. ) _to zna_i da se ona mo_e upotrijebiti samo za stabilizaciju tog napona.
- Simbol:
Varicap dioda ( VARIable CAPacitor ) se koristi kao promjenjivi kondenzator _iji kapacitet ovisi o priklju_enom naponu.
- Simbol:
LED ( Light-Emitting Diode ) svijetli dok struja prolazi kroz nju tako _to jedan dio energije odlazi nasavla_ivanje otpora u poluvodi_u. Ova dioda se upotrebljava kao indikator u mnogim ure_ajima. Proizvode se u vi_e boja, tro_e vrlo malo energije, malih su dimenzija, a intenzivno svijetle.
- Simbol:

Slika 2-11: DIODE

2.5 OPIS INEGRIRANOG SKLOPA CD4093BCD4093B

sastoji se od 4 Schmittovih okidnih krugova. Svaki krug funkcionira kao dvoulazni NI sklop sa Schmittovim okida_em na oba impulsa. Logi_ka vrata prekidaju na razli_itim mjestima za pozitivne i negativne ulazne signale. Razlika izme_u pozitivnog (VT+) i negativnog napona (VT-) je definirana naponom histereze (VH). Svi izlazi imaju jednake izvore i padaju_e struje i odgovaraju standardu B–serije izlaznih krugova. Karakteristike:
- _iroki raspon ulaznog napona: 3V do 15V
- Schmittov okida_ na svakom ulazu bez vanjskih komponenata
- imunitet na _um ve_i od 50%
- jednaki izvor i padaju_e struje
- bez ograni_enja ul. rastu_eg i padaju_eg vremena
- histerezin napon (bilo koji impuls), TA = 25°C

Tipi_ne vrijednosti: VDD = 5V VH =1.5V
VDD =10V VH =2.2V
VDD =15V VH =2.7V
Garantirano: VH =0.1VDD

2.6 Schmittov okidni sklop

Schmitov okidni sklop je emiterski vezani bistabilni multivibrator (sl. 2-13). Pozitivna povratna veza ostvarena je preko zajedni_kog otpora u emiterskom krugu RE. Sklop ima dva stabilna stanja, jedno kada vodi tranzistor Tr1 a Tr2 ne vodi, te drugo u kojem vodi tranzistor Tr2, a Tr1 ne vodi. U kojem od stabilnih stanja _e Schmittov okidni sklop nalaziti ovisit _e o razini ulaznog napona.
Ako je ulazni napon 0V, voditi _e tranzistor Tr2, a Tr1 ne _e voditi. Tranzistor Tr2 dobiva struju baze preko kombinacije otpora RC1, R1, R2, dok je baza tranzistora Tr1 reverzno polarizirana zbog pada napona na otporu RE. Reverzna polarizacija smanjuje se ako razina ulaznog napona raste u pozitivnom smislu. Kada potencijal baze postane ve_i od potencijala emitera tranzistor Tr1 provede, napon na njegovom kolektoru smanjuje se. Baza od Tr2 dobiva sve manju struju baze, tako da Tr2 sve slabije vodi, smanjuje se pad napona na RE, te Tr1 odlazi u zasi_enje, a tranzistor Tr2 u zapiranje. Ako razina ulaznog napona dalje raste u sklopu nema promjena, jedino _e tranzistor Tr1 biti sve dublje u zasi_enju.
Ako se razina ulaznog napona smanjuje, u jednom trenutku tranzistor Tr1 iza_i _e iz zasi_enja, napon na njegovom kolektoru raste, a pad napona na otporu RE, zbog smanjenja struje kroz tranzistor, smanjuje se. Spoj baza-emiter tranzistora Tr2 koji je bio reverzno polariziran, postaje propusno polariziran, i tranzistor Tr2 provede. Napon na RE naglo se pove_a i tranzistor Tr1 prestane voditi. Sklop se vratio u prethodno stanje.


