Svaki napredni konstruktor želi da u svojoj  radionici ima stabilan i jak izvor jednosmerne struje sa mogućnosti promene i finog podešavanja napona. Takav izvor služi za različite eksperimente, brzo punjenje akumulatorskih baterija, ili za napajanje uređaja velike snage. Snaga izvora struje zavisi od preseka jezgra transformatora, debljine provodnika primarnog i sekundarnog namotaja i snage Grec spoja koji se sastoji od četiri ispravljačke diode.

Cene transformatora veće snage su dosta visoke, tako da se većina snalazi kako zna i ume, uz napomenu da se motanje transformatora nikako ne isplati, bez obzira na mogućnost izbora različitih napona na sekundaru. Jedno od praktičnih rešenja je upotreba transformatora iz dotrajalog, ili pokvarenog UPS uređaja. Uz malo snalažljivosti i merenje omskog otpora namotaja UPS možemo doći do željenog izbora sekundarnog napona. Ukoliko se odlučimo za samostalnu izradu transformatora potrebno je, pored odgovarajućeg trafo lima, da znamo reference i proračune koje sam detaljno opisao u ranijem članku ( 12. 01. 2017. ) na ovom portalu.

Ako pretpostavimo da je standardni napon primara 230V/50 Hz, za konstantu dimenzija jezgra ćemo uzeti 45. Presek jezgra ( S ) se dobije množenjem unutrašnjih strana četvrtastog kalema ( S = a*b (cm2)). Snagu transformatora računamo ako vrednost preseka S kvadriramo ( S*S (cm2)), što je izraženo u vatima ( W ). Broj namotaja primarnog ( Np ) i sekundarnog namotaja ( Ns ) dobijemo iz formule N1 = 45/S ( broj namotaja za 1 V ). Dalje sledi proračun, Np = N1*230 V i Ns = N1*Us ( što zavisi od potrebnog napona na sekundaru ). Nadalje, za transformator važi odnos: Up : Us = Np : Ns i još jedna važna proporcija: Up : Us = Is : Ip ( odnos napona i jačina struja u namotajima ).

Jednostavnije i praktičnije rešenje od prethodnog je upotreba transformatora iz rashodovanog UPS uređaja, uz opasku da se tu zamene primarni i sekundarni namotaj, te da moramo precizno meriti omske otpore na njihovim izvodima. Najveći otpor primarnog namotaja ide na mrežni napon 230 V, dok sekundarni izvod možemo odabrati merenjem napona. Treba imati u vidu da se posle dvostranog ispravljanja napona na izlazu Grec spoja jednosmerni napon poveća 1,41 puta ( množimo sa korenom iz 2 ), a ako upotrebimo elektrolit za filtraciju napona još više, tako da moramo biti veoma oprezni kod izbora radnog napona, što zavisi od namene ispravljača.

Ispravljač ( vidi slike po fazama rada i gotov uređaj ), koji je pravljen od gabaritnog transformatora UPS-a, koristi Grec spoj od 50 A, sa namenskim opterećenjem na izlazu, vrednosti 500 oma ( otpornost veće snage ) i zaštitnom ispravljačkom diodom na samom izlazu, koja sprečava povratnu struju iz akumulatora, a smešten je u kutiju od duraluminijuma koja je propisno uzemljena. Na vrhu kutije fiksirana je kružna komora u koju je smeštena elektronika upravljačkog dela sa dva izlazna konektora za jednosmernu struju. Namerno je ugrađen indikator napona analognog tipa, a na samom ulazu mrežnog napona topljivi osigurač od 3 A. Pošto je presek jezgra transformatora 25,2 cm2, ( S = a*b = 6*4,2 = 25,2 cm2 ), snaga gotovog ispravljača dostiže 635 W, što je dovoljno za eksperimente različite namene i napajanje uređaja velike snage, sa jačinom struje do 42 A i jednosmernim naponom na oba priključka vrednosti 15 V.

Posebna vrednost ovog konstruktorskog uređaja je njegova zanemarljivo mala cena, jer su ulaganja minimalna zbog korišćenja elektronskog otpada i mogućnosti upotrebe za brzo punjenje automobilskog akumulatora većeg kapaciteta sa stabilnim naponom do 14,8 V.

Pošto usluge autoelektričara i brze intervencije na instalacijama ponegde dostižu velike iznose plaćanja na neke od njih se odlučujemo sami, naravno uz sopstveni rizik i pod pretpostavkom da dobro  poznajemo osnovne pojmove o strujnim kolima, oznake pojedinih provodnika koji su uglavnom standardizovani po pitanju priključaka za radio, tako da su male mogućnosti da napravimo neku fatalnu grešku pri kompletiranju instalacije.

