Conrad 10197 Operation Manual [sl]

SLO - NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 14 21 383 www.conrad.si

NAVODILA ZA UPORABO

Adventni koledar Conrad 2016

Kataloška št.: 14 21 383

2

Kazalo

Uvod ....................... ........................... ............... ....................................................................... 2

1 LED-test ............................................................................................................................... 3

2 Povezava z baterijo .............................................................................................................. 4

3 Sestavljanje z vstavljanjem ............................ .............. ............................ .............. .............. 4

4 Stikalo za luč .............................................................................. ............... ........................... 5

5 Zaščitna dioda ...................................................................................................................... 6

6 Digitalno vezje ...................................................................................................................... 6

7 Odprti vhod .............. .............. ............... ........................... ............... ........................... .......... 7

8 Povratna vezava ..... ............... ............... ........................... ............... ........................... .......... 8

9 LED-utripalka ....................................................................................................................... 9

10 Hitro utripanje ....................................... ............... ........................... ............... ................... 10

11 Delilnik s 16 ....................................................................................................... ............... 11

12 Števec od nič do tri ......................... ........................... ............... ........................... ............ 12

13 Tribitni števec do sedem .................................................................................................. 1 3

14 Tričetrtinski takt ........... ............... ........................... ............... ........................... ............... .. 14

15 Ustavljen števec ............................................................................................................. .. 15

16 Visokohitrostna kocka .................................. .............. ............................ .............. ............ 16

17 Svetlobni senzor .............................................................................................. ............... . 1 7

18 Tipkalni števec ...... ............... ............................ .............. ............... ........................... ........ 18

19 Izločanje odskakovanja tipkala ....................... ........................... ............... ....................... 19

20 Vzorec večkratnega utripanja ........................ .............. ............................ .............. .......... 20

21 Štiri stopnje svetilnosti .......................... ............... ........................... ............... .................. 21

22 Barvna utripalka .............................................................................................................. . 22

23 Štiri utripajoče luči ......... ........................... ............... ............................ .............. ............... 23

24 Soj ognja in padajoče zvezde .......................................................................................... 24

Dodatek ................................................................................................................................. 25

Razno ........ ............... ........................... ............... ........................... ............... ......................... 26

Garancijski lis t ............................ ............... ........................... ............... .................................. 27

Uvod
Tako kot prejšnja leta je tudi v letu 2016 ponovno na voljo novi Conradov koledar z

elektroniko s 24 preizkusi za čas od 1. do 24. decembra. Tokratna tema je digitalna

elektronika. Gre za digitalne števce s CMOS-modulom 4060. To integrirano vezje vsebuje 14
digitalnih delilnih bistabilnih multivibratorjev in dodatno vsestransko uporaben taktni oscilator.

Omogoča popolnoma različno in zelo vsestransko rabo, ki ni samo poučna, temveč je tudi
zabavna. Končni rezultat je vezje, ki ga lahko kot prikaz lesnega ognja in padajočih zvezd
obesite na božično drevo.

Koledar z elektroniko lahko uporabite na različne načine. Nekdo morda želi vse sestaviti
natančno po načrtu in uživati v uspehu, drugi pa želi karseda natančno razumeti. Opisi

preizkusov so naravnani na oba tipa uporabnikov. Iz tega razloga sta sestavljanje in
delovanje vedno opisana samo tako na kratko, kolikor je potrebno za uspešno sestavljanje.

Na koncu so na kratko pojasnjena še tehnična ozadja. Tako lahko najdete odločilne napotke,

s katerimi se lahko tudi podate v iskanje podrobnejših informacij. Vendar pa vam bodo
preizkusi prinesli največ veselja, če jih boste izvajali skupaj z drugimi. Starši in stari starši
lahko morda posredujejo dragocene izkušnje in vzbudijo zanimanje otrok in mladostnikov.

3

S priloženimi komponentami lahko sestavite še bistveno več vezij kot je opisano v teh
navodilih za uporabo. Kdor bo opisane preizkuse izvajal z zanimanjem, bo hitro našel več
različic vezij in podobno rabo. Možen je tudi razvij popolnoma novih vezij. Vaša izumiteljska

žilica bo imela prosto pot!
Želimo vam veliko veselja pri izvajanju preizkusov in vesel božični čas!

1 LED-test

1. dan

Prvi preizkus v adventnem času je priprava LED na svetenje. LED nikoli ne smete priključiti

neposredno na vir napetosti, vedno je potreben tudi predupor. Brez tega upora bi se LED
zaradi prevelikega električnega toka uničila! LED je treba vgraditi v pravilni smeri. Ima

namreč dva različna priključka. Kratka žica je minus pol (katoda K), dolga žica pa je plus pol
(anoda A). Širši spodnji rob je na strani katode sploščen. Poleg tega je pri vseh LED v t em
koledarju večje držalo v notranjosti LED povezano s katodo.

Za prvimi vratci najdete rdečo LED in pripadajoč upor. Dodatno potrebujete še 9 V blok

baterijo. Prvi preizkus je treba izvesti posebej previdno. Pozor! I zogibajte se neposrednemu
gledanju v svetlečo LED iz majhnih razdalj manj kot en meter. Svetle LED lahko povzročijo

poškodbe mrežnice. Preprečite, da bi se oba LED priključka hkrati dotikala priključkov
baterije! Upor je vedno treba priključiti zaporedno, sicer LED pregori. Obe komponenti držite

na baterijo, tako kot prikazuje skica. LED svetlo zasveti.

Elektronska vezja so pregledno prikazana v vezalnih načrtih. Za vsako komponento obstaja
simbol. Simbol za LED je sestavljen iz trikotnika za anodo in vodoravne črtice za katodo. To
nakazuje smer električnega toka. Dve kratki puščici navzven predstavljata oddano svetlobo.
Upor je prikazan kot pravokotna škatlica. Vsak upor ima določeno vrednost upora. Tukaj je to

10.000 ohmov = 10 kiloohmov (10 kΩ, v vezalnem načrtu na kratko 10 k). Realna
komponenta je označena z barvnimi obročki (rjav, črn, oranžen za 10.000 in zlat za možna

odstopanja do +/-5 %).

Vezalni načrt prikazuje zaporedno vezavo. Električni tok teče skozi baterijo, upor in LED.
Upor ima pri tem nalogo, da omeji jakost toka na smiselno vrednost. Večji kot je upor,
manjša je jakost toka. Pri 10 kΩ LED sicer deluje daleč pod svojim maksimalnim možnim
električnim tokom, vendar že dovolj močno sveti.

4

2 Povezava z baterijo

2. dan

Druga vratca skrivajo baterijsko sponko za 9 V baterijo. Preizkus od prvega dne boste sedaj

ponovno sestavili na malce drugače način. Uporabite baterijsko sponko in upoštevajte, da je
črna priključna žica minus pol, rdeča pa plus pol. Obvezno preprečite kratek stik baterije,
torej neposredno povezavo obeh polov. Pri tem se lahko namreč baterija zelo močno
segreje, pri dalj časa trajajočem kratkem stiku pa lahko v ekstremnem primeru celo

eksplodira. Poleg tega kratki stiki zmanjšajo življenjsko dobo baterije.

10 kΩ upor določa električni tok, ki teče skozi LED. V tem primeru lahko sklepamo, da skozi
LED teče pribl. 2 V, torej je še 7 V na uporu. Pri tem govorimo o samo 0,7 mA toku. Za
primerjavo: LED so ponavadi zasnovane za 20 mA tokove. Za to rdečo LED pa zadostuje že

manj kot 1 mA, da ustvarja jasno vidno svetlobo.

3 Sestavljanje z vstavljanjem

3. dan

Odprite tretja vratca in iz predalčka vzemite preizkusno ploščico. S to komponento si olajšate
sestavljanje zapletenih vezij. Preizkusna ploščica s skupno 270 kontakti v 2,54 mm rastru

(0,1 cola) poskrbi za varno povezavo komponent.

Preizkusna ploščica ima na sredinskem območju 230 kontaktov, ki so z navpičnimi trakovi

prevodno povezani s petimi kontakti. Na robu je dodatnih 40 kontaktov za napajanje, ki so
sestavljeni iz dveh vodoravnih trakov s kontaktnimi vzmetmi z 20 kontakti. Preizkusna

ploščica ima tako dve neodvisni napajalni vodili, ki sta tukaj uporabljeni za plus pol in minus

pol baterije.
Za vstavljanje komponent potrebujete relativno veliko moči. Iz tega razloga se lahko

priključne žice pri tem hitro zlomijo/prepognejo. Pomembno je, da žice vstavite natančno od
zgoraj navzdol. Pri tem vam bo v pomoč pinceta ali manjše klešče. Žico držite karseda kratko
nad preizkusno ploščico in jo potisnite navpično navzdol. Tako lahko brez pregibanja vstavite
tudi občutljive priključne žice kot so npr. pocinkani konci baterijske sponke.

Vezje iz prvega preizkusa ponovno sestavite na preizkusni ploščici. Pri tem gre ponovno za
zaporedno vezavo z uporom in LED. Vezalni načrt prikazuje isto vezje, vendar z malce
drugačno razporeditvijo komponent, ki je karseda podobna realnemu preizkusu.

5

4 Stikalo za luč

4. dan

Za četrtimi vratci najdete žico, ki jo boste potrebovali za vse nadaljnje preizkuse. Sestavite
LED-sijalko s stikalnim kontaktom. Odrežite ustrezen kos žice dolžine 4 cm in na koncih
odstranite izolacijo na dolžini pribl. 5 mm. To žico boste vgradili kot povezavo z LED. Krajšo

žico dolžine 2 cm vgradite kot zaščito pred potegom in tako ščiti mehke priključne žice.
Baterijska sponka mora ostati ves čas povezana, da se priključki prekomerno ne obrabijo.

Enostavno stikalo je sestavljeno je iz dveh golih kosov žice, ki se dotakneta šele tak rat, ko
nanju pritisnete s prstom. Pri tem odrežite kosa žice dolžine 2 cm in v celoti odstranite
izolacijo.

6

5 Zaščitna dioda

5. dan

Dodatno rdečo LED najdete za vratci številka 5. To drugo LED vključite v električni krog. Pri
tem mora biti smer pravilna, sicer ne teče električni tok. Ko vse pravilno sestavite, svetita obe
LED. In čeprav sta sedaj dve LED zaporedno povezani, svetilnost prve LED ostane skoraj

enaka.

Nova LED ima pomembno funkcijo za nadaljnje preizkuse. Služi kot zaščitna dioda in
preprečuje napačno polarnost baterije. Komponenta, ki jo boste uporabili jutri, se namreč
zelo občutljivo odziva na napačno polarnost, zato mora biti zaščitena pred morebitnimi
napakami. Hkrati je LED enostaven prikaz električnega toka, s katerim lahko prepoznate

pravilno delovanje vezja.

6 Digitalno vezje

6. dan

Odprite vratca številka 6. Za njimi najdete najpomembnejšo komponento tega koledarja –

integrirano vezje CMOS 4060. To integrirano vezje s 16 priključnimi nogicami vsebuje
skupno 14 delilnih bistabilnih multivibratorjev in vsestransko oscilatorsko vezje. Priključek 1
in 16 se nahajata na levi strani in sta označena z vdolbino. Dodaten namig nudi napis, ki ga

lahko preberete iz spodnje vrste (pin 1 do pin 8). Pred prvim vstavljanjem integriranega vezja

je treba priključke vzporedno usmeriti, ker po proizvodnji stojijo malce predaleč narazen. Vse

nogice ene strani pritisnite skupaj na trdi mizni površini, da jih ustrezno usmerite. Nato

integrirano vezje namestite na preizkusno ploščico s pravilno usmeritvijo. Pozor! Če ga
vstavite narobe obrnjenega, potem sta priključek 8 (GND, minus) in 16 (VCC, plus)
zamenjana, tako da je obratovalna napetost priključena z napačnimi poli in se integrirano
vezje uniči. V tem primeru tudi zaščitna dioda na plus polu ne pomaga, saj ščiti samo pred
narobe priključeno baterijo.

Prvi preizkus uporablja del oscilatorskega vezja na priključkih 10 in 11. Vhod OSC1
priključite na GND (minus pol, logična ničla). Na izhod OSC2 je priključena LED s svojim

preduporom. Ko vse pravilno sestavite, LED sveti. Integrirano vezje je torej aktiviralo

napetost na izhodu (logična enica) in s tem obrnila stanje vhoda. Pri večini preizkusov z
integriranim vezjem 4060 je treba na GND dodatno priključiti ponastavitveni vhod (RES).
Rdeča LED na VCC-priključku prikazuje obratovalni tok in ščiti integrirano vezje. Ko je vse
pravilno, obe LED svetita enako močno.

7

7 Odprti vhod

7. dan

Odprite sedma vratca in iz predalčka vzemite upor. Ima 22 MΩ (22 megaohmov, rdeča,
rdeča, modra) in se v nadaljnjih preizkusih vedno znova uporablja v oscilatorskem vezju.
Upor priključite na vhod OSC1 samo na eni strani. Tako dobite ''odprti vhod''. Ni določeno, če
je priključena enica ali ničla, LED ali sveti ali pa ne sveti. Rezultat je naključen, nanj pa lahko
vplivate s približevanjem prsta. Že na razdalji nekaj centimetrov se lahko stanje logičnih vrat
spremeni. Za to so odgovorne statične naelektritve in s tem povezana električna polja.

S kratkim dotikom s prstom lahko izhod aktivirate ali deaktivirate. Ko je aktiviran, svetita obe

LED, ko pa je deaktiviran, obe LED morda ne svetita. Samo integrirano vezje nato praktično
več ne potrebuje toka. Vendar pa so možna tudi stanja, v katerih je izhod sicer še
deaktiviran, integrirano vezje pa kljub temu še potrebuje določen tok. To se zgodi v primeru,
ko vhodna napetost ni ne pri ničli in ne pri obratovalni napetosti, temveč nekje vmes med
tema napetostma. Dokler se dotikate vhoda, se lahko nastavi tudi polovična svetilnost, pri
čemer LED dejansko zelo hitro utripajo (brlenje). Vzrok za to so 50 Hz izmenična polja
električnega omrežja, ki vodijo do tega, da po vašem telesu teče nizka izmenična napetost.

8

8 Povratna vezava

8. dan

Za vratci številka 8 najdete 10 kΩ upor (rjava, črna, oranžna). Tokrat ga boste uporabili kot
zaščitni upor na vhodu integriranega vezja. 22 MΩ upor poveže drugi izhod z vhodom
oscilatorskega vezja. LED sveti ali ne sveti – tega ni možno predvideti. Obstoječe stanje so
poljubno dolgo ohranja. To stanje pa lahko spremenite, tako da prosti priključek na vhodu

enkrat prislonite na plus in drugič na minus. Poleg tega lahko z malce sreče LED aktivirate ali
deaktivirate, tako da se upora preprosto dotaknete samo s prstom ali pa s kosom žice, ki ga
držite v roki.

Pri tem vezju se eden za drugim nahajata dva usmernika. Vhodno stanje ničle se po prvem

usmerniku spremeni v stanje enice, po drugem usmerniku pa se ponovno vrne na ničlo. S
povratno vezavo se nato stanje ničle ohrani tudi na vhodu. Ravno obratno se pojavi stanje
enice na izhodu spet kot enica in se ohrani. Če pa vhod tudi za zelo kratek čas preklopite v
drugo stanje, potem vezje preskoči. Pri tem pogosto zadostuje naključni impulz, ki nastane

pri dotikanju, ker ste naelektreni. Temu vezju pravimo tudi bistabilni multivibrator ali z
angleško tujko flip-flop. Vezje je s tem hkrati digitalni pomnilnik z velikostjo pomnilnika 1 bit.

Če desno LED na izhodu OSC3 vzamete iz vezja, potem je vezje tudi v stanju enice
praktično brez toka. Leva LED je takrat prav tako trajno deaktivirana. Tok teče samo v

trenut ku preklopa. Ko se dotaknete vhoda, lahko leva LED sveti.

9

9 LED-utripalka

9. dan

Za devetimi vratci najdete keramični ploščati kondenzator s kapacitivnostjo 100 nF. Na njem

se nahaja napis 104 in predstavlja 100.000 pF (pikofaradi), torej 100 nF (nanofaradi). S
kondenzatorjem lahko sestavite osciloskop, torej vezje, ki samodejno vedno znova spreminja
stanje. V tem primeru je rezultat počasna utripajoča lučka. Visokoohmski upor z 22 MΩ se
tokrat nahaja med OSC1 in OSC2 ter tvori negativno povratno vezavo. 10 kΩ upor skupaj s
100 nF kondenzatorjem tvori povratno vezavo.

Hitrost preklapljanja v glavnem določata 100 nF kondenzator in 22 MΩ upor. Obe
komponenti skupaj imata časovno konstanto 0,1 µF * 22 MΩ = 2,2 s. In dejansko vsako

stabilno stanje traja pribl. dve sekundi. V eni minuti je izhod torej pribl. 15-krat aktiviran in 15-

krat deaktiviran. Ko se obeh priključkov 22 MΩ upora dotaknete s prstom, vzporedno
povežete upor svoje kože v velikosti 1 MΩ in s tem zmanjšate časovno konstanto. Močneje

kot se dotaknete žic, hitrejše je utripanje.

Po zaščitni LED lahko vidite, da tok začne teči že pred preklopom v stanje vklopa. To

signalizira, da se na vhodu nahajajo srednje napetosti. Tudi ko odstranite desno LED na

izhodu, lahko vidite redno naraščanje toka.