Razina napona U1 kod kojeg nastupa stanje u kojem tranzistor Tr1 vodi zove se gornja okidna razina ( gornji prag okidanja). Razina napona U2 kod koje nastupa stanje u kojem vodi tranzistor Tr2 zove se donja okidna razina (donji prag okidanja). Kod Schmittovog okidnog sklopa uvijek je napon U1 ve_i od napona U2 (sl. 2-14). To je i uvjet da sklop ima regenerativna svojstva. Ako je U1˛U2, onda se ne radi o Schmittovom sklopu, nego se radi o poja_alu s pozitivnom povratnom vezom, koja me_utim nije tako jaka da bi sklop imao regenerativna svojstva. Uz U1>U2, razlika U1-U2 naziva se histerezom.
Schmittov okidni sklop daje na izlazu (kolektor tranzistora Tr2) vrlo dobar pravokutni napon. Razlog le_i u jakim regenerativnim svojstvima i u _injenici da je kolektor tranzistora Tr2 slobodan (nije optere_en, nije vezan na neku to_ku sklopa).


2.7 Monostabilni multivibratori

Monostabilni multivibrator, kra_e monostabil, je multivibrator koji ima samo jedno stabilno stanje. U tom stanju je na izlazu Q stanje «0», a na komplementarnom izlazu Qpotez stanje «1». Odgovaraju_om pobudom, okidnim impulsom (engl. trigger pulse), sklop prelazi u tzv. kvazistabilno stanje. Tada je na izlazu Q stanje «1», a na Qpotez stanje «0». U kvazistabilnom stanju sklop ostaje neko vrijeme tp odre_eno elementima R i C. Nakon vremena tp sklop se bez vanjske pobude vra_a u prvobitno (stabilno) stanje (slika 2-15).

Monostabilni multivibrator se u digitalnoj elektronici najvi_e koristi za ka_njenje impulsa, odnosno onda kada je potrebno odgoditi ili produ_iti njegovo djelovanje. No isto tako mogu_e je pomo_u monostabila od impulsa dugog trajanja dobiti kra_i.
Monostabilni u_inak mogu_e je posti_i pomo_u spojeva logi_kih sklopova i RC-mre_a. Me_utim, proizvo_a_i digitalnih sklopova proizvode nekoliko tipova integriranih izvedbi. Za njih je karakteristi_no da im se izvana dodaju otpornik i kondenzator _ija vremenska konstanta utje_e na trajanje kvazistabilnog stanja. Svi integrirani monostabili imaju barem dva ulaza za okidanje, koji se me_usobno razlikuju prema bridu kojim impuls uzrokuje promjenu stanja na izlazu. Pored prikazanog okidanja prednjim bridom mogu_e je okidanje i zadnjim bridom.
Integrirani monostabili mogu se prema djelovanju okidnih impulsa podijeliti u dvije grupe: monostabili bez svojstva ponovnog okidanja i sa svojstvom ponovnog okidanja.
Kod monostabila bez svojstva ponovnog okidanja, impulsi koji se dovode na ulaz za okidanje za vrijeme trajanja kvazistabilnog stanja ne djeluju na monostabil. Djelovanje okidnog impulsa mogu_e je tek po prestanku kvazistabilnog stanja. Takvi monostabili mogu dijeliti frekvenciju okidnih impulsa brojem koji ovisi o trajanju kvazistabilnog stanja (slika 2-16).


Kod monostabila sa svojstvom ponovnog okidanja, impulsi koji se dovode na ulaz za okidanje za vrijeme trajanja kvazistabilnog stanja djeluju na monostabil tako da mu neprestano produ_uju kvazistabilno stanje. Kad je perioda ulaznog napona kra_a od trajanja kvazistabilnog stanja, odre_enog elementima R i C, izlaz Q ovakvog monostabila je stalno u stanju «1» (slika 2-16). Takav monostabil nije mogu_e koristiti za dijeljenje frekvencije.

2.8 Vremenski sklop 555

Vremenski sklop (engl. timer) je integrirani sklop raznovrsnih mogu_nosti primjene. Mnogi proizvo_a_i integriranih sklopova proizvode vremenski sklop poznat pod oznakom 555. Sklop sadr_i otporno djelilo, dva komparatora, bistabil, izlazni stupanj i tranzistor za izbijanje kondenzatora (slika 2-17). Dodavanjem elemenata izvana mogu_e je dobiti monostabil i astabil. Napon napajanja mo_e biti izme_u 5 i 15 volta. Amplituda izlaznog napona je pribli_no jednaka naponu napajanja. To zna_i da je izlazni napon, uz napon napajanja od 5V, kompatibilan ulaznom naponu digitalnih sklopova skupine TTL.

Izvedba monostabila pomo_u vremenskog sklopa 555
Spajanjem kondenzatora C i otpornika R s vremenskim sklopom dobije se monostabil (slika 2-18). U stabilnom stanju kondenzator C je prazan i izlazni napon je niske razine. Dovo_enjem kratkotrajnog okidnog impulsa na ulaz za okidanje (izvod 2) aktivira se bistabil preko komparatora. Tranzistor prelazi u zapiranje, a izlazni napon prelazi u podru_je stanja «1». Kondenzator C se puni preko otpornika R. To je kvazistabilno stanje.


Kad napon na kondenzatoru C dostigne vrijednost dvije tre_ine UCC, komparator vra_a bistabil preko ulaza R u po_etno stanje. Izlazni napon prelazi u podru_je stanja «0». Kondenzator C se prazni preko vodljivog tranzistora. Sklop je ponovo u po_etnom stanju, stabilnom stanju u kojem ostaje do ponovnog okidanja.
Trajanje kvazistabilnog stanja, tj. impulsa na izlazu monostabila odre_uju vrijednosti elemenata R i C:
Tp = 1,1*R*C
Vrijednosti kapacitivnosti izvana dodanog kondenzatora mogu se kretati od 1000pF do 100µF, a otpora od 1kĹ do 100MĹ. Uz navedeni izraz, trajanje kvazistabilnog stanja mogu_e je odrediti i na osnovu dijagrama iz tvorni_kih podataka proizvo_a_a.

2.9 Operaciono poja_alo


Operaciono poja_alo se obi_no izvodi s diferencijalnim ulazima i jednim (asimetri_nim ) izlazom (sl. 2-19), s time da se dr_i vi_e stupnjeva s izravnom vezom.

Idealno operaciono poja_alo imalo bi slijede_a svojstva:
– neizmjerno veliko poja_anje
– neizmjerno veliku _irinu frekvencijskog pojasa
– neizmjerno veliku ulaznu impedanciju izme_u bilo kojeg ulaza i mase i izme_u ulaza me_usobno
– izlaznu impedanciju jednaku nuli
– mogu_nost davanja neizmjerno velike struje na izlazu
– ulaznu struju jednaku nuli
– izlazni napon jednak nuli pri ulaznom naponu jednakom nuli (napon namje_tenja jednak nuli)
– idealno diferencijalno poja_anje uz faktor potiskivanja neizmjerno velik
– sva svojstva neovisna o temperaturiO_ito je da se idealno operaciono poja_alo ne mo_e prakti_ki ostvariti. Me_utim, u ve_ini primjena mo_e se uzeti da je operaciono poja_alo idealno, jer odstupanja od idealnog imaju neznatan utjecaj na svojstva izvedenog sklopa.
Na temelju prethodno navedenih idealnih svojstava za idealna operaciona poja_ala, proizlaze slijede_i zaklju_ci:
– struja koja te_e prema ulazu poja_ala mora krenuti nekim drugim putem jer ulaz poja_ala ne mo_e primiti struju s obzirom na neizmjerno velik ulazni otpor
– da bi se dobio bilo kakav izlazni napon nije potreban nikakav ulazni napon jer je poja_anje poja_ala beskona_no veliko
– frekvencija signala i optere_enje ne igraju nikakvu ulogu
– za ulaz jednak nuli i izlaz je jednak nuli.

Komparator
Operaciono poja_alo (slika 2-19) mo_e se koristiti kao komparator, s time da mu se ne dodaju nikakvi elementi za povratnu vezu.
Ako je u1=u2, biti _e uiz=0.
Ako je napon u1 stalnog iznosa, a napon u2 se mijenja, izlazni _e napon dosti_i najve_i mogu_i iznos i to istog polariteta kao i promjene napona u2. Zato se ulaz ozna_en s «+» naziva neinvertiraju_i ulaz.
Ako je napon u2 stalnog iznosa, a napon u1 se mijenja, izlazni _e napon dosti_i najve_i mogu_i iznos i to suprotnog polariteta od promjene napona u1. Zato se ulaz ozna_en s «-« naziva invertiraju_i ulaz.
Drugim rije_ima, ako je napon u1 pozitivniji od napona u2, izlazni napon uiz je negativan, a ako je napon u1 negativniji od napona u2, izlazni napon uiz je pozitivan. Ako se napon u2 uzme kao referentan, komparator stanjem svog izlaza pokazuje da li je u1 manje ili ve_e od u2. Takav sklop naziva se jo_ i diskriminator razine. Jedna od najzna_ajnijih primjena komparatora jest u sklopovima za analogno-digitalnu pretvorbu.
Kod komparatora se _esto primjenjuje pozitivna povratna veza, _ime se ostvaruje naglija promjena izlaznog napona i odre_ena histereza, tj. svojstva koja karakteriziraju Schmittov okidni sklop.

