Conrad 55 38 89 Operation Manual [sl]

SLO - NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 55 38 89

www.conrad.si

NAVODILA ZA UPORABO

Adventni koledar 2013 z elektroniko

Conrad

Kataloška št.: 55 38 89

Kazalo

Uvod
Preizkusi

1 Rumena LED-luč
2 Uporaba preizkusne ploščice
3 Preklopno stikalo
4

CMOS IC 4093

5

Senzor na dotik

6

IN - vezje

7

IN - nič

8

Senzorsko preklopno stikalo

10

ALI – ALI.. XOR

11

LED utripalka

12

LED izmenično utripanje

13

Svetlobni senzor - stikalo

14

Svetlobno nadzorovana utripalka

15

Utripajoča svetloba

16

Senzor prevodnosti

17

LED utripanje

18

Spominski Flipflop

19

Alarm na osnovi bliskavice

20

Optični Flipflop

21

Senzorski preklopnik – Toggle Flipflop

22

Časovno stikalo na senzor

23

Frekvenčni delilnik

24

Bleščeča zvezda

Garancijski list ....................................................................................................................

Uvod

Tako kot prejšnja leta je tudi letos ponovno na voljo Conradov koledar z elektroniko s 24
preizkusi za čas od 1. do 24. decembra. Tokratna tema je digitalna elektronika. Morda se
sliši zapleteno, vendar je pravzaprav popolnoma enostavno, če predstavljene preizkuse
izvedete s CMOS-modulom 4093. To integrirano vezje vsebuje kar štiri digitalna vezja, tako
imenovana NAND logična vrata s sprožilnimi vhodi Schmitt, ki jih je možno posamezno
uporabiti. Ta dvojna funkcionalnost omogoča popolnoma različno in zelo vsestransko rabo, ki
ni samo poučna, temveč je tudi zabavna. Končni rezultat je vezje, ki ga lahko kot prikaz
lesketajočih se zvezd obesite na božično drevo.

Koledar z elektroniko lahko uporabite na popolnoma različne načine. Nekdo morda želi vse
sestaviti natančno po načrtu in uživati v uspehu. Kdo drug želi to, kar počne, tudi karseda
natančno razumeti. Opisi preizkusov so naravnani na oba tipa uporabnikov. Iz tega razloga
je dejanski preizkus opisan samo popolnoma enostavno. Na koncu so na kratko pojasnjena
še tehnična ozadja. Tako imate na voljo odločilne ključne besede, s katerimi se lahko podate
v iskanje še natančnejših informacij. Sicer pa so preizkusi najbolj zabavni, če jih izvajate
skupaj z drugimi. Starši in stari starši lahko morda posredujejo dragocene izkušnje in
vzbudijo zanimanje otrok in mladostnikov.

2

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 podobna področja uporabe. 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!

Preizkusi

1 Rumena LED-luč

Odprte 1. vratca. Za njimi se skrivata rumena LED in upor. LED ima dva različno dolga
priključka in jo je treba vgraditi v pravilni smeri. Kratka žica je minus pol (katoda), dolga žica
je plus pol (anoda). Ko je LED že vgrajena, ni lahko prepoznati, katera žica je kratka. Vendar
pa obstaja še druga oznaka. Širši spodnji rob je na strani katode sploščen. Poleg tega
katodna žica nosi majhno držalo, na katerem je pritrjen LED-kristal.

Upor je opremljen z barvnimi obročki. Obroči so modre, sive in rdeče barve ter predstavljajo

6.800 Ω (ohmi) oz. 6,8 kΩ (kiloohmi). Dodaten zlati obroč predstavlja 5 % tolerančni razred.
LED načeloma ne smete neposredno povezati z baterijo, temveč vedno potrebujete

predupor, ki poskrbi za omejitev toka. Upor 6,8 kΩ je precej velik, tako da je tok s pribl. 1 mA
relativno majhen. LED ne sveti s svojo polno svetilnostjo, vendar je še vedno zelo dobro
vidna. Nekateri preizkusi v tem koledarju z elektroniko delujejo s 6,8 kΩ predupori, saj manjši
tok prinaša prednosti pri CMOS-vezjih. Pri manjšem toku LED se poveča tudi življenjska
doba baterije. Kasneje pa boste našli tudi manjše upore, ki omogočajo večji tok.