Uređaj koji često koristimo u vožnji je auto radio koji u novijim konstrukcijama ima mogućnost bežične veze sa telefonom ( Bluetooth handsfree ) kao i daljinsku kontrolu pomoću koje možemo birati režim rada ON/OFF, pojačavati, ili smanjivati jačinu zvuka, što znatno olakšava vožnju automobila jer se ne gubi koncentracija. Za korišćenje mobilnog telefona u automobilu na klasičan način plaća se visoka kazna za učesnike u saobraćaju.

Povezivanje auto radija nije složena radnja ako imamo razvedenu instalaciju, što susrećemo kod većine automobila, što znači da su izvedeni standardni priključci za dovod struje i kablovi za zvučnike. Prilikom izvođenja tih radnji obavezno skinuti  negativnu, a potom pozitivnu klemu sa akumulatora. Vraćanje klema ide obrnutim postupkom. Za uređaje koji su kodirani moramo znati te   kodove kako bismo ih kasnije ukucali. Priključak za struju ( 12 V ) ima provodnike različitih boja, gde je crvena plus priključak ( radni ), žuta je takođe plus kao priključak za memoriju ( spaja se sa crvenom ), crna se spaja na minus pol izvora struje, plava za napajanje električne antene, a narandžasta za svetlo kabine, a može i za napajanje dodatnog pojačala ukoliko želimo da ga ugradimo. Za instalaciju pojačala veće snage moramo imati odgovarajući presek kablova, posebno za napajanje, ali i za zvučnike ukoliko su veće snage. Ovde je značajno da se napajanje električne antene vrši kada uključimo radio, tako da nam nije potreban poseban prekidač, jer antena može da za duže vreme stajanja automobila isprazni akumulator. Memorija radija ima veoma malu potrošnju struje ( nekoliko mA ), tako da se obično vezuju žuti i crveni kabal u zajedničku tačku na plus pol izvora koji je doveden posebnim provodnicima sa akumulatora, ili sa kontakt brave. Ukoliko koristimo radio kada auto nije upaljen struju uzimamo sa akumulatora. Na standardnim izvodima nalaze se obje varijante.

Spajanje zvučnika je olakšano ako imamo standardni Euro konektor sa osam provodnika gde su po dva iste boje, ali je na jednom od njih oznaka sa crnim crticama, koji se spaja na minus priključak zvučnika. Drugi provodnik iste boje spaja se na plus priključak zvučnika. Treba voditi računa i o rasporedu priključaka na zvučnike zbog pravilnog stereo rasporeda, što je označeno na kablovima za zvučnike. Konektori zvučnika i napajanja razlikuju se po položaju žabica na džeku, tako da ne postoji mogućnost zamene mesta na samom radiju. Ukoliko koristimo Blutooth treba odabrati najbolje mesto za minijaturni mikrofon koji je u kompletu prilikom kupovine radio aparata.

Na kraju recimo da kod svih serija i proizvođača novijih automobila posebna je pažnja posvećena multimediji sa mogućnosti praćenja na monitoru koji se nalazi ispred vozača, te kontrola i automatsko kompjutersko upravljanje većinom procesa medijskih sadržaja, biranje stanica i razgovor preko mobilnog telefona bez direktnog kontakta sa aparatom, što pruža sigurniju vožnju i bolje praćenje saobraćajnih znakova, gde automatika pruža niz pogodnosti tokom vožnje. Intervencije sa monitorom i multimedijom treba prepustiti stručnim licima i ovlaštenim servisima. Neke radnje kod novih serija i proizvođača automobila su toliko automatizovane da ih potpuno kontroliše kompjuter automobila ( ECU jedinica sa više memorija ), kao što su: signalizacija mesta kvara, pritisak u pneumaticima, ulje, tečnost za hlađenje, gorivo, kočnice, servo uređaj, puna linija, nailazak na prepreku, prekoračenje brzine, odstojanje napred i iza automobila, kao i prisustvo alkohola kod vozača pri čemu je onemogućena daljna vožnja.

Mnogi napredni konstruktori u svom radu imaju potrebu kontrolisanog napona i jačine struje za osetljive uređaje kojima treba obezbediti potpuno stabilno napajanje. Ranije su se koristila jednostavna kola sa zener diodama i odgovarajućim tranzistorima o čemu sam pisao u ranijim člancima na ovom portalu. Mislio sam da sam nedavno zaokružio tu priču, ali mi je jedna zanimljiva konstrukcija, koja je preuzeta sa Interneta, zapela za oko zbog jednostavnosti i funkcionalnosti koja je eksperimentalno potvrđena kao dobro rešenje za napajanje uređaja.

