U dugogodišnjoj konstruktorskoj praksi najviše sam se bavio ispravljačima i pojačivačima različite snage, klase, namene i konstrukcije. Ispravljači su neizbežni elektronski sklopovi koji “hrane” uređaj i omogućuju njegov siguran i potpuno stabilan rad. Obično se ugrađuju u kutiju uređaja, a ponekad služe kao izdvojena i zaštićena naponska jedinica. Kako se ispravlja naizmenični u jednosmerni napon, koje su zamke i osnovni proračuni, tema je kojom se za ljubitelje elektronike bavim u ovom namenskom članku. Postoje različiti elementi za ispravljanje napona, kao što su selenski ispravljači, germanijum I silicijum diode, a davno su se koristile i elektronske cevi.

Dobro se sećam davnih početaka kada sam ručno motao transformatore zbog nekih specifičnih zahteva napona na njihovom sekundaru. U ovaj složen radni postupak ne treba se nikako upuštati bez prethodnog poznavanja proračuna transformatora i bez mogućnosti nabavke trafo-limova, kao i provodnika potrebne debljine ( preseka ). Danas se tim zanimljivim poslom retko ko bavi jer su daleko povoljniji uslovi za nabavku transformatora različite snage i potrebnih izlaznih napona.

Ispravljanje naizmenične struje može biti jednostrano i dvostrano, a vrši se pomoću ispravljačkih dioda. Kod jednostranog ispravljanja koristimo jednu diodu, a kod dvostranog možemo to uraditi sa dve, ili sa četiri diode u tzv. Grecovom spoju. Na osciloskopu se vidi talasni oblik napona iza diode, tj. samo pozitivna poluperioda kada je dioda direktno polarizovana.

Upotrebom jedne diode odseca se jedna poluperioda, jer dioda provodi struju samo u jednom smeru. Ako je ispravljač u praznom hodu, a to znači da na njegov izlaz nije priključen nikakav potrošač, izlazni jednosmerni napon ispravljača je 1,41 puta veći od efektivne vrednosti napona na sekundaru: UI =1,41 Us. Kad se na ispravljač priključi potrošač poteći će struja i ovaj napon će se, zbog pada napona na otpornosti žice kojom je namotan sekundar kao i pada napona na diodi, smanjiti i to smanjenje će biti utoliko veće ukoliko je struja potrošača veća ( P=Up*Ip=Us*Is ). Za filtraciju napona obično koristimo elektrolitičke kondenzatore većeg, ili manjeg kapaciteta i radnog napona koji je barem 10 procenata veći od dovedenog napona na njegove izvode.

Dioda provodi samo za vreme poluperioda kada je napon na gornjem kraju sekundara veći od napona na donjem kraju tj. samo za vreme kada je napon na anodi diode veći od napona na katodi. Struja diode teče kroz kondenzator C i puni ga, pa se na njemu javlja pozitivan napon UI.

Dvostrano ispravljanje naizmenične struje može se vršiti čak pomoću dve ispravljačke diode ukoliko imamo tri izvoda na sekundaru transformatora, gde srednji izvod služi kao minus pol izvora, a krajnji simetrični izvodi se vezuju za anode ispravljačkih dioda. Katode ispravljačkih dioda vezuju se u jedno čvorište koje predstavlja plus pol izvora jednosmerne struje. U slučaju da nemamo takve simetrične izvode na sekundaru, već samo dva izvoda, upotrebićemo Grecov spoj sa četiri diode. Kod izbora dioda moramo obratiti pažnju na njihov radni napon i dozvoljenu jačinu struje koja zavisi od radne snage potrošača. Za dobru filtraciju ispravljenog napona najbolje je upotrebiti elektrolitičke kondenzatore kapaciteta od nekoliko hiljada µF, a za njegovo „peglanje“ zavojnice ( induktivitet ) sa feritnim štapom, ili prstenom. Ono o čemu posebno treba voditi računa je presek provodnika koji zavisi od snage uređaja koji koristi struju ispravljača. Najveće zamke i moguća izmenađenja kriju se kod proračuna napona, vrednosti komponenti za filtraciju ( radni napon i kapacitet kondenzatora ) i peglanje napona ( induktivitet zavojnice ).

Da li je neka baterija punjiva najlakše će vam pokazati oznaka na samom proizvodu ili ambalaži. ,,Rechargeable” je oznaka za punjive baterije koja vam nepogrešivo govori da je možete ponovo koristiti, odnosno puniti.
Pored toga obično će pisati i oznaka kojoj vrsti pripada, kao i koliko dugo može da traje nakon što se napuni. Ovo se obično izražava u miliamperima po satu (mAh). Broj punjenja zavisi od proizvođača, tako da neke baterije mogu da se pune preko 1.000 puta. U ovom članku ćemo se osvrnuti na proverenu mogućnost oživljavanja baterije koja ne pokazuje znake punjenja, bez njenog oštećenja.

Najzastupljenije vrste punjivih baterija imenuju se prema materijalu od kojeg se izrađuju: nikl-metal hloridna ( NiMH), nikl-kadmijumska ( NiCd) i litijum-jonska (Li-Ion) baterija. Prema kapacitetu razlikujemo punjive baterije AAA, punjive baterija AA i punjive baterije 9 V tipa koje su četvrtastog oblika. Punjive baterije imaju radni napon 1,2 V, za razliku od nepunjivih koje su sa radnim naponom 1,5 V. Ne postoji univerzalan odgovor koje su najbolje punjive baterije. Logično, to su one koje su najskuplje i koje dugo traju, tako da se potpuno isplati njihova upotreba.

Gotovo sve litijum-jonske baterije koriste grafitni štapić kao anodu i metalne okside ( kobalt, nikl, ili mangan ), ili fosfat gvožđa kao katodu. U toku punjenja i pražnjenja joni litijuma putuju iz katode u anodu i obrnuto i ugrađuju se u prostor između slojeva grafita, odnosno oksida. Poznavanje ovog hemijskog procesa nam dozvoljava da možemo osvežiti punjivu bateriju kratkotrajnim dovođenjem jednosmernog napona vrednosti od 5 V na njene izvode. Navedeni napon susrećemo na gotovo svakom adapteru mobilnog telefona. Naravno, moramo paziti na polaritet i na vreme zadržavanja tog napona, koje treba da je od 5 do 10 s. Šta se dešava pri tome? Nešto povećan napon će da otkoči slobodan prolaz jona, stručno rečeno da otkoči elektromotorni silu (EMS) koja je najčešće blokirana upotrebom neadekvatnog adaptera koji u sebi nema kontrolu struje i vremena punjenja baterije. Sličan proces dešava se i kod NiCd i drugih čeličnih baterija, tako da ova odavno poznata metoda oživljavanja baterije ima efekta ukoliko to u razmacima ponovimo više puta ako primetimo da se baterija ne puni. Ukoliko posle ovoga primetimo da nismo ništa postigli baterija je definitivno odradila svoj radni vek.

Pošto punjive baterije uglavnom koristimo kod prenosnih uređaja mnogi se zapitaju da li je manjkavo što imaju radni napon od 1,2 V, a ne 1,5 V. Može, ali ne mora da bude problem. Naime, nepunjive baterije alkalnog tipa pri upotrebi veoma brzo spadnu na napon od 1,2 V, dok punjive baterije dosta dugo drže svoj radni napon. Finansijski se potpuno isplati upotreba punjivih baterija koje su na tržištu sve jeftinije i dostižu kapacitet i do 2.200 mAh.

Takođe je zanimljivo kako održavati punjive baterije ukoliko ih stalno ne koristimo. Nikada ne treba da su do kraja ispražnjene, niti da su stalno priključene na punjenje. Najbolje je koristiti fabričke punjače namenskog tipa koji imaju elektronsku zaštitu od „memorijskog efekta“, što je posebna priča. Fabrički punjači savremenijeg tipa čak „prepoznaju“ vrstu baterije i prilagode struju punjenja od koje zavisi trajanje baterije.

Na kraju, da li se mogu puniti baterije koje nisu predviđene da se pune? S obzirom na vrstu hemijskog procesa u njima to nije izvodljivo, mada se ponekad može stvoriti lažna slika punjenja. Upotreba adaptera sa takvim baterijama može dovesti do težih kvarova, ili do pojave visokih temperatura, odnosno do požara u stanu. Isto se dešava sa punjivim baterijama koje su stalno uključene u mrežni napon, što je čest slučaj sa laptopovima, ili sa mobilnim telefonima. Baterija nikada ne treba da je potpuno napunjena, ili da je potpuno prazna. Pravilo “zlatne sredine” važi i za nju!

Gradnja audio pojačala složenije klase izazovan je posao koji traži veliku preciznost, izuzetnu spretnost i  dobro poznavanje osnova elektrotehnike, ali i prilična materijalna ulaganja za nabavku delova. Prateći neka rešenja sa ugradnim pojačalima, koja su jeftinija varijanta od samogradnje, naišao sam na interesantnu ponudu sa nekoliko portala za stereo pojačala snage 2x50W i 2x100W sa izuzetno malim dimenzijama ( 60x60x29 mm ). Izvlačenje maksimalne snage zavisi od napona i struje napajanja uređaja. Pošto sam ispitao sve navedene varijante napajanja od 9V do 24V i testirao jedan od ugrađenih uređaja  navodim utiske i neka zanimljiva iskustva.

Cena gotovog modula izuzetno je povoljna, lako se montira sa mnoštvom funkcija koje treba pametno prilagoditi ako ga montiramo u kutiju većih dimenzija. Sa ovim modulom omogućeno je puštanje muzike preko BT veze koja traži instalaciju određene aplikacije, AUX-a, ili preko USB kabla. U konkretnom slučaju koristio sam raspoloživu plastičnu kutiju malih dimenzija na čijoj sam poleđini ( vidi slike ) napravio kompatibilne izvode za napajanje iz spoljašnjeg izvora jednosmerne struje, ulaze NF signala i USB priključak koji se preko kabla sa četiri provodnika vezuje na USB modul. Modul ima stereo izlaz za slušalice, te izvod za dva zvučnika odgovarajuće snage. Zahtevan posao bilo je veoma precizno montiranje gotove  gornje pločice sa komandama za jačinu zvuka i mikro prekidač za napajanje modula.

Ukoliko modul želimo ugraditi u kutiju većih dimenzija, onda je najbolje da u istu kutiju ugradimo dobro filtrirano i stabilno napajanje napona 9V – 24V i hlađenje IC pomoću ventilatora, jer ponuđeni hladnjak nije dovoljan za veće snage na izlazu uređaja. To se posebno odnosi na izbor snage zvučnika 2x50W koji traži struju preko 2A i napon napajanja do 24V.

Na kraju, da li je ova konstrukcija opravdana i ekonomična? Opravdana je zbog niske cene gotovog minijaturnog uređaja sa dosta funkcija. Mana mu je nedostatak ekvilajzera, što se može efikasno rešavati ugradnjom stereo predpojačala sa regulacijom boje tona. Kvalitet stereo zvuka je izvanredan, BT ima domet do 15 m na otvorenom prostoru. Modul ima dobru zaštitu od pregrevanja, prekostrujnu zaštitu i zaštitu od kratkog spoja. Sve navedene zaštite su ispitane nakon ugradnje. Najbolja namena korištenja je na mestima gde nema mrežnog napona, pri čemu možemo koristiti struju sa akumulatora automobila ( 12V ), ili traktora ( 24 V ). Muziku možemo puštati sa mobilnog telefona, gde pored memorijske kartice imamo BT vezu, radio prijemnik, ili sa USB stika sa snimljenom muzikom. Potrošnja struje zavisi od snage zvučnika i od jačine zvuka na koju smo navikli.