Za prvi preizkus dodatno potrebujete 9 V blok baterijo. Preizkus je treba izvesti posebej
previdno. Preprečite, da bi se oba LED-priključka hkrati dotikala priključkov baterije! Upor je
vedno treba priključiti zaporedno. Obe komponenti držite na baterijo, tako kot prikazuje skica.
Električni tokokrog je tako sklenjen, LED sveti.

Elektronska vezja so pregledno prikazana v vezalnih načrtih. Za vsako komponento obstaja
poseben 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. Vezalni načrt prikazuje sklenjen
električni tokokrog z baterijo, uporom in LED.

3

2 Uporaba preizkusne ploščice

Odprite 2. vratca in iz predalčka vzemite baterijsko sponko in preizkusno ploščico.

Vtično
polje s skupaj 270 kontakti v 2,54 mm rasterju skrbi za varno povezavo gradbenih
delov.

Stično polje ima v sredinskem območju 230 kontaktov, ki so prevodno povezani z
vertikalnimi progami s 5 kontakti. Dodatno je na robu 40 kontaktov za oskrbovanje s
tokom, ki so sestavljeni iz dveh horizontalnih prog kontaktnih vzmeti z 20 kontakti.
Stično polje razpolaga s tem z dvema neodvisnima tirnicama za napajanje.

Vstavitev gradbenih elementov potrebuje relativno veliko moči. Priključne žice se
zaradi tega lahko prepognejo. Pomembno je, da boste žice vdeli natančno od zgoraj.
Pri tem si lahko pomagate s pinceto ali majhnimi kleščami. Eno žico potisnite skozi to
luknjico in jo ukrivite. Tako lahko uporabite občutljive priključne žice, kot so pocinkani
konci baterije brez da bi jih pregibali.

Slika prikazuje enak tokokrog kot v prvem poskusu, vendar z nekoliko drugačno
razporeditvijo komponent, ki pa so podobne tem v 2. eksperimentu.

3 Preklopno stikalo

Sestavite preprosto stikalo iz dveh žic. Primerno stikalno žico boste našli za tretjimi
vratci. S kleščami zarežite 3 cm nad koncem žice in na koncih odstranite izolacijo -

približno 5 mm. Za odstranitev izolacije s koncev žic, zarežeti v izolacijo z ostrim
nožem. Pozor: pri tem se žice same ne dotaknite, ker se bo drugače na tem mestu
zlahka zlomila.
Stikalo je sestavljeno iz dveh kosov žice. Dodatna kratka žica je nameščena za vklop
in izklop tokokroga – kot stikalo. Baterijski priključek mora biti vedno povezan, da se
priključki ne obrabijo preveč.

4

Priključite baterijo in preverite delovanje vašega stikala. V mirovanju, brez
vključenega stikala LED ne sveti.

*schalter = stikalo

4

CMOS IC 4093

Odprite vratca številka 4. Za njimi boste našli najbolj pomemben del tega koledarja,
CMOS IC 4093. Ta IC vsebuje štiri NAND vezja s Schmitt prožnimi vložki. Funkcija
tega vezja bo pojasnjena z delom v naslednjiih poskusih. Prvi poskus kaže, kako je
LED povezana z enim od štirih izhodov. Integrirana vezja je treba obravnavati
previdno, ker se lahko uničijo, če uporabimo previsoko napetost. Statična elektrika je
lahko nevarna, vendar pa vsi tipi serije CMOS 4000-B vključujejo notranja zaščitna
vezja, ki omogočajo zelo varno delo. Dodana je zaščitna diode, ki omeji pozitivno
napetost pod Vdd napajalno napetostjo in nad negativno Vss napajalno napetostjo.
IC je relativno dobro zaščiten pred statično napetostjo. Poleg tega ta zaščitna diode
poskrbi, da v primeru napačne priključitve napajanja (zamenjava + in – priključka),
prevelik tok ne uniči IC vezja. Kljub temu pazite na pravilno priključitev napajanja.