Prema priloženoj šemi uočava se da su za konstrukciju potrebni: tranzistor 2N3055 sa hladnjakom, stabilizator napona MC7815C or, nekoliko blok kondenzatora, dva elektrolitička kondenzatora, jedan žičani otpornik i četiri ispravljačke diode. Da bismo obezbedili jačinu struje do 10 A preporučljivo je upotrebiti dva paralelno vezana tranzistora 2N3055 na hladnjacima i izolovanim kućištima, te stabilizator napona MC7815C, 2 A. Ukoliko nemamo takav stabilizator može se paralelno vezati nekoliko njih, jer u suprotnom, pri prolasku struje koja je veća od 1 A ( 2 A ), dolazi do opterećenja i kratkog spoja na njihovim izvodima ( pinovi 1 i 3 ).  Ovu neželjenu pojavu potenciram nakon izvedenog eksperimenta sa napajanjem uređaja koji je povukao struju preko 1 A. Još veći problem je što se prilikom proboja IC neminovno javlja napon koji je prisutan na ulazu, a koji je iznad 15 V.

Prilikom konstrukcije treba paziti na polaritet ispravljačkih dioda i elektrolitičkih kondenzatora, pravilno spajanje izvoda tranzistora i obaveznu liskunsku izolaciju njihovog kućišta od tela aluminijskog hladnjaka. Ono o čemu treba posebno voditi računa je dozvoljena jačina struje na izlazu spoja koju treba podesiti tako da je nešto viša od jačine struje pri punom opterećenju potrošača. To spada u lošu stranu konsktrukcije, ali se može prevazići pravilnim proračunom, preciznim merenjem sa krajnjim potrošačem koji pri eksperimentu ne može stradati kod proboja napona. Proračun se zasniva na primeni Omovog zakona za jačinu struje složenog strujnog kola: I = dU / Re. Napon dU ovde se uzima kao razlika ( diferencija ) napona na ulazu i izlazu stabilizatorskog kola ( dU = Uul – Uizl ), a Re predstavlja ekvivalentnu otpornost strujnog kola. Ako je velika razlika ulaznog i izlaznog napona veća je mogućnost pregorevanja IC stabilizatora napona, a tranzistor 2N3055 može izdržati struju do 5 A. Ukoliko nam je potrebna jača struja koristićemo dva pomenuta tranzistora i nekoliko paralelno vezanih stabilizatora napona. Grananje struje na njima zasniva se na prvom Kirhofovom pravilu:  I = I1 + I2 + I3 + … + In.

Dobra strana konstrukcije je potpuno kontrolisan napon i jačina struje, bez obzira na varijacije napona u mreži, mala cena komponenti i siguran rad nakon pravilnog proračuna i smeštanja elektronike u odgovarajuće kućište. U konstrukciji opisanog uređaja, odnosno složenog ispravljača sa izborom napona od 12 V i 24 V, korišćena je metalna kutija pokvarenog analognog satelitskog risivera, te poseban spoj dva mrežna transformatora od rashodovanog projektora. Sve to trebalo je da završi kao elektronski otpad, ali je ispravnost komponenti odredila neku drugu korisnu funkciju i namensko korišćenje za napajanje uređaja koji traže stabilan napon i stabilnu jačinu struje o kojoj treba posebno voditi računa. Pored korisne upotrebe potencijalnog elektronskog otpada posebno zadovoljstvo predstavlja eksperiment o regulaciji napona i jačine struje prema potrebama namenskog uređaja koji se napaja sa ovakvom elektronikom. To je, pored konstrukcije stabilisanog ispravljača napona 12 V i 24 V, primenjeno i kod napajanja jednog složenog stereo pojačala snage 2 x 80 W ( pogledati sliku ), koje se napaja strujom od 8 A.

Polazeći od notorne činjenice da je eksperiment neizbežna naučna metoda provere teorije i stečenog znanja u praksi, ovim presekom ću pokušati zaokružiti priču o različitim vrstama ispravljača naizmeničnog napona i konstrukcijom punjača akumulatora različitih vrsta i namena koje sam do sada koristio za moju radionicu, školu i hobi elektroniku. Konstrukcijom sam se počeo baviti veoma davno, a povod su bile laboratorijske vežbe u nastavi fizike u osnovnoj školi koje su propisane Nastavnim planom i programom. Ubrzo sam se uverio da su te vežbe zorno približile nauku mojim bivšim učenicima koji su danas uspešni stručnjaci u oblasti elektronike.

Sve je počelo od nasušne potrebe da kabinet fizike ima različite izvore naizmeničnog i jednosmernog napona sa mogućnosti da učenici u izvođenju vežbi rade po grupama. Kasniji susret sa njima vraća uspomene i njihovo priznanje da im je takav praktičan rad pomogao više od učenja napamet. Tako se jedan od njih, koji je ostao sa osnovnom školom da obrađuje zemlju na selu, hvalio kako je, zahvaljujući vežbama iz fizike uspeo da se snađe sa većinom poljoprivrednih mašina koje koriste struju. Znao je da održava, ili da napuni akumulator, da sastavi jednostavno, ili složenije strujno kolo, ili da čak izvrši neke složenije opravke poljoprivrednih mašina.

Najveći broj autorskih članaka ( 200 ), dok sam aktivno radio u školi, a i kasnije, objavio sam na ovom sajtu sa preko milion pregleda do početka ove godine. Primetio sam da verni čitaoci redovno prate opise pojedinih gotovih konstrukcija, a ranije takmičarskih radova sa republičkih smotri i takmičenja na kojima su moji učenici osvojili pet zlatnih medalja.

U ovoj završnoj priči o jednostavnim i složenim ispravljačima predstavljam slikama i video prezentacijom na mom YouTube kanalu dve eksperimentalne verzije ispravljača sa regulacijom napona od 0 V do 33 V, sa dobrom filtracijom napona i strujom koja obezbeđuje minimalan pad napona pri većim opterećenjima. On je rezultat spoja nekoliko isprobanih šema koje sam dugo vremena „kopao“ u domaćoj, a nešto u stranoj ( nemačkoj ) literaturi od renomiranih autora koji su se bavili različitim eksperimentima. Uređaj je sigurno i bezbedno rešenje za eksperimentalni rad i kontrolu rada i napajanja različitih elektronskih sklopova. Njegove vidljive prednosti su: sigurna elektronska zaštita od kratkog spoja, zaštita od pogrešnog polariteta akumulatora i fina regulacija odabranog napona. Napon je stabilan, bez obzira na eventualne padove i skokove u mreži u odnosu na standardne vrednosti od 230 V monofazne i 400 V trofazne struje.

Na kraju podsetimo da se pod eksperimentom podrazumeva ispitivanje pojava i procesa u posebno pripremljenim laboratorijskim uslovima, uz primenu drugih proverenih metoda istraživanja, kao što su: posmatranje, matematičke metode i zaključivanje. Eksperiment može da traje duži, ili kraći vremenski period sa određenim ciljem istraživanja. U ovom slučaju eksperiment se odnosio na efikasno i bezbedno korišćenje ispravljača i punjača akumulatora uz mogućnost samostalne konstrukcije prema proverenim šemama iz različitih izvora saznanja. To je najbolji način primene nauke u praksi i provera najboljih rešenja napajanja različitih uređaja.

Svaki ozbiljniji konstruktor ima potrebu da u svojoj radionici poseduje multifunkcionalni ispravljač sa više izbora stabilnog napona i željene jačine struje. Jačina struje zavisi od snage transformatora koji je za ovu složenu konstrukciju odabran iz dotrajalog UPS uređaja kome je otkazala elektronika, ali je ostao ispravan transformator kome su namenski zamenjeni primarni i sekundarni namotaji, čime je dobijena veća jačina struje i napon koji se kreće do 20 V. Sve je pravljeno od materijala koji predstavlja elektronski otpad koji je korisno upotrebljen za konstrukciju laboratorijskog ispravljača.

Kutija ispravljača je aluminijska sa propisno izvedenim zaštitama od visokog napona sa uzemljenjem i odgovarajućim presecima provodnika koji povezuju ugrađene komponente. Za ispravljanje napona ugrađen je Grecov spoj jačine 25 A sa aluminijskim hladnjakom. Za stabilizaciju izabranih napona uzet je jedan tranzistor 2N3055H ( za struju do 5 A ) sa LM78S15 i preklopnikom opadajuće otpornosti koji na bazu tranzistora dovodi različite vrednosti  pobudnog napona. Njegov napon na kolektoru trnzistora i nožici jedan IC je 20 V, a promenom otpora prema nožici dva na stabilizatoru LM78S15 na izlazu, odnosno emiteru dobija se deset vrednosti fino regulisanog napona, dok se jačina struje može podesiti potencimetrom koji nije prikazan na šemi koja je uzeta iz navedenog izvora sa Internet portala. Urađene su još neke korisne dorade kojih zbog eksperimentisanja i testiranja rada nema na izvornoj šemi i koje su prilagođene nekim specifičnim potrebama za efikasnu primenu ispravljača za različite eksperimente.

Posebno značajan detalj konstrukcije je precizan indikator napona koji se može podešavati na brojčaniku stepenastog reostata koji ima deset radnih položaja. Zbog odgovarajuće snage transformatora neznatni su padovi napona pri različitim opterećenjima izlaza ispravljača.

Uređaj se može koristiti za punjenje akumulatora različitih vrsta i namena sa naponima do 20 V, za napajanje stereo pojačala veće snage, pokretanje mini bušilice za štampane pločice, za eksperimente sa različitim vrednostima stabilnog napona i kontrolisane jačine struje koja zavisi od snage potrošača. Za njegovu konstrukciju izdaci su minimalni, jer sam koristio materijal koji predstavlja elektronski otpad, a još uvek je itekako upotrebljiv za korisnu konstrukciju. Uređaj predstavlja pravo osveženje u mojoj hobi radionici.

Izvori saznanja:
https://www.google.com/search?q=Stabilizator+napona+sa+2N3055&oq
https://www.elitesecurity.org/t157511-Sema-stabilizatora-napona-vase-misljenje

Pre nekoliko dana komšija me zamolio da mu napunim automobilski akumulator koji je star preko tri godine. Podsetio sam ga da je akumulator možda odradio svoje i upotrebio sam punjač koji ima zaštitu od kratkog spoja. Mereni napon pre punjenja bio je 10,2 V što je na granici dozvoljenog minimuma kod potpune ispražnjenosti Acu baterije. Punjač je za kratko vreme pokazao da je baterija bila verovatno u kratkom spoju, tako da se akumulator nije mogao napuniti, niti služiti za dalju upotrebu. Što je najgore, komšija je posle probao paliti automobil na guranje pri čemu je mogao oštetiti alternator, pa i elektroniku automobila koja zahteva stabilno napajanje.

Većina vozača mora znati osnovno, da se zatvoreni akumulatori retko moraju dopunjavati, odnosno samo kada su nepažnjom, ili dugim stajanjem ispražnjeni, pa ne mogu da pokrenu elektropokretač ( „anlaser“ ) automobila. Prilikom punjenja akumulatora najbolje je da ga skinemo, vodeći računa o elektronici sa kodnim oznakama, kao što su radio-aparati i drugi uređaji. Punimo ga nekoliko sati proverenim punjačem uz moguću kontrolu napona i struje punjenja. Vreme punjenja zavisi od kapaciteta akumulatora koji se izražava u Ah ( q = I * t ), odakle je t = q / I. Primera radi, ako je Acu baterija od 45 Ah potpuno ispražnjena, a punimo je strujom od 5 A, vreme punjenja će biti oko 4,5 h. Pored sporih, postoje i tzv. brzi punjači, kao što je punjač prikazan na priloženim slikama. Postoje različita mišnjenja, da li puniti brzim, ili sporim punjačem. Moje dugogodišnje iskustvo govori da je uvek bolje upotrebiti spori punjač, jer brzi punjači mogu, a ne moraju, oštetiti ćelije akumulatora, što sve zavisi od njihove konstrukcije koja se razlikuje od proizvođača, ali kvalitet diktira i cenu akumulatora.

Akumulator se ne sme prepunjavati, niti puniti sa naponom koji dovodi do ključanja elektrolita, jer hermetički zatvoren akumulator može eksplodirati, a kod običnog olovnog akumulatora može doći do izbacivanja kiseline prilikom ključanja elektrolita. Da bi se to predupredilo moramo voditi računa o samom punjaču, koji napon daje i koliko ampera obezbeđuje prilikom punjenja.

Na kraju, uvek treba trezveno razmisliti da li je uvek neohodno dopunjavanje akumulatora, jer se on najstabilnije puni preko elektronike alternatora koji ima doziran napon i jačinu struje prema propisanom kapacitetu baterije. Ako ne mogu da pokrenu automobil, mnogi pribegavaju guranju, ili prespajanju napojnih kablova sa drugog vozila. Dopunjavanje je varijanta ako imamo kvalitetan punjač. Mnogi zaboravljaju da akumulator ima svoj vek trajanja i da ga treba zameniti za kratko vreme posle isteka garancije. Guranje automobila i prespajanje kablova, takođe, mogu oštetiti elektroniku automobila, ili dovesti do preskakanja zupčastog remena, što dovodi do velikih kvarova na radilici i ventilima. Neki automobili su veoma osetljivi na takve radnje palenja hladnog motora i potpuno praznog akumulatora.

U nekoliko ranijih članaka na ovom portalu pisao sam o prednostima rezervnog napajanja koje se koristi za svetlo tamo gde nemamo mrežu, niti  druge mogućnosti izvora električne struje. U ovom članku neću se detaljno baviti konstrukcijom rezervnog napajanja koje je u potpunosti ručne izrade i koje uspešno parira većini boljih fabričkih, jer je minijaturni akumulator „izdržao“ preko tri godine stalne upotrebe, uglavnom posluživši pri nestanku struje u gradskoj mreži, kada nam je preko potrebno noćno svetlo.

Povod za pisanje o uređaju je dotrajao akumulator čiji je rok upotrebe  nedavno prošao, tako da je trebalo doneti racionalnu odluku, da li sve odložiti kao elektronski otpad, ili kupiti odgovarajući novi akumulator i nastaviti upotrebu ispravne elektronike rezervnog napajanja. Poredeći neke fabričke uređaje u zgradi u kojoj stanujem i ovu konstrukciju zaključio sam da vek trajanja većine ugrađenih akumulatora najviše zavisi od kvaliteta njihovog napajanja koje kod fabričkih nije dimenzionisano za dužu eksploataciju. Većina elektroničara, sa kojima redovno kontaktiram  i sarađujem u razmeni stručnih mišljenja, principijelno se slažu u jednom, da tu ima prepoznatljive namerne proizvođačke kalkulacije sa tempiranim rokom upotrebe nekih proizvoda, ali da i dalje sve zavisi od visine njihove cene.

