30. Sep, 2020.

U idealnom svetu života i rada sa tehnikom, vaš PC bi trebalo da traje onoliko koliko to želite, a jedini razlog za kupovinu novog trebalo bi da budu samo aktuelne komponente, a nekad i potencijalni kvarovi. Nažalost, mi ne odlučujemo kada će se nešto od tehnike pokvariti, niti koliko će godina biti aktuelno. Podsetimo se iz prakse koji su najčešći kvarovi na računaru.

Iako matične ploče nemaju pokretne delove, one su toliko kompleksne i specifične u svojoj konstrukciji da čak i najmanji kvar može da bude katastrofalan. Bilo kakav pokušaj opravke je složena radnja koja uspeva profesionalcima i dobrim poznavaocima tipičnih kvarova na matičnoj ploči. Najčešći kvarovi su osušeni ( nabubreli ) elektroliti koji se lako menjaju, ali teži kvarovi su dotrajali spojevi sitne štampe matične ploče. Vek joj se itekako može produžiti upotrebom UPS uređaja koji obezbeđuje stabilno napajanje i zaštitu pri nestanku struje u mreži, ili pri varijacijama napona. Ukoliko računar posle isključenja ne “pamti” datum i vreme uzrok je prazna BIOS (CMOS) baterija koja se lako menja, što zavisi od konstrukcije i dostupnosti.

Diskovi dolaze u dva pakovanja, hard-disk ( HDD ) i SSD. Kompjuter ne može da funkcioniše bez jednog od njih, jer se tu nalazi operativni sistem. Ako vam disk otkaže poslušnost, odmah morate da pronađete zamenu, ali je najveći problem kako sačuvati i skinuti podatke koji se nalaze na njemu. HDD i SSD mogu da se pokvare, ali iz različitih razloga. HDD je mehanički i ima pokretljive delove. Zbog toga vremenom dolazi do fizičkih kvarova. SSD je baziran na čipovima fleš memorije, i nema pokretne delove. Međutim, fleš memorija vremenom počinje da bude nepouzdana u skladištenju podataka i podložnija je problemima usled ekstremnih temperatura.

RAM je ključan za rad kompjutera i jedan je od prvih delova koje bi trebalo nadograditi ako želite da vam kompjuter brže radi. Trenutna norma za solidnu brzinu kompjutera iznosi 8GB RAM-a. U zavisnosti od modela i brenda koji kupite, razlikuje se i njihov životni vek. U savršenim uslovima, RAM ima iznenađujuće dug životni vek. Ipak, postoje dve stvari koje u sekundi mogu da “ubiju” RAM - temperatura i promene napona napajanja.

Postoji nekoliko stvari koje morate da uzmete u obzir kada kupujete napajanje za svoj PC, ali životni vek je svakako najvažniji. Napajanja su malo gora nego RAM po pitanju životnog veka – naravno pod idealnim uslovima. Pod normalnim uslovima koriščenja, napajanje bi trebalo da traje barem pet godina, možda čak i deset ako imate sreće. Najčešći kvarovi kod napajanja su osušeni elektroliti koji se mogu lako zameniti, te prekinute veze na pločici koje se mogu osvežiti ( pojačati ) ponovnim lemljenjem slabih spojeva.

Verovatno niste puno razmišljali o ventilatoru koji održava život procesoru, grafičkoj kartici i drugim vitalnim delovima koji se u toku rada greju. Sigurno se desi da i ne primetite kada neki od ventilatora prestane sa radom. Na svu sreću, ventilator je lako i jeftino zameniti. Međutim, posebni ventilatori koji hlade procesor preko aluminijskog tela hladnjaka, ili grafičku karticu, ne mogu biti brzo zamenjeni i njihov kvar vas može skupo koštati, jer će sa sobom, usled pregrevanja, uništiti i jednu od ove dve komponente. Ventilatori su mehaničke komponente, baš kao i hard diskovi i zbog toga može da dođe do njihovog trošenja tokom vremena. Mogu se povremeno čistiti, ili da im se zameni mast, ili ubaci kapljica mašinskog ulja na osovinicu čije ležište se zbog okretanja osušilo, tako da se čuje bučan rad ventilatora. Ovu pojavu dodatno mogu da ubrzaju prašina i brojne druge čestice koje se sakupljaju na lopaticama ventilatora. Kontrola rada ventilatora na procesoru i nekim grafičkim karticama može se pratiti softverski instaliranjem odgovarajućih namenskih programa, ili podešavanjem vršne temperature u BIOS-u. Pri dostizanju zadate kritične vrednosti temperature ( 72 stepena C ) računar se sam gasi i tako spašava vitalne komponente od težih kvarova. U tom slučaju treba utvrditi uzroke pregrevanja komponenti, a potom ih što pre sanirati.

