Elektrostatička pražnjenja, koja su za ljude jedva primetna, mogu da oštete ili da trajno unište poluprovodničke komponente. U tom pogledu su najosetljivija MOS kola. Debljina izolacionog sloja (SiO2) gejta kod savremenih LSI kola je oko 0,1 μm, kod kola sa velikim stepenom integracije (VLSI) ona je do 0,7 μm. Često nesvesno dodirujemo hardverske komponente računara, a onda doživljavamo neprijatnu situaciju da neka od njih ne radi. Uništio ih je nevidljivi statički elektricitet koji se stvara prilikom trenja, a prenosi dodirom.
Probojno elektrostatičko polje kreće se između 400V/μm i 1000 V/μm, u zavisnosti da li je poluprovodnički element rađen od čistog ili dotiranog silicijuma, kao u slučaju bipolarnog kola. Ako je debljina sloja SiO2 oko 0,05 μm (MOS kola) do proboja će doći već pri naponima od oko 20 V. Prilikom proboja, u sloju SiO2 se stvaraju kanali prečnika manjeg od 1 μm s primesama metala, što dovodi do promene električnih karakteristika poluprovodnika, ako ne dođe i do potpunog uništenja. Bilo kakve opravke ne dolaze u obzir, jer nisu moguće i složeno kolo, ili mikročip su definitivno uništeni, tako da se moraju u kompletu menjati.
Elektrostatička naelektrisanja javljaju se usled trenja između površina različitih materijala. Atomima jednog materijala se dovodi energija, tako da se iz atoma oslobađaju elektroni. Slobodne elektrone privlače atomi drugog materijala. U donorskim materijalima javljaju se pozitivna naelektrisanja, a u akceptorskim negativna. Količina i vrsta naelektrisanja zavise od energije koja se dovodi (od intenziteta i koeficijenta trenja), vrste materijala i od njihovog relativnog položaja u naponskom nizu materijala. Elektrostatički potencijali u tehničkim prostorijama nastaju usled trenja pokretnih delova mašina, usled strujanja vazduha preko plastičnih folija ili mašinskih delova, a i osobe u pokretu mogu ih izazvati. Na taj način može se nagomilati znatna energija, naročito ako se elektrostatički naboj ne odvodi dovoljno brzo s predmeta od izolacionog materijala i ukoliko se trenjem na predmetima ne sakupi novi elektrostatički naboj.
Do oštećenja, ili uništenja elektronskih komponenti može doći usled tri razloga: napona, visokih energetskih impulsa i električnih ili magnetskih polja.
Postavlja se praktično pitanje, kako izbeći takva oštećenja? Svedok sam i nekih primera iz prakse, da loše, ili nikakvo, uzemljenje računara uništava njegove komponente zbog nemogućnosti odvođenja statičkog naelektrisanja i parazitnih struja. Kod provere i ugradnje, po mogućnosti izbegavati neposredne dodire osteljivih delova komponenti, nožica IC, mikročipova, MOS, FET tranzistora, a ako smo prinuđeni na to, najbolje je ruku kojom ne radimo vezati elastičnim provodnikom za sigurno uzemljenje kako bi se brzo odvodio statički elektricitet u zemlju. Međutim, uređaj u koji ugrađujemo komponente se mora obavezno isključiti iz mreže, jer u tom slučaju služimo kao dobar provodnik ka zemlji. Pri držanju osetljivih delova hardvera računara nikada ne dodirivati osetljive konektore i podnožja složenih poluprovodničkih elemenata, posebno na podnožju matične ploče, niti ih trljati suvim krpama. Ako želimo očistiti konektore, najbolje je da ih lagano prebrišemo mekanom krpom, ili papirnom maramicom, koja je natopljena apotekarskim alkoholom. I u tom slučaju neophodan je naš kontakt sa dobrim uzemljenjem. Najbolja zaštita poluprovodničkih komponenti od elektrostatičkih polja je tzv. Faradejev kavez. Taj se princip primenjuje i kod pakovanja poluprovodničkih komponenti.
Pošto smo sagledali na koje sve načine dolazi do oštećenja komponenti, značajno je istaći i način pakovanje i transporta. Primenjuju se sledeći sigurni načini pakovanja: stiropor-ploče, sunđeraste mase (za utiskivanje nožica), IC “šine”- specijalne duguljaste kutije koje svojom konstrukcijom štite nožice od deformacija i statičkog elektriciteta.
Na kraju recimo da radno mesto za ugradnju integrisanih kola i složenih komponenti mora da ispuni sledeće uslove: radna površina stola mora biti provodna i uzemljena, ispod stola treba da bude provodna uzemljena prostirka, alatke, klešta, pincete i drugi alati ne smeju biti sa izolovanom drškom, lemila, kao i instrumenti moraju se uzemljiti, osoba koja radi sa integrisanim kolima mora da nosi cipele sa provodnim đonom, kako bi bila uzemljena preko provodne prostirke ispod stola. Važno je da osoba koja radi sa integrisanim kolima, kao i svi predmeti na stolu, budu na istom potencijalu. Postoje i specijalne provodne narukvice sa elastičnim najlonskim provodnim spojem sa radnom pločom stola, kako bi se obezbedio isti potencijal osobe s radnim stolom i svim predmetima na stolu.

U mnogim gradskim, pa i seoskim naseljima primećujemo mnoštvo antena, što od kablovskih distributera, radio-amatera, vojske i policije, PTT mreže, zemaljske TV mreže, kao i drugih korisnika radio-difuzne mreže. Pored antena, tu su i strujni vodovi visokog, odnosno niskog napona koji mogu biti vazdušni, ili podzemni. Za većinu njih moraju se pribaviti odgovarajuće dozvole za rad, odnosno za emitovanje radio-frekvencijske ( RF ) energije. Mi smo stalno utopljeni u vrlo slaba polja svih predajnika koji rade na svetu, dalekovoda i trafo stanica, ali i drugih zračenja o kojima smo nedavno pisali, uz konstataciju da o ovoj temi vlada posebno interesovanje naših čitalaca, što je zbog zdravlja čoveka sasvim razumljivo i opravdano.

Biološki efekti radio-frekvencijskih zračenja i njihove praktične implikacije privukli su veliku pažnju tokom poslednjih nekoliko godina. Radovi u profesionalnim i naučnim časopisima u vezi sa ovim problemima sreću se na sve strane. Na žalost, odjeci ovih radova u nekim stručnim časopisima nisu realni i u nekim slučajevima su čak senzacionalistički obojeni. Prosečan poznavalac ove problematike, i ne samo on, ostaje dezorjentisan, pitajući se da li opasnost od RF zračenja zaista predstavlja razlog za brigu, i ako je to slučaj, šta treba učiniti da se ona smanji. Dokazano je da izlaganje EM poljima na frekvencijama iznad 100 kHz može dovesti do apsorpcije energije u organizmu i do porasta temperature u telu. Zbog toga je neophodno poznavati prirodu ovih zračenja i njihova moguća štetna dejstva.