Ovaj uređaj napravljen je tako da se najveća pažnja posvetila napajanju akumulatora kod koga su merenjem dimenzionisani i prilagođeni napon i jačina struje, tako da nikada nije dolazilo do prepunjavanja Acu baterije, jer napon punjenja nije prelazio granice ispod 10 V i iznad 14,8 V. Zbog gotovo stalne uključenosti u mrežu podešena je manja struja punjenja tako da se akumulator stalno dopunjavao i bio je spreman u slučaju nestanka struje. Konstrukcija konvertora napona urađena je sa jednim tranzistorom tipa 2N3055 na hladnjaku, koji služi u oscilatornom kolu primarnog namotaja, nekoliko otpornika i elektrolita, te posebno motanim zavojnicama na dužem feritnom štapu. Postoji primarni i sekundarni namotaj sa dobrom VN izolacijom između njih. Primar je motan sa određenim brojem debljeg bakarnog provodnika, a sekundar sa velikim brojem namotaja tanke bakarne žice. Tako je obezbeđen visoki napon za dve neonke bez startera koje pri radu troše struju od 0,8 A. Na kutiji je ugrađen prekidač kojim se može isključiti uređaj i u slučaju nestanka struje. Kod mene je uglavnom bio stalno uključen u električnu mrežu, tako da nisam uopšte razmišljao o noćnom svetlu kada nestane struje. Automatsko uključenje svetla izvedeno je preko relejnog prekidača radnog napona 12 V. Sve je smešteno u namensku plastičnu kutiju sa potrebnim merama zaštite od visokog napona. Uređaj može biti postavljen na planirano mesto u stanu, ili je prenosnog tipa.

Na kraju ove priče o korisnoj upotrebi potencijalnog elektronskog otpada naslućujete da sam se opravdano opredelio za kupovinu novog akumulatora odgovarajućeg kapaciteta, a sama elektronika je ostala upotrebljiva, tako da još nije spremna za otpad. Od kapaciteta akumulatora zavisi vreme rada rezervnog napajanja sa potpuno napunjenom baterijom, t = q/I =Ah/A=h. Mnogi se često, bez razmišljanja, opredeljuju na korak odustajanja od zamene baterije, posebno kod UPS uređaja, bacajući potpuno ispravnu elektroniku zbog relativno visoke cene akumulatora. Tu je u pitanju veći kapacitet Acu, ali je od velikog značaja naponska i strujna zaštita koja je potrebna za uređaje kao što su kompjuteri i drugi osetljivi uređaji kojima treba stabilno napajanje. UPS ih efikasno štiti ukoliko imamo dobru Acu bateriju čiji je vek trajanja obično do tri godine, što sve zavisi od proizvođača. Neke baterije sa kvalitetnom elektronikom napajanja mogu trajati i do pet godina.

Ventilator, kao uređaj za hlađenje, možemo nabaviti po različitim cenama, što zavisi od njegove konstrukcije i stvarne moći protoka vazduha zavisno od snage elektromotora i oblika propelera. Njime možemo rashlađivati ograničen prostor, a startovanje može biti ručno ili automatsko. U ovom članku opisujem ručno pravljen ventilator za koji nije uloženo gotovo ništa, a može biti itekako koristan kada nam zasmetaju visoke temperature.

Ventilator koji prezentujem napravljen je od dva ispravna elektromotora rashodovanih i u nastavi neupotrebljivih školskih projektora čiji su neki vitalni delovi još uvek u dobrom stanju. Kao nosač ovog ventilatora, na plastičnom podnožju od pokvarenog TFT monitora, centrirana je ojačana metalna konstrukcija sa odgovarajućom zaštitom od visokog napona. Međutim, ono što ovoj konstrukciji daje posebnu dimenziju je upotrebljiva elektronika sa  drugog uređaja koja je smeštena u plastičnu kutiju na poleđini ventilatora. Elektronika je kombinovana od dva funkcionalno povezana dela: osetljivog temperaturnog prekidača koji preko releja uključuje ventilator kada je temperatura prešla određeni prethodno podešeni nivo okidanja i regulatora napona kojim se podešava brzina obrtanja propelera ventilatora. Regulator napona je poznato rešenje sa dijakom i trijakom o kome sam pisao u ranijim člancima. Minijaturne je konstrukcije i sa mogućnosti fine regulacije broja obrtaja. Plastična kutija uzeta je kao rešenje pri gradnji zbog sigurne zaštite od visokog napona. Podešavanje nivoa temperature, kojom se preko releja aktivira prekidačko kolo, vrši se kroz uzani otvor na kutiji pomoću odvijača, a vrednost napona pomoću potenciometra sa plastičnim dugmetom.

Kao osetljivi temperaturni senzor uzet je termistor koji je na proveren način zaslonom zaštićen od uticaja turbulencije vazduha sa propelera, ali se može postaviti i na neko drugo udaljeno mesto od ventilatora sa nekoliko metara oklopljenog kabla sa jednosmernim naponom od 12 V. Nakon njegovog fiksiranja može se regulisati gorni i donji prag - nivo okidanja prekidačkog kola ventilatora. To zavisi od subjektivnog osećaja temperature, što donekle diktira blizina ventilatora i zapremina prostora u kome se nalazi.