Na kraju recimo da neke vrste računara zvučnim signalima upozoravaju na različite hardverske i softverske probleme, tako da prema dužini trajanja i po broju dugih i kratkih “bip - signala” možemo lakše pronaći kvar. Šta konkretno znače pojedini zvučni signali možemo lako pronaći na Internetu, ili u uputstvu za matičnu ploču. Još jednom podvucimo da UPS spašava PC od mogućih problema i da njegova nabavka nije nikakav luksuz, bez obzira na cenu i na kasniju zamenu baterije za UPS-a koja ima svoj ograničen rok trajanja.

Svaka ozbiljnija konstrukcija i gradnja NF stereo pojačavača, pored planski pripremljenog pristupa, kvalitetne stručne opservacije i dobrog poznavanja njegovih osnovnih funkcija, traži posebnu predostrožnost pri određivanju najboljeg položaja ulaza, izlaza i ispravljačkog stepena, kao i kod uzemljivanja i pravilnog oklapanja delova uređaja. Na ulazu pojačavača osetljivost je velika, a zbog toga i pojačanje ima veliku vrednost. Primaran zadatak gradnje je kako pravilno oklopiti predviđene ulaze i sprečiti njihov negativan uticaj na izlazni stepen.

Kod NF pojačavača velike snage od ispravljača teku struje od nekoliko ampera. Provodnici kroz koje teku tako jake struje ne smeju biti povezani nekim povratnim vezama sa ostalim stepenima kola. U suprotnom možemo očekivati pojavu oscilacija, bruma, ili nestabilnost u radu pojačavača. Ove pojave se javljaju zbog malog, ali ipak, konačnog otpora provodnika kroz koje teku tako jake struje.

Uzemljivanje stereo pojačavača još je kompleksnije pitanje, jer se nipošto ne sme dozvoliti da između bilo koje dve tačke na potencijalu mase postoje dva provodna puta ( tzv. „petlja bruma“ ). Najbolje je sve uzemljiti na jednom čvorištu minus pola elektrolitičkih kondenzatora ispravljačkog stepena koji su, po pravilu, velikog kapaciteta, odnosno vrednosti od nekoliko hiljada µF. Uzemljenje za izlazne tranzistore i zvučnike se, takođe, vezuje u zajedničku tačku na ispravljaču. Vodovi za napajanje izvode se odgovarajućim provodnicima, a spajaju u jednoj tački u ispravljaču. Vodovi za napajanje predpojačavača mogu se međusobno vezati, ali što kraćim vezama, pa se jedan od pretpojačavača poveže sa ispravljačem.

Provodnici izlaznog stepena treba da budu što kraći, a dobro bi bilo da se vode zajedno provodnici koji idu na emiter, odnosno kolektor ( na taj način se smanjuje magnento polje ). Posebno treba naglasiti da se mase koaksijalnih kablova vezuju samo na jednom kraju i da su svi vodovi simetrično postavljeni. Ispravljački stepen treba da je ožičen debelim provodnicima i na taj način ćemo sprečiti pojavu ometajućih polja i samooscilacija koje se teško otklanjaju. Izlazna otpornost ispravljača trebala bi da bude što manja, što zavisi od vrste i klase. U suprotnom stabilizacija će biti loša, a napon će varirati u istom ritmu kao i ulazni signal što dovodi do nestabilnog rada pojačavača. Poželjno je, takođe, pravilno oklopiti mrežni transformator, ispravljač i predpojačavač sa priključcima. Ovo je najbolje izvesti čeličnim limom, s obzirom na njegove magnetne osobine.