3.0 TEHNI_KO - TEHNOLO_KI DIO
3.1 ELEKTRI_NA SHEMA SKLOPA

3.2 MONTA_NA SHEMA


3.3 IZGLED URE_AJA
4.0 TEHNOLOGIJA I IZRADA SKLOPA


4.1 IZRADA TISKANE PLO_ICE


IZRADA TISKANE PLO_ICE FOTO POSTUPKOM


1. _i__enje bakrom ka_irane plo_ice "VIM-om" ili sli_nim sredstvom
2. Pranje plo_ice
3. Su_enje plo_ice
4. Oslojavanje foto-sprejom
5. Su_enje u pe_nici (25 do 30 min.) - max. temperatura 70 °C
6. Kopiranje predlo_ka (filma) na fotosloj (4 do 20 min.)
7. Razvijanje (oko 2 min.) - razvija_ temperature oko 20 °C
8. Ispiranje
9. Jetkanje (5 do 20 min.) - temperatura otopine max. 50 °C
10. Ispiranje
11. Su_enje
12. Oslojavanje za_titnim lakom preko kojega se mo_e lemiti

IZRADA TISKANE PLO_ICE ALKOHOLNIM FLOMASTEROM

1. Nakon mehani_ke odrade plo_ice i vrlo kvalitetnog _i__enja zalijepite izrezanu sliku tiskanih veza za plo_icu na stranu bakra. Krajevi ljepljive vrpce lijepe se na donju stranu pol_ice. Budu_i da je bakar vrlo mekan mjesta koja _ete kasnije bu_iti lagano to_kajte udarcima _eki_a. To je va_no pogotovo ako je plo_ica od pertinaksa, jer ja_im udarcima mo_emo izazvati napukotinu.
2. Crtanje alkoholnim flomasterom najkriti_nija je faza cijelog postupka. Uzmite obavezno crveni flomaster jer ostavlja na bakru deblji sloj. Nakon skidanja slike tiskanih veza, na plo_ici ostaju isto_kasta mjesta oko kojih najprije nacrtajte kru_ice promjera 2 do 3 mm. Nakon toga vucite crte prostom rukon ili nekim pomagalom. Ako imate trokut ili ravnalo, jedan kraj pritisnite na podlogu tako da je samo naslonjen na rub plo_ice. Va_no je da se vodovi ne dodiruju. Ne smijete prstima dodirivati bakar, jer masno_a _e poslije usporavati nagrizanje na tom mijestu. Flomasterom crtajte lagano, bez sna_nog pritiska. Idealna je debljina oko 1 mm. Ako flomaster vu_ete bez pritiska dobit _ete liniju debljine 0.5 mm.
U slu_aju da linijom spojite krive to_ke, mo_ete _iletom ostrugati pogre_no nacrtan vod ili cijelu plo_icu mehani_ki o_istiti. Estetika finalnog proizvoda ovisi upravo o ovoj fazi rada. Plo_ica najvjerojatnije ne_e izgledati profesonalno je to mogu posti_i samo oni sa najmirnijom rukom. No to nije va_no nego samo da uredaj funkcionira.
3. ( A + B ) Za nagrizanje napravite mje_avinu solne kiseline za ku_anstvo ( 19 do 20 %) i hidrogena kojeg mo_ete nabaviti u ljekarni ( 6 do 9 % ). Vremensko trajanje nagrizanja ovisi o omjeru kojim _ete smje_ati teku_ine. Ulijete u dubok stakleni tanjur ili u podudu s oblim rubovina oko 2 dl solne kiseline, a onda dodajte malo hidrogena, manje od 1 dl. S takvim omjerom koji ne mora biti precizan nagrizanje _e trajati 15 minuta. U roku od nekoliko sekundi primjetit _ete obla_i_e koji pojavnjuju pod plo_icom. Ti obla_ici bit _e zelene boje. Ako vam se _ini da proces traje predugo ulijte jo_ oko 0.5 dl hidrogena.
4. Plo_icu neprestano pomi_ite s dva plasti_na ili staklena stapi_a tako da se _to bolje mijenja teku_ina. Pri tom pazite da plo_ica ne stru_e po dnu da se ne ogule nacrtane linije. Svaku minutu ili dvije okrenite plo_icu zbog provjere nagrizanja naza_i_enih dijelova bakra. Bakar postaje nestajati od rubova prema sredini plo_ice pa se djelomi_no vidi _ista povr_ina pertinaksa ili vitroplasta.
5. Pred kraj nagrizanja proces se _ini sve br_im, pa treba sve _e__e okretati plo_icu. Tekucina je ve_ dobila tamnozelenu boju.
6. ( A + B ) Ako primjetite da je na plo_ici ostalo samo nekoliko mrlja bakrene povr_ine, okrenite potpuno plo_icu da lak_e uo_ite kako nestajaju zadnji tragovi bakrene povr_ine. Nakon toga gurniite plo_icu _tapi_em izvan teku_ine tako da je rukom mo_ete uhvatiti za rub. Slobodno je uhvatite rukom, ali odmah isperite ruku. Ako pri ruci nemate vodu, plo_icu uhvatite salvetom. Alkoholom o_istite vodove koji su premazani alkoholnim flomasterom.
BU_ENJE TISKANE PLO_ICE
Tiskane plo_ice treba bu_iti pa_ljivo i s odgovaraju_om brzinom vrtnje svrdla. Brzina vrtnje ovisi o materijalu upotrijebljenog svrdla i njegovog reznog kuta , pa i materijalu plo_ice. U principu treba upotreb javati _im ve_e brzine vrtnje , jer _e to dati _i__e provrte , a brzina rada _e biti ve_a. Za normalne sastavne elemente rupe treba bu_iti svrdlima promjera 0, 8 j 0, 9 te 1 mm , a prema potrebi i 1,1 te 9, 2 mm , _to ovisi o promjeru priklju_aka sastavnih elemenata.