Prednost ove konstrukcije je što je maksimalno iskorišćen elektronski otpad, što je obezbeđeno potpuno automatsko upravljanje radom ventilatora, zavisno od promene temperature, kao i vlažnosti vazduha. Takođe se može podešavati način rada prema potrebi hlađenja i ventilacije prostora u kome boravimo. Najznačajnije od svega je radna i misaona aktivnost, racionalno korišćenje slobodnog vremena i posebna draž zahtevne konstrukcije nečega što se  koristi u svakodnevnom životu. Mnogi će se opravdano zapitati, da li vredi truda ovakva konstrukcija?! Kada joj se posveti odgovarajuća pažnja i fina obrada metalnog kućišta, na kraju primećujemo da se ne razlikuje puno od fabričkog ventilatora koji je uglavnom od plastike, ali njegova cena se ne može porediti sa onim što smo u ovom slučaju dobili.

Pri namenskim konstrukcijama pojačala različite vrste i snage ponekad se ukaže potreba kontrole izlaznog stepena, posebno u uslovima kada nismo u mogućnosti da to pratimo preko slušalica, ili kontrolnog zvučnika. Takve situacije sam doživljavao pri korišćenju ručno rađenog pojačavača u školskom razglasu kada je bila potrebna kontrola jačine izlaza dve stereo grane razglasnog pojačala nešto veće snage. Ponekad je bilo suvišno koristiti kontrolne zvučnike, tako da je VU  metar bio pravo rešenje.

VU metar ( engleski: „Volume Unit Meter“ - merač jačine zvuka ) predstavlja uređaj za određivanje i praćenje nivoa signala u audio opremi. Razvijen je kasnih 1930 – tih godina da bi se olakšala standardizacija transmisije preko telefonskih linija. Vremenom je postao standardni merni instrument u audio tehniici. Nastao je u vreme kada je takva konstrukcija bila pasivna kao detektorsko RC kolo sa integratorom i instrumentom sa skretnim kalemom i kazaljkom. Otpornost potrošača obično je podešavana na 600 oma. Kada je signal stacioniran pokazivanje takvog VU metra odgovara skali dBm. Rad VU metra precizno je utvrđen dogovorenim standardom. Najvažija osobina koja je definisana standardom je njegova balistika, odnosno brzina reagovanja na trenutnu pobudu nekim referentnim signalom  konstantne frekvencije i amlitude. Vreme integracije treba da bude podešeno tako da se 99 % otklona instrumenta postiže za 330 ms, što na neki način liči na reakciju čula sluha kod čoveka. U vreme kada je VU metar nastao nije bilo mogućnosti da se u njega ugradi logaritamski pojačavač. Za njegov rad treba obezbediti poseban izvor stabilnog napajanja čija vrednost zavisi od samog izbora, da li da bude analognog, ili digitalnog tipa.

Pošto je baždarenje skale VU metra u logaritamskoj razmeri ( u dB ), a rad instrumenta relativno linearan, raspored podeoka njegove skale je uglavnom nelinearan. Referentni podeok od 0 dB napravljen je na oko dve trećine pune skale, jer je to zona najpreciznijeg kretanja kazaljke insrumenta sa skretnim kalemom. Dobijena je skala instrumenta na kojoj više od pola opsega zauzima raspon pokazivanja samo od 6 dB. Danas bi se to moglo prevazići logaritamskim pojačavačem, ali je veoma davno usvojeni standard učinio da skala VU metra i danas izgleda skoro isto. U izradi skale VU vetra ranije je korišćen drugačiji oblik baždarenja koji je bio u procentima. Procenti se odnose na stepen modulacije predajnika koji je sledio iza tačke kontrole.

VU metar koji je prikazan u ovom članku pravljen je odvojeno od kutije pojačavača sa dva kanala i podešenim ulaznim otporom uz mogućnost da se otpor fino podešava prema izlazu pojačavača. To se može uraditi pomoću ugrađenih „trimera“ koji se nalaze na pločici izlaznog dela VU metra. Osetljivost aktivnih komponenti obezbeđuje veoma brz odziv skretanja kazaljke VU metra u odnosu na promenu jačine zvuka. Maksimum skretanja kazaljke namerno nije baždaren do maksimuma jačine izlaza zbog mera zaštite, ali je kontrola sigurna, tako da se efikasno može utvrditi jačina zvuka i odrediti balans između kanala koji je ujednačen prilikom podešavanja.