Posebna dilema među konstruktorima je, da li uzemljiti, ili ne uzemljiti pojačavač. Neki su za, a neki protiv takve radnje. Ako bolje pogledamo, sva kvalitetnija fabrička pojačala su uzemljena, posebno ako imaju metalnu kutiju. Neki pojačavači bruje ukoliko nisu uzemljeni, posebno za električnu gitaru, ako nisu uzemljerni svi njeni metalni delovi. Svaki uređaj je priča za sebe, nekim prosto ne treba uzemljenje! Ako to radimo, onda treba proveriti da li imamo ispravnu mrežnu instalaciju kod koje napon između nule i uzemljenja ne bi trebalo da prelazi 10 V, a najbolje je da bude 0 V. Napon između faznog voda i uzemljenja trebao bi da bude oko 230 V i, naravno, između faze i nule 230 V. Ukoliko pojačalo koristi mikrofon, a nije uzemljeno, može se desiti proboj napona na masu pojačala, a time i na telo mikrofona, što krije opasnost od udara struje. Ako su metalna kutija i masa pojačala uzemljeni, neće doći do takve neprijatne i po život opasne pojave. Uzemljenje pojačala podrazumeva vezivanje kutije i minus pola čvora izvora napajanja na provodnik koji služi kao uzemljenje. Kod nekih pojačavača, kao što je ovo sa priloženih slika, nikako ne smemo minus pol napajanja vezati na masu, već samo minus pol odvojenog izvora napajanja predpojačala koji je provodno, preko širma, vezan za telo mikrofona i za kutiju. Interesantno je iskustvo da se kod ovog pojačavača minus pol izvora napajanja i minus pol napajanja predpojačavača moraju vezati preko blok-kondenzatora čija se vrednost određuje eksperimentalno. Odabraćemo kapacitet blok-kondenzatora koji eliminiše i najmanji šum na izlazu. O ovom interesantnom problemu, koji može stvoriti glavobolju svakom konstruktoru, pisao sam nedavno na ovom portalu ( „Pojačalo sa izlazom bez spoja sa masom“, objavljeno, 18.01.2020. ), upravo prilikom gradnje uređaja koji je prikazan na slikama.

Na kraju, moj savet je da se ne treba nikako upuštati u konstrukciju i gradnju ako nismo dobri poznavaoci principa rada pojačavača i opisanih problema na koje možemo naići, te ako nemamo izgrađenu naviku preciznosti, pravilnog čitanja šema po kojima radimo i jaku volju da planiranu konstrukciju dovedemo do kraja. Pre početka rada treba odabrati odgovarajuću kutiju, odrediti raspored podsklopova, nabaviti sve delove i obezbediti potreban pribor i alat za rad. Mnogi se opravdano pitaju, da li je uopšte isplativija gradnja, ili kupovina fabričkog uređaja. Moje dugogodišnje konstruktorsko iskustvo kaže da današnji fabrički uređaji služe veoma kratko, a uređaji koje sam temeljito gradio besprekorno me služe  godinama. Ako gledamo na cenu, daleko skuplje je ono što sami pravimo, problem je odgovarajuća šema, izrada štampanih pločica, nabavka komponenti, adekvatna kutija, ali zadovoljstvo nakon uspešne gradnje ima nemerljivu cenu i potvrdu znanja u praksi.

Literatura:
1. „Audio amplifier systems“ - Philips, naučna publikacija iz 1972. godine,
2.  M. Kričković: „Predostrožnosti pri gradnji NF pojačala“.

Nedavno sam pisao na ovom portalu o korišćenju LED štapa koji se pri nestanku struje u mreži napaja sa 12 V. Pošto takav izvor svetlosti može poslužiti kao prigušeno noćno svetlo kada je potpuni mrak, postavlja se praktično pitanje, kako smanjiti jačinu svetlosti do željene mere. Kupovina regulatora napona ( „dimera“ ) za LED svetlo nešto je veći izdatak, tako da sam došao do jednostavne šeme regulatora jednosmernog napona pomoću LM317, jednog otpornika, potenciometra i dva elektrolita. Njihovom kombinacijom dobijen je sklop za finu regulaciju napona.

Regulator je najbolje smestiti u neku plastičnu kutiju u koju dovodimo jednosmerni napon maksimalne vrednosti do 28 V. Plus pol izlaza ispravljača, ili akumulatora, spaja se na pinu 3. dok se minus pol izvora vezuje na jedan kraj potenciometra od 5 K, a srednji izvod i drugi kraj potenciometra spajaju se na pinu 1. Od te nožice spaja se otpornik od 240 oma sa pinom 2. koji ujedno služi kao izvor promenljivog napona od 0 V – 28 V. Sa regulatorom napona LM317 možemo dobiti struju maksimalne vrednosti do 1,5 A, što je sasvim dovoljno za napajanje LED štapa.

Ukoliko koristimo struju preko 1 A preporučuje se montaža IC LM317 na odgovarajući aluminijski hladnjak koji ne sme da direktno naleže na uzemljeno metalno kućište, jer je telo IC ( vidi sliku ) u spoju sa pinom 2. na kome se nalazi plus pol izlaza regulatora napona. Vrednosti otpornika ( R2 ) i potