POKUSY S JEDNÍM OBVODEM

V tomto článku se podíváme na jedno zapojení zvané asymetrický (nesymetrický) multivibrátor s tranzistory opačné vodivosti (PNP a NPN), a seznámíme se s různými možnostmi jeho využití, v sedmi praktických příkladech.

Tak například jej můžeme použít jako blikající žárovku (obrázek 1), a využít jej pro různé účely. Tak třeba jako blikající světlo na kolo, model majáku, směrová světla (blinkry) na modely aut, lodí, jako blikající baterku a podobně.

Obrázek 1

Toto zapojení podle obrázku 1 je klasický asymetrický multivibrátor, jehož zátěží je žárovička Ž. Kmitočet opakování pulsů je dán kapacitou kondenzátoru C1 a hodnotami odporů R1 a R2. Odporem R1 je nastaveno omezení maximálního použitelného kmitočtu (kdy ještě žárovička stačí blikat) a jemně si kmitočet nastavíme potenciometrem R2. Všimněte si, že přístroj je napájen plochou baterií 4,5 V a je zde použita žárovička 3,5 V, nespálí se? Ne! Doba trvání jejího rozsvícení je velmi krátká a vlákno nemá čas na přehřátí. V případě, že bychom zde použili tranzistory s malým zesílením (třeba starší germaniové), dala by se použít i žárovka 2,5 V,

V případě, že bychom v tomto zapojení místo žárovky použili reproduktor, dostaneme další zařízení – elektronický metronom. Používá se při výuce hudby, pro odpočítávání v průběhu fyzikálních experimentů a podobně.

Pokud bychom trochu změnili schéma (podle obrázku 2), zmenšili kapacitu kondenzátoru C1 a přidali odpor R3, pak se délka impulsů prodlouží, a zvýší se kmitočet zvuku. Pak jej můžeme použít třeba v roli bytového zvonku, zvukového signálu nějakého modelu, nebo třeba jako zvuk motoru v dětském šlapacím autíčku, ale v tomto případě kvůli větší hlasitosti musíme zvětšit napájecí napětí na 9 až 12 volt. Jedna z neposledních možností je třeba použití pro výuku telegrafní abecedy, postačí místo vypínače Vyp připojit telegrafní klíč. Výšku zvuku určují hodnoty kondenzátoru C1 a odporů R1 a R2. Čím je větší hodnota odporu R3, tím je zvuk generátoru hlasitější, ale pokud jeho hodnota bude vyšší než 1 kiloohm, může se stát, že se obvod nerozkmitá.

Obrázek 2

V tomto zapojení jsou použity stejné tranzistory jako v předešlém příkladu, na pozici reproduktoru jsou použity sluchátka od přehrávače s impedancí od 5 do 65 ohmů.

Asymetrický multivibrátor s tranzistory opačné vodivosti má jednu zajímavou vlastnost: při své činnosti jsou oba tranzistory současně otevřeny či zavřeny. Při jejich zavření je spotřeba proudu obvodem velmi malá, což umožňuje jej použít jako ekonomický indikátor neelektrických veličin, jako například indikátor vlhkosti, podle obrázku 3. Jak je možno vidět ze schématu, generátor je trvale připojen ke zdroji (baterii), ale nepracuje, neodebírá proud, jelikož oba tranzistory jsou zavřené, k čemuž přispívá i odpor R4.

Do zdířek „sonda“ je připojeno čidlo vlhkosti. Je zhotoveno ze dvou tenkých pocínovaných vodičů s délkou 1,5 až 2 cm, našitých ve vzdálenosti 3 až 5 mm k vhodnému materiálu, například silnější látce. V jednom ze vzorků jsme použili slaboučké lanko ze šnůry starého stolního telefonu. Za sucha je jejich vzájemná vodivost velmi malá, téměř nulová, za vlhka prudce stoupá. Tranzistory jsou otevřeny, generátor začne pracovat – rozkmitá se. Pokud bychom potřebovali snížit hlasitost, můžeme zmenšit napájecí napětí nebo hodnotu odporu R3. Indikátor vlhkosti v tomto provedení může být použit třeba i pro kontrolu vlhkosti plen  kojenců.

Obrázek 3

A nyní když předešlé zapojení poněkud rozšíříme, například o možnost světelné signalizace spolu se zvukovou, dostaneme se k zapojení na obrázku 4, kde vidíme dva tyto asymetrické multivibrátory. Prvý používá tranzistory T1 a T2 a je k němu připojeno čidlo vlhkosti, jako zátěž je k jeho výstupu připojena žárovička Ž. Druhý multivibrátor s tranzistory T3 a T4 je řízen napětím z kolektoru tranzistoru T2 a pracuje jako generátor tónu s výstupem do reproduktoru. V případech,kdy zvukový signál není požadován, lze jej vypínačem Vyp vypnout. Tranzistory, žárovka i reproduktor v tomto zapojení jsou stejné, jako v předešlých.

Obrázek 4

Využitím kmitočtové závislosti tohoto zapojení multivibrátoru na proudu báze tranzistoru T1, můžeme zkonstruovat další zajímavé zapojení, třeba generátor, který simuluje zvuk sirény. Pak jej můžeme použít třeba na vytváření zvuku sirény sanitky, policie, hasičů a podobně.

Schéma tohoto zapojení je na obrázku 5. V klidovém stavu je tlačítko Tlač rozepnuté, tranzistory jsou zavřené, generátor nepracuje. Po stisku tlačítka se přes odpor R4 začne nabíjet kondenzátor C2. Tranzistory se otevřou a multivibrátor začne pracovat. V závislosti na nabíjení kondenzátoru C2 se zvyšuje proud báze tranzistoru T1 a kmitočet multivibrátoru se zvyšuje. Po rozepnutí tlačítka se vše opakuje v opačném pořadí. Rychlost stoupání a klesání zvuku je určeno hodnotou odporu R4 a kondenzátoru C2. Výška tónu sirény se nastavuje změnou hodnoty odporu R3 a její hlasitost hodnotou odporu R5. Tranzistory a reproduktor jsou stejné jako v předchozích zapojeních.

Obrázek 5

Vzhledem k tomu, že v tomto zapojení multivibrátoru jsou použity tranzistory s opačnou vodivostí, můžete jej použít jako zařízení pro kontrolu tranzistorů tím způsobem, že provozní tranzistory budeme nahrazovat těmi testovanými. Schématické zapojení takového zařízení je na obrázku 6. Je to v podstatě již známý obvod audio oscilátoru, ale může zde být použit i generátor světelných pulsů.

Obrázek 6

A nyní jak s tímto budeme postupovat. Přepínače Př1 a Př2 přepneme do horní (dle schématu) polohy, zapneme vypínač Vyp, a tím otestujeme funkčnost zařízení. Vypínač opět vypneme, a ke konektoru NPN nebo PNP připojíme testovaný tranzistor, příslušný přepínač Př1 nebo Př2 přepneme do polohy KONTROLA (ve schématu dolní poloha) a vypínač znovu zapneme. Pokud je testovaný tranzistor v pořádku, opět se ohlásí zvukovým signálem z reproduktoru, jako při kontrole.

Obrázek 7

Na základě tohoto multivibrátoru můžete také snadno sestavit velmi jednoduchý generátor ke zkoušení přijímačů a zesilovačů podle obrázku 7. Jeho jediná změna oproti zvukovému generátoru spočívá v tom, že na jeho výstupu je místo reproduktoru připojen sedmistupňový regulátor úrovně napětí signálu, tak zvaný attenuátor, kterým si můžeme upravit výstupní signál na takovou úroveň, jakou požadujeme.

Námět Э. ТАРАСОВ