Veoma je bitno da su spojevi ulaza VU metra do aktivnog dela elektronike obezbeđeni putem mikrofonskog kabla čiji širm nije u spoju sa masom, iz prostog razloga što neki pojačavači ne smeju da se na svom izlazu spajaju sa masom, bolje reći uzemljenjem koje ide preko metalne kutije uređaja. Ovakav izbor obezbeđuje siguran rad bilo koje vrste pojačavača, jer ne smemo zaboraviti da naponska razlika minus izlaza zvučnika i tzv. mase može uništiti, kako pojačavač, tako i VU metar. Malo je neobično što je opisani VU metar izdvojen od pojačavača, ali to daje mogućnost izmeštanja na vidljivo mesto praćenja jačine izlaznog signala, što je u pomenutom rešenju školskog razglasa dalo željeni izbor kontrole jačine zvuka.

Elektroničari i iskusni konstruktori itekako dobro prepoznaju razliku između običnih i tzv. „pametnih“ punjača akumulatora. Obične punjače možemo naći sa dosta povoljnim cenama na različitim mestima, a ovu drugu vrstu nalazimo u specijaliziranim prodavnicama, međutim, postoje zaljubljenici elektronike koji se odlučuju i na samostalnu gradnju koja može dati očekivani rezultat, ili potpuno razočarenje. Za uporne i one koji spretno kombinuju teoriju i praksu uz iskustvo to je samo izazov koji se na kraju isplati.

Isplativost se ne ogleda u tome koliko smo uložili u gradnju, već da li smo dobili uređaj koji će „prepoznati“ vrstu akumulatora i automatski podesiti napon i struju punjenja. Prednost fabričkog punjača takve namene je što u konstrukciji ima mikroprocesor, a nešto slično se može napraviti i pomoću drugih elemenata, pre svega odgovarajućih cener dioda: BZ9, BZ12 i BZ15, releja i složenih kola koja upravljaju izabranim programom, kao što su IC koja su svojom ulogom slična delovanju procesora. Kod akumulatora je veoma bitno kako odrediti vršni napon i dimenzionisati struju punjenja, jer bilo kakvo nekontrolisano doziranje od propisanog napona dovodi do oštećenja ćelija. Tu su najviše osetljive Li-Ion baterije, dok su olovni akumulatori inertniji na neka manja prekoračenja i odstupanja od propisanog. Različite vrste baterija imaju različite preporučene struje punjenja o čemu itekako moramo voditi računa. Najbolje je puniti sa kontrolisanom strujom punjenja, a rizično je primenjivati brzo punjenje bez kontrole procesa, što nije osobina većine „pametnih“ punjača.

Interesantan je ugradni detalj, koji je primenjen u konstrukciji sa slike, veoma jak transformator iz pokvarenog UPS uređaja kome su u konstruktorskom rešenju za izbor potrebnih napona zamenjeni primarni i sekundarni namotaj, gde se, ipak, mogu javiti problemi oko potrebnih napona zbog zamene pojedinih izvoda prema bojama provodnika koje su kod UPS uređaja standardne. Takođe su ugrađene minijaturne, ali veoma snažne ispravljačke diode, MR2402, koje su u „Grec“ spoju. Napon je dimenzionisan do 14,8 V, pri čemu prestaje punjenje akumulatora. Takođe je proračunom komponenti određen donji prag napona ( 10 V ) koji će sprečiti potpuno pražnjenje akumulatora, što nije preporučljivo ni za jednu vrstu baterije. Kao prekidački sklop tog procesa koristi se relejni prekidač radnog napona 12 V koji svojim tehničkim osobinama može izdržati struje do 10 A. Ugrađena je zaštita od pogrešnog polariteta i kratkog spoja u bateriji, ili u samoj elektronici, pri čemu pregoreva topljivi, a u konkretnom slučaju deluje elektronski osigurač koji je složenije konstrukcije. Pošto je uređaj u eksperimentalnoj fazi rada i  korišćenja, namerno nije objavljena njegova prilično složena električna šema, mada se sa slika mogu prepoznati njegovi vitalni delovi.

Sva dosadašnja ispitivanja i merenja pri ekspoloataciji ovog uređaja daju ohrabrujuće rezultate, jer je obezbeđena potpuna sigurnost punjenja, zanemarljivo malo zagrevanje poluprovodničkih komponenti i relativno brzo punjenje akumulatora čije se vreme može odrediti zadavanjem određene struje punjenja. Od mernih instrumenata jedino je ugrađen analogni ampermetar koji dosta precizno pokazuje kada je akumulator potpuno napunjen, što je značajno ako smo zaboravili da ga u određeno vreme isključimo. Po navedenim osobinama i ovaj punjač se može svrstati u „pametne“ punjače, slične onima koje imamo u punjačima Acu bušilica i kod drugih složenih uređaja čije punjenje izvora napajanja kontroliše mikroprocesor koji je nešto kvalitetnije rešenje kod punjenja baterija.

Ako vagamo isplativost ove gradnje, tu nismo u velikoj prednosti, jer fabrički „pametni“ punjači su već pristupačni sa cenama, a ponekad se putem Interneta mogu naći dosta kvalitetna rešenja, ukoliko to odgovara vrsti i specifikaciji odabrane baterije koju koristimo kao siguran izvor napajanja.