4.2 LEMLJENJE
POSTUPAK LEMLJENJA


Lemljenje je postupak kojim se metalni dijelovi i metalne povr_ine pomo_u tankog sloja rastalnog metalnog veznog sredstva - lema - spajaju u te_ko razdvojivi spoj . Tali_te lema treba biti barem 50° K ispod tali_ta materijala koji se leme. Postupci lemljenja razlikuju se po temperaturi taljenja lema, po na_inu dovo_enja topline i po na_inu skidanja oksidnog sloja s povr_ine koju lemimo. Prema tali_tu razlikujemo : meko lemljenje temperature do 720° K, tvrdo lemljenje temperature iznad 720° K i _avno lemljenje. Meko lemljenje naj_e__e se primjenjuje pri spajanju elektri_nih i elektroni_kih komponenata te mehani_kih nisko optere_enih nepropusnih spojeva . Prednost mekog lemljenja su relativno niske temperature lemljenja _to omogu_uje i spajanje na toplinu osjetljivih elemenata te mogu_nost rastavljanja spoja naknadnim dovo_enjem topline. Osnovni nedostatak je relativno mala _vrsto_a spoja.Povr_ine koje se spajaju lemljenjem moraju biti metalno _iste, stoga se one prije mekog lemljenja premazuju ma__u za lemljenje, kalofonijem i sl. Pri naknadnom grijanju te se tvari spajaju s ne_isto_om i rastaljene s njima, zajedno iscure s povr_ine. Povr_ine koje se leme moraju biti toliko udaljene da omogu_uju kapilarno prodiranje lema po cijeloj povr_ini spoja. Ponekad se povr_ine prije mekog lem jenja, radi brzog i sigurnog spoja pokositre. Pri spajanju lemljenjem kao vezivo slu_i legura kositra i olova u omjeru 60 % Sn i 40 % Pb . Takav omjer ima najni_e tali_te pa se lemljenje mo_e izvesti pri temperaturama koje naj_e__e nisu kriti_ne za elektroni_ke elemente, ako se radi oprezno. U praksi za lemljenje, kao lem ,koristi se legura u navedenom omjeru , izra_ena u obliku _uplje _ice, s kalofonijem u sredini ( _upljini ) ili nekim drugim sredstvom za _i__enje. Uobi_ajeni naziv za takvu _icu i nije na mjestu , jer je "Tinol" za_ti_eni naziv proizvoda jednog inozemnog proizvo_a_a.