RF zračenja se po svom dejstvu totalno razlikuju od jonizujućih vrsta zračenja, kao što su gama i X-zraci. Gama zraci su prodorni i veoma opasni, pošto su elektromagnetne prirode, a zbog smanjivanja debljine ozonskog omotača sve ih više ima i u Sunčevoj svetlosti. Jonizujuća zračenja imaju kumulativan efekat, odnosno količina zračenja se sabira tokom vremena, pa zbog toga oni koji npr. rade u atomskim postrojenjima, ili se bave traženjem i eksploatacijom uranijumovih ruda, moraju da vode računa o ukupnoj dozi koju su primili tokom vremena, a koja ne sme da pređe određenu granicu. RF zračenja, dakle, nisu jonizujuća i najvažnije dejstvo ovih zračenja na biološke materije jeste izazivanje rotacije električno polarisanih molekula, kao što je to voda. Ova rotacija se manifestuje kao toplota, pa se navedeni efekat koristi u medicinskoj dijatermiji i mikrotalasnim pećima. Usled porasta temperature pojedinih delova čovečijeg tela nastaju trajna oštećenja. Tako npr. porast temperature za oko 10 stepeni (C) može da dovede do formiranja katarakta, a isto tako veći porasti temperature tela mogu da dovedu do smrti. U normalnim slučajevima efekat izlaganja RF energiji nije kumulativan ukoliko nije tako intenzivan da dođe do trajnog oštećenja tkiva, jer sve što se zagreje može da se i ohladi. Dejstvo RF energije na živo tkivo zavisi od izvora ove snage, oklapanja, a najviše od frekvencije zračenja. Zagrevanje dela tela može da se smatra opasnim ako toplota ne može da bude odstranjena telesnim odbrambenim mehanizmom za regulaciju normalne temperature tela, dovoljno brzo da se spreči porast temperature dovoljan da ošteti tkivo. Možda najkritičniji organ u ovom pogledu jeste sočivo oka, jer je ono blizu površine tela, a ne postoji protok krvi kojim se toplota odvodi. Na sreću, nisu zabeleženi alarmantni slučajevi da RF zračenja dovode do teških bolesti raka, ili genetskih oštećenja čoveka ili životinja.

         Naučnici se slažu da oštećenje tkiva usled dielektričkog zagrevanja može da nastane pri gustinama snage tek znatno iznad 10 mW/cm2. Što se tiče mogućih bioloških efekata RF polja manjih intenziteta, i dalje postoji veliko neslaganje naučnika na Zapadu i na Istoku. Strožije kriterije i standarde imaju ruski načnici. Ova neslaganja manifestuju se i u različitim nacionalnim standardima, gde EU, svojim propisima, pokušava da uvede reda. U bivšoj Jugoslaviji dozvoljena granica iznosila je 1 mW/cm2, a danas su dozvoljene granice kod nas regulisane “Pravilnikom o granicama izlaganja nejonizujućim zračenjima” (”Službeni glasnik RS” broj: 36/09). Pored ove jedinice, za gustinu snage danas se sve češće koristi W/m2, W/kg, odnosno J/kg, što je u Pravilniku precizno određeno. Tako na frekvencije opsega 10 MHz do 110 MHz za struju kroz neki ekstremitet primenjuje se propisani referentni nivo od 45 mA (član 7.) Lokalizovani SAR se utvrđuje kao prosek šestominutnog izlaganja. SAR = dP/dm ( P: snaga izvora, m: masa tela ).

        Na gustinu snage zračenja itekako utiče i upadni ugao pod kojim padaju EM talasi na posmatranu površinu, odnosno na ozračenu masu živog tkiva. Maksimalan intenzitet EM talasa je ukoliko pada pod uglom od 90 stepeni, tako da smanjenjem, ili povećanjem ugla intenzitet slabi, što se može matematički proračunati. Formula se odnosi na normalan pravac prostiranja.

        Naučni stav po pitanju uticaja nejonizujućih zračenja na ljude, objavljuju nezavisne naučne međunarodne, ili nacionalne organizacije, među kojima glavnu ulogu ima Međunarodna komisija za zaštitu od nejonizujućeg zračenja ( ICNIRP ),Web site: www.icnirp.de .