Baveći se praktičnom elektronikom često sam nailazio na problem i potrebu kako da izaberem željeni napon dovoljne jačine struje koji će svojom vrednošću odgovarati napajanju nekog uređaja. Često se desilo da ne odgovara napon sekundara na transformatoru, a kad se ispravi u grec-spoju povećava se 1,41 puta, odnosno koren iz dva puta, tako da se dobije previsok napon koji će oštetiti uređaj. Jedno od rešenja je ugradnja stabilizatora napona koji obično daje struju do 1 A, dok je uređaj predviđen za struju koji je iznad 1 A. Ima stabilizatora napona i sa 2 A struje, ali preko 5 A teško ćemo naći potrebno IC. Praktično rešenje je upotreba ispravljačkih dioda veće snage ( struje od 10 A ) koje vezujemo redno iza grec-spoja. Koristeći pad napona od 0,7 V na jednoj diodi možemo u njihovoj serijskoj vezi birati napon koji nam odgovara sa dovoljnom jačinom struje.

Najveći deo posla za konstrukciju ovog složenog uređaja je izrada posebne aluminijumske kutije koja je sastavljena od tri dela koji se na kraju čvrsto spajaju u jedan funkcionalan uređaj. U najveći deo kutije ubačen je transformator velike snage koji je uzet iz rashodovanog UPS uređaja. Na njemu su zamenjeni primarni i sekundarni namotaji tako da je sekundar sa tri izvoda naizmeničnog napona 13 V, a nakon ispravljanja dobije se 18 V. Ispravljanje naizmeničnog napona izvršeno je sa grec-spojem od 50 A. Filtrirani jednosmerni napon vodi se na niz od 8 ispravljačkih dioda sa strujom po 10 A. Pošto je pad napona na svakoj diodi 0,7 V, najniži napon na izlazu je 13 V, a najviši doseže 18 V. Biranje potrebnog napona vrši se grebenastim prekidačem sa 9 položaja čime se dobiju potrebni naponi za laboratoriju i za napajanje nekih uređaja kojima je potrebna veća jačina struje. Kontrola napona vrši se sa dva digitalna voltmetra i to na dva izlaza od kojih je jedan predviđen za punjenje akumulatora većeg kapaciteta. Poseban sklop ovog uređaja je vremenski prekidač ( tajmer ) kojim se zadaje potrebno vreme za punjenje akumulatora koje zavisi od njegovog kapaciteta i dozvoljene jačine struje punjenja. Ovom nadogradnjom akumulator se štiti od prepunjavanja jer jake struje mogu da trajno unište njegove ćelije. Najmanja vremenska jedinica za brzo punjenje, ili dopunjavanje akumulatora je 15 minuta. Za svaki akumulator vreme punjenja se može izračunati pomoću poznate formule: q >= I * t, gde je q kapacitet akumulatora ( Ah = 3600 As ), I jačina struje i t vreme punjenja koje se u ovoj formuli računa u sekundama. Za precizan proračun  punjenja baterije uzimamo podatke sa akumulatora i uz malo matematike ( množenje i deljenje ) dolazimo do vremena koje je potrebno da se napuni bilo koji prazan akumulator ( t >= q/I ).

U ovom slučaju ispravljač je namenjen za laoratorijske potrebe i različite eksperimente sa izborom željenog napona u rasponu od 13 do 18 V i odgovarajuće jačine struje. Hlađenje uređaja je vazdušno i sa masivnim aluminijskim hladnjacima za grec-spoj i ispravljačke diode, jer je mali prostor za ugradnju ventilatora. Njegova gradnja je zahtevna sa prethodnom pripremom i proračunom napona koji su potrebni za laboratorijski rad. Grebenasti prekidač je izabran prema broju ispravljačkih dioda sa čijih katodnih krajeva uzimamo dobijeni jednosmerni napon. Veoma je važno da diode budu istog tipa i jačine struje da bi njihovo eventualno grejanje bilo ravnomerno raspoređeno. Diode su povezane na rednoj klemi iznad aluminijskog hladnjaka i fiksirane tako da ga sa donje strane dodiruju čime se efikasno odvodi višak Džulove toplote. Transformator, koji je uzet sa UPS, ima slabije zagrevanje pri radu koje se ne povećava do kritičnih vrednosti temperature.

Posvećeno godišnjici rođenja Nikole Tesle.