TEHNIKA LEMLJENJA


Vrh zagrijanog lemila postavimo na lemno mjesto tako da obje povr_ine istovremeno zagrijavamo, dodamo lemnu leguru (tinol) , koja se rastaljuje po spojnom mjestu ( razlijeva ) . Nakon popunjavanja lemnog mjesta , prvo se odmakne lemna _ica , a nakon toga vrh lemila (lemnik). Obrnut postupak je pogre_an. Tehniku lemljenja pokazuje gornja Slika 4-1.

5.0 SPECIFIKACIJA MATERIJALA

Oznaka elementa na el shemi Tvorni_ka oznaka elementa Kom. Opis
BUZ1 SV2 1 ZUJALICA 4-15VDC 15mA/12V
C1, C2 C10N0M 2 KERAMI_KI KONDENZATOR 10nF
C10, C11 47J0D 2 ELEKTROLITSKI KONDENZATOR
47µF-25V
C12, C13 100J0D 2 ELEKTROLITSKI KONDENZATOR
100µF-25V
C3, C4 C100N0M 2 KERAMI_KI KONDENZATOR 100nF
C5...C7 4J7J 3 ELEKTROLITSKI KONDENZATOR
4.7µF-50V
C8, C9 220J0D 2 ELEKTROLITSKI KONDENZATOR
220µF-25V
D1...D6 1N4148 6 DIODA 1N4148 (1N914)
D7 1N4007 1 1N4007 DIODA 1A-1000V
IC1 UA741M 1 LM741 OP-AMP DIL 8 PINS
IC2 CD4093 1 CD4093BE 4 X 2 NAND SCHMITT-TRIGGER
IC3 CD4098 1 DVOSTRUKI MONOSTABILNI MULTIVIBRATOR CD4098BE
IC4 NE555 1 VREMENSKI SKLOP NE555 MINI- DIL
J, JC, JI DBL 4 KRATKOSPOJNIK
J1 SCREW06 1 _ESTOPOLNI KONEKTOR (CMM5/6)
LD1 LED5RL 1 LED 5mm RED 2.0MCD TD UNIVERSAL
R1, R2 RA1K0 2 OTPORNIK 1/4W 1K
R10 RA680E0 1 OTPORNIK 1/4W 680E
R11...R13 RA1M0 3 OTPORNIK 1/4W 1M
R14, R15 RA220K0 2 OTPORNIK 1/4W 220K
R3 RA10K0 1 OTPORNIK 1/4W 10K
R4...R9 RA47K0 6 OTPORNIK 1/4W 47K
RV1 M004SH 1 TRIMER 4M7
RV2 M001SH 1 TRIMER 1M
RY1 VR10V12 1 H200D12-2 RELAY 12V 1C 10A
T1, T2 BC547C 2 BC547C SI-NPN UN 50V-0.2A
T3 BC557B 1 BC557B SI-PNP UN 50V-0.2A
14P 14P 1 14P DIL IC SOCKET 300MIL
16P 16P 1 16P DIL IC SOCKET 300MIL
8P 8P 2 8P DIL IC SOCKET 300MIL
CLIP5 CLIP5 1 MOUNTING CLIP FOR LED 5mm
6.0 ZAKLJU_AK

Razlog zbog kojeg sam izabrao ovaj sklop je taj _to _u ga mo_i postaviti u automobil. Isprva mi se sklop u_inio jednostavnim, ali kad sam napravio plo_icu i po_eo lemiti elemente vi_e nije bilo tako jednostavno. Najvi_e sam problema imao u nabavi zujalice, zbog koje sam izgubio dosta vremena.
Sklop i nije toliko skup, koliko mi se na prvi pogled u_inio da bi mogao biti jer je imao dosta elemenata. Ovaj sklop _e vrlo dobro poslu_iti u spre_avanju neovla_tenog ulaska u vozilo.

7.0 POPIS LITERATURE:

1. Paunovi_, Stanko: “Digitalna elektronika“; 1. knjiga,
GIPA – ZAGREB 1991.

2. Szabo, Aleksandar: „Industrijska elektronika“; IV. Izdanje
BIROTEHNIKA - ZAGREB 1985
3. Szabo, Aleksandar: „Impulsna i digitalna elektronika“; 1. knjiga,
IX. izdanje; BIROTISAK – Zagreb
Comments