Pred prvo uporabo obvezno poravnajte vse nogice IC vezja. Vezje poloćite pravilno
na ploščo tako, da ne bosta zamenjani nogici 7 in 14. Napačna postavitev lahko
povzroči napačno priključitev napajanje in IC vezje se lahko uniči. Nogica 1 in 14 sta
na levi strani vezja.

5

Sedaj lahko naredimo prvi preiskus, uporaba vrat NAND. Povežite nogici 1 in 3 in jih
pvežite na GND (logična 0). Na izhodu se nahaja LED s preduporom. Če ste vse
pravilno povezali mora LED goreti.. IC vezje je na izhodu vklopilo napetost (logični
vklop) in spremenilo vhodno stanje.

5

Senzor na dotik

Odprite peta vratca in vzemite ven upor. 10 MOhm (rjava, črna, modra) upor je visok
upor, kar pa je v tem primeru pomembno, ker je njegova upornost bistveno večja kot
jo ima koža prstov. Tako se lahko stikalo preklopi preko fizičnega dotika.

Dva gola kosa žice ležita drug poleg drugega tako, da se lahko obeh naenkrat
dotikate s prstom. Kontakt A ima vlogo upora, velikost pa je odvisna od vlažnosti
kože in je lahko med 10kOhm in 1MOhm.

Tokrat uporabite druga NAND vrata na priključkih 4 do 6. Vezje deluje enako na vseh
štirih vratih. Brez dotika s prsti, 10Mohm upor sprosti visoko napetost na vhodu vrat
(ena), dotik s prstom pa spusti napetost na vhodu vrat vezja navzdol (nič). Na izhodu
dobimo logično 1, dioda torej sveti ko se dotaknete obeh žic.

6

Dotik s prsti sproži logično 0 na vhodu, ki se pretvarja v logično 1.

6

IN - vezje

Še en upor z 10M ohmi (rjava,črna,modra) najdete za vratci številka 6. Sedaj pa je
potrebno sestaviti 2 senzorja na dotik. Tokrat so senzorske žice priključene na
pozitivno napajalno napetost Vcc in upori na GND. Z dotikom tako ustvarimo stanje
1, medtem ko je v osnovnem stanju 0. Za razliko od predhodnega poskusa tukaj
vhodni vrati nista več povezani , namesto tega imata vsaka svoje vhodno stanje.

Če je bilo vse pravilno nastavljeno, ostane LED brez dotika senzorjev ugasnjena
Dotaknite se kontakta A in LED bo ostala še vedno ugasnjena. Ko pa se dotaknete
naenkrat A in B kontakta, se bo LED prižgala. Dotik samo kontakta B prav tako ne
prižge LED.

Rezultat je logika IN-funkcije: Samo ko sta A in B v stanju 1, se prižge LED. Takšno
vezje se včasih uporablja kot varnostni sistem za motorje,v katerih je treba preprečiti,
da ima nekdo roko v nevarnem delovnem območju. Pritisniti moramo z obema roka
ma na stikali in šele takrat sprožimo zagon motorja.

Tukaj se pojavlja IN-funkcija, čeprav so uporabljena NAND- vrata. Če pozorno
pogledate boste pravzaprav opazili še drugi inverter: LED je priključena na Vcc in
zasveti takrat, ko izhod NAND- povzroči 0.

7

IN - nič

7