Zamena starog sa novim radiom u automobilu nameće dilemu, šta uraditi sa starim, još upotrebljivim radio aparatom, da li ga nekome pokloniti, sortirati kao elektronski otpad, ili mu odrediti neku treću namenu. U ovom slučaju odlučio sam se za naprednu varijatnu upotrebe radija u mojoj hobi radionici. Neposredan povod za članak je 168 godina od rođenja Nikole Tesle, kada je igrom slučajnosti moj 75. rođendan koji ću prigodno i svečano obeležiti u krugu porodice koja mi je pružila najveću podršku za publikovanje objavljene  knjige simboličkog naziva „Stotinu koraka do mog sveta elektronike“. Knjigu sam pisao punih deset godina sa većinom mojih slika. Ovo životno delo sadrži stotinu odabranih članaka sa 1,250.000 pregleda na portalu Cefiksa. Izdavač knjige je: Društvo za afirmaciju kulture - Presing Mladenovac, urednik: Predrag Milojević, broj stranica 292, tiraž prvog izdanja knjige 100 primeraka, godina izdanja: 2024. ISBN: 978-86-6341-990-2.

Kao prikladno mesto u koje sam ugradio radio iz kola je odgovarajuća plastična kutija od analognog satelitskog risivera u koju sam smestio napajanje od 14,8 V, te rezervno napajanje preko minijaturnog akumulatora veoma malog kapaciteta ( 1.300 mAh ), napona 12 V. Rezervno napajanje služi za memorijski deo radio aparata koji „pamti“ raspored radio stanica koji je zabeležen na šest kanala. Pošto memorija radija ne troši veliku struju, svega 200 mA, baterija je u režimu stalnog dopunjavanja prilikom rada uređaja i postepenog pražnjenja koje je podešeno preko releja, da njen napon ne spadne ispod 10 V. Time se baterija štiti od potpunog pražnjenja koje bi uništilo njene ćelije i skratilo vek trajanja. Memorijsko kolo se, po pravilu, napaja preko žutog provodnika koji treba da je stalno priključen na jednosmerni napon od +12 V. Ako ga isključimo gubi se memorija. Crveni provodnik Euro džeka - ISO sa radija ide na + 12 V sa prekidačem, ili bez prekidača, crni kabal džeka sa minus pola izvora struje vezuje se za masu. Plavi provodnik sa radija služi za napajanje električne antene, ili auto pojačala. On je pod naponom +12 V kada je radio uključen.

Na poleđini plastične kutije nalazi se priključak mrežnog napona od 230 V, kao i konektori za izlaz četiri zvučnika u stereo režimu rada. Savremeni radio aparati za automobile imaju dva univerzalna Euro džeka - ISO konektore. Crveni i žuti provodnici mogu se kratko spojiti, ali moraju biti stalno pod naponom ako želimo da zadržimo memorisane radio stanice.

Posebna pažnja prilikom konstrukcije posvećena je izradi stabilisanog ispravljača naizmenične struje koji napaja radio prilikom rada, ali i punjenje akumulatorske baterije koje se odvija dok je radio upaljen. Na poleđini kutije izveden je priključak za električnu antenu, čime se omogućuje maksimalan izbor radio stanica. Podešena je struja u režimu rada, ali i kontrolisana struja punjenja baterije sa dva odvojena grec spoja, dok su „peglanje“ i filtracija jednosmernog napona izvedeni sa dva elektrolitička kondenzatora većeg kapaciteta i feritnim prstenovima na krajevima kablova za napajanje.

Obično se na kraju zapitamo o praktičnoj koristi ove složene konstrukcije. Kao prvo, radio i plastična kutija rashodovanog risivera nisu završili na otpadu i služe za slušanje tihe stereo muzike, bez potrebe da se u mojoj hobi radionici uvek pali računar, ukoliko nemam nameru da ga koristim. Ono što je najvažnije kod ove gradnje je spoj teorije i prakse, provera Omovog zakona i drugih zakona elektrotehnike i potreba da se radni kutak obogati sa uređajem koji se može, koristeći rezervno napajanje, upotrebiti i kada nema struje u gradskoj mreži, što se retko dešava. Posebno, ovo je uspomena na slavnog naučnika, Nikolu Teslu, koji je rođen 10 jula 1856. godine, a smatra se da je izumeo bežični prenos, bez obzira što su mu neki to osporavali, čak pokrali kasnije priznate patente iz navedene oblasti.  Vrhovni sud SAD presudio je 21. juna 1943. godine da je "pravi tvorac radija Nikola Tesla".

Veoma često nam je u amaterskoj, ili profesionalnoj praksi potreban promenljivi napon, posebno kod napajanja uređaja koji nemaju vlastito napajanje, a još više kod izvođenja  eksperimenata uz korišćenje mernih instrumenata analognog, ili digitalnog tipa. Često se opravdano zapitamo, da li da promenljivi napon obezbedimo regulatorom jednosmernog ( DC ), ili naizmeničnog ( AC ) napona. U slobodnoj prodaji ima različitih vrsta fabričkih regulatora čiju cenu uglavnom diktira njihova konstrukcija i kvalitet izlazne struje, jer neki osetljivi uređaji neće dobro raditi, ili će se ubrzo pokvariti, zbog nepredviđenih skokova napona, ili promenljive struje.

Ukoliko nađemo odgovarajući regulator fabričke proizvodnje, on je u svakom slučaju bolje rešenje od samostalne konstrukcije regulatora napona. Naizmenični ( AC ) napon obično možemo izvući iz sekundara transformatora koji ima više izvoda, pri čemu nema promene frekvencije, a struja zavisi od snage transformatora, odnosno preseka njegovog jezgra. Primera radi, ako je presek jezgra ( S=a*b ) vrednosti 10 cm2, snaga transformatora se izračuna kvadriranjem tog broja, što iznosi 100 W, gde praktično postoje izvesna odstupanja, a to zavisi od koeficijenta korisnog dejstva transformatora. O tome posebno vodimo računa ako motamo kaleme transformatora sa posebno odabranim izvodima debljih provodnika njegovog sekundara. Biranje potrebnog naizmeničnog napona najbolje je vršiti grebenastim prekidačem sa više radnih položaja čije ćemo vrednosti najpre izmeriti, a potom vidno obeležiti na komandnoj tabli uređaja.

Drugi način biranja promenljivog naizmeničnog napona je upotreba autotransformatora, gde moramo biti pažljivi od mogućeg strujnog udara zbog proboja naizmenične komponente, jer ovaj transformator ima samo jedan namotaj. Treća mogućnost je da namerno izbegnemo transformator, tako što ćemo upotrebiti trijak, diak, potenciometar, nekoliko blok kondenzatora radnog napona 250 V i 400 V i nekoliko otpornika, što je prikazano na dve u praksi proverene šeme koje se nalaze u prilogu ovog članka. Ovakav regulator je dobar za klasično svetlo, grejna tela, kolektorske elektromotore, dok se za LED svetlo i asinhrone elektromotore koriste posebni regulatori, tzv. „DIMERI“, koji se mogu naći u slobodnoj prodaji sa dosta kvalitetnim rešenjima fine regulacije napona.

Regulatori jednosmernog ( DC ) napona teže se nalaze u slobodnoj prodaji, izuzev nekih specijaliziranih radnji, tako da se mnogi odlučuju za njihovu konstrukciju koja nije previše složena jer je, pored stabilnog izvora jednosmernog napona, potreban tranzistor veće snage sa hladnjakom, odgovarajući potenciometar, nekoliko otpornika uglavnom veće snage, kao i najmanje dva elektrolita većeg kapaciteta za „peglanje“ napona.

Regulatori DC napona mogu se efikasno upotrebiti za svetlo, kolektorske bušilice, druge elektromotore na kojima menjamo brzinu obrtaja, te za različite eksperimente, dok se na nekim uređajima sa fiksnim naponom nikako ne koristi regulator jednog ili drugog tipa, već se odabere napon u dozvoljenim granicama bez mogućnosti njegove ručne, ili automatske promene. Kod regulatora AC napona treba imati u vidu koju frekvenciju električne struje imamo na izlazu, pošto neki uređaji rade samo  na struji frekvencije od 50 Hz ( Evropa i veći deo sveta ), ili na 60 Hz ( SAD ).

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.

Visoke letnje temperature, loša električna instalacija i trenutak ljudske nepažnje najčešći su uzroci požara u kojima mogu biti ugroženi ljudi i uništena materijalna dobra. Često nismo ni svesni koliko mala nepažnja, ili volšebna zaboravnost dovode do katastrofa sa velikim posledicama. Voda i vatra su stihije koje brzo napreduju, a teško se zaustavljaju.

Najčešći uzrok požara u kući, ili stanu je dotrajala električna instalacija čiju sanaciju ne treba nikako odlagati. Loši spojevi u razvodnim kutijama i ormarima za struju, ili na utičnicama, dovode do stvaranja toplote koja može razviti temperaturu na kojoj se pali izolacija, kao i drugi zapaljivi materijali, što dovodi do požara čije gašenje nije preporučljivo sa vodom. Veoma čest uzrok razvijanja toplote su nedovoljni preseci produžnih kablova, pogotovo ako smo ih kupovali na pijaci, jer pored malog preseka, provodnici su labavo vezani za viljuške, ili da uopšte nema žuto-zelenog provodnika za uzemljenje ( masu ), što nije preporučljivo za većinu potrošača.

Nestručna zamena pregorelih topljivih osigurača može dovesti do paljenja instalacije, jer pravljeni osigurači nisu dobro rešenje, pošto deblji provodnici u keramičkom kućištu osigurača gube namensku ulogu kao namerno oslabljeno mesto u strujnom kolu. Opterećenje osigurača, koje se izražava u amperima, može se izračunati na osnovu poznate formule za snagu električne struje ( P = U * I ), odakle se dobija vrednost jačine struje, kada se ukupna snaga ( P ) podeli sa električnim naponom od 230 V, propisanim po evropskim standardima. Primera radi, na utičnicu, ili grupu utičnica koje su vezane na osigurač vrednosti od 16 A, mogu se priključiti potrošači ukupne snage do 3.680 W, ili 3,68 kW. Nikada ne treba uzimati granične vrednosti, jer će u tom slučaju osigurač razvijati Džulovu toplotu, što dovodi do postepenog nagorevanja labavih spojeva na razvodnom ormariću za struju. Preporučljivo je da koristimo automatske osigurače odgovarajućih vrednosti koje zavise od potrošača. Kod određivanja amperaže osigurača veoma je važna pravilna ( ravnomerna ) raspodela snage potrošača koje koristimo. Većinu potrošača treba isključivati kada se ne koriste, posebno ako su u pitanju adapteri i punjači baterija prenosnih uređaja i mobilnih telefona. Oni razvijaju visoke temperature ako nisu kompatibilni, ili su baterije dotrajale, odnosno da su u mogućem kratkom spoju. Kratak spoj baterije laptopa opterećuje i zagreva njegov adapter koji može izazvati požar.

Presek provodnika ima propisane standarde, tako da se za strujna kola koja koriste osigurače od 16 A koriste provodnici preseka 2,5 mm2, a za sijalice i druga slabija svetla provodnik od 1,5 mm2, sa osiguračem od 10 A. Osigurači od 16 A obično se koriste za utičnice, dok na glavni vod stavljamo osigurače do 25 A po jednoj fazi sa presekom provodnika od 4 do 6 mm2. Kao efikasna zaštita od kratkog spoja može polužiti FID-ova sklopka.

Preventivne mere zaštite od požara ogledaju se u praktičnim radnjama na otklanjanju svih potencijalnih uzroka za stvaranje visokih temperatura. Njih treba, ukoliko nismo sposobni da to sami izvedemo, poveriti stručnim licima. Pregledi moraju biti redovni, jer iznenađenja vrebaju i kada smo potpuno sigurni, posebno kod produžnih kablova za visoki napon. Zaključimo priču starom narodnom izrekom: „Struja je dobar sluga, a zao gospodar!“.

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.