Tabela: ICNIRP osnovna ograničenja za izloženost EM poljima frekvencije 10 MHz-10GHz

Na kraju recimo koje su to situacije RF zračenja koje treba izbegavati: izlaganje RF snazi koja dovodi do stvarnog osećaja toplote, gledanje u talasovod, rad sa snažnim VHF/UHF pojačavačima sa skinutim poklopcima, korišćenje male antene u blizini očiju, podešavanje antena u radu, korišćenje ručnih stanica sa „antenom-palicom“, blizak kontakt sa mikrotalasnom pećnicom koja je uključena. Veoma je štetno držanje mobilnog telefona ispod jastuka dok spavamo ili u neposrednoj blizini očiju dok razgovaramo. Pored moguće opasnosti od strujnog udara, nije preporučljivo biti u blizini visokonaponskih provodnika i uređaja koji generišu visoke napone, a posebno zračenja struja visokih frekvencija. Nivo štetnog zračenja znatno slabi povećanjem udaljenosti (opada sa kvadratom rastojanja) od izvora RF zračenja, tako da je izvesno da antene na zgradama nisu toliko opasne kao što to mnogi laički predstavljaju. Najbolji način da se u to uverimo je ispitivanje RF zračenja pomoću odgovarajućih instrumenata uz primenu odgovarajućih tehnika. Jedna od najnovijih tehnika je dobijanje anatomskog modela ljudskog tela uz pomoć magnetne rezonance i primena FDTD (finitediference time domain) metoda za analizu raspodele energije u telu.

Izvori saznanja:

1. 1.RF Hazards and-the Radio Amateur, Radio Comunication 2/2012,
2. 2.www.icnirpde,
3. 3.XXIII Simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobraćaju – PosTel 2005, Beograd, 13. I 14 decembar 2005. godine.

Često smo u prilici da nam je potrebno da umesto 12 V jednosmernog imamo 220 V naizmeničnog napona. To se dešava kada nestane struje u mreži, ili ako se nađemo na mestu gde nemamo struje, a potrebno je neko solidnije osvetljenje. Ponekad se takvi konvertori mogu naći jeftino i na buvljaku, jednostavne su konstrukcije, ali je pravo zadovoljstvo kada ga sami napravimo. Za ljubitelje elektronike nudim u praksi proverenu šemu nešto složenije konstrukcije koja je dala dosta dobre rezultate i široku praktičnu primenu.

Uređaj radi na principu pretvaranja jednosmernog u naizmenični napon. Pretvaranje napona se odvija pomoću oscilatornog kola u primarnom namotaju transformatora. Oscilacije se stvaraju dovođenjem jednosmernog napona (12V) na zajednički spoj baza tranzistora (2N3055H) preko dela namotaja u transformatoru. Tranzistori su direktno spojeni sa svojim emiterima preko otpornika 27Ω sa sredinom izvoda jednog dela namotaja primara transformatora. Taj izvod je vezan sa sredinom drugog dela primara ( 6-7) tranformatora preko elektrolitičkog kondenzatora i otpornika (470Ω). Punjenje i pražnjenje kondenzatora se odvija u ritmu oscilacija oscilatornog kola, što obezbeđuje relativno malu frekvenciju oscilovanja (oko 50 Hz). Period oscilovanja, a time i frekvencija, određeni su poznatom Tomsonovom formulom za oscilatorno kolo: T = 2π √LC  (1), gde je 2π konstanta ( 2π ≈ 6,28 ), L je induktivitet namotaja (meri se u henrijima, H, μH), a C kapacitet kondenzatora, koji se meri u faradima, odnosno mikrofaradima (μF). Dalje sledi: λ=c*T (2),ν=1/(2π√LC)   (3). Za kapacitet je u ovom slučaju uzet elektrolitički kondenzator kapaciteta 100 μF. Promenom kapaciteta kondenzatora menja se i frekvencija oscilatora prema navedenoj formuli (3). Namotaji primara moraju biti prema datom upustvu, ali i sa odgovarajućim presekom jezgra. Za druge preseke jezgra menja se broj namotaja i debljina provodnika, kako u primaru, tako i u sekundaru transformatora. U tom slučaju mora se znati proračun transformatora: n(1V) = 45/S , U1 : U2 = n1 : n2, U je napon, a n broj namotaja, S presek jezgra računat u 〖cm〗^2.  Za preciznije računanje frekvencije (ν) moraju se uzeti u obzir svi elementi proračuna, što zavisi od toga koje uređaje želimo napajati, da to ne bude samo neonska cev, već još nešto. Posebnu pažnju obratiti na sledeće elemente proračuna:
    Na transfomatoru preseka jezgra ( S = √(P )) od 10 〖cm〗^2 broj navojaka iznosi:

•     n-1: dva puta 50 namotaja, bifilarno (udvojeno), žicom 1,5 〖mm〗^2,
•     n-2: dvadeset namotaja, bifilarno, žicom 0,4 〖mm〗^2,
•     n-3: oko 1000 namotaja za 220 V i za svakih narednih 10 V po 45 – 50 namotaja lak žice 0,25 〖mm〗^2. Srednji izvodi kod bifilarno motanih navoja dobijaju se kao početak jednog i završetak drugog namotaja. Paziti da to ne budu krajevi istog kalema.

    Naizmenični napon se indukuje u sekundarnom delu tranformatora koji ima oko 1000 namotaja. Na srednjem izvodu sekundara transformatora dobija se napon od 110 V naizmenične struje, što može biti interesantno za uređaje američkog tipa (110 V, 60 Hz).

Pri korišćenju konvertora može se upotrebiti mala neonka, stona lampa manje snage, portabl-televizor, kao i drugi uređaji za koje nije kritična frekvencija za njihov rad. Tu treba voditi računa da uglavnom svi TV u boji nisu prilagodljivi za nestabilnu frekvenciju pri njihovom radu i da je za njih potrebna nešto složenija konstrukcija konvertora. Što je posebno interesantno, uređaj može da pogoni manju pumpu za centralno grejanje, a to ima velikog značaja pri nestanku električne struje u zimskom periodu.

Slike koje pokazuju gotov uređaj predstavljaju ga u nešto složenijoj formi, sa ugrađenim ispravljačem za punjenje akumulatora (olovni, ili NiCd) i sa nekim automatskim funkcijama koje su izvedene složenim relejnim prekidačem. Shema ispravljača i automatskog napajanja u slučaju nestanka struje nisu prikazani, što zavisi od našeg opredeljenja i izbora kako ćemo da punimo akumulator, da li sa posebnim ispravljačem, ili sa elektronikom koja je u kutiji konvertora. Kod opisanog uređaja sve je smešteno u jednu aluminijsku kutiju koja je namenski pravljena. Pored konvertora ugrađen je snažan ispravljač sa automatskim prebacivanjem na akumulatorsko napajanje u slučaju nestanka struje u mreži, što u suštini predstavlja “pametan” uređaj. Ako ga koristimo na mestima gde nema mrežnog napona, potrebno je imati dobro napunjen akumulator. Dužina rada konvertora određena je kapacitetom napunjenog akumulatora (Ah) i ukupnom snagom ( P ) uređaja koje napajamo.

Uređaj je zaštićen od pogrešnog polariteta pri spajanju Acu baterije, a zaštita je izvedena pomoću snažne ispravljačke diode koja dovodi do pregorevanja osigurača ( 8A ) ukoliko se nepažnjom okrenu polovi baterije. Da ne bi, ipak, do toga dolazilo, svi napojni kablovi za akumulator su izvedeni sa određenim konektorima standardne izrade, čija pravilna upotreba ne dovodi do grešaka, pogrešnih spojeva i neželjenih posledica.

Na kraju da napomenem da je uređaj detaljno ispitan i proveren u radu pri punjenju i pražnjenju akumulatora. Značajno je da obezbeđuje dosta stabilan naizmenični napon koji se automatski aktivira u slučaju nestanka struje u mreži. Ako koristimo olovni akumulator dobro bi bilo da ga ne držimo u radnom prostoru zbog mogućeg isparavanja elektrolita prilikom punjenja. Elektronika napajanja akumulatora je urađena tako da se Acu baterija samo nadopunjava i da se povremeno prazni, što produžava radni vek akumulatora. Urađena je i automatska zaštita od potpunog pražnjenja akumulatora (ispod 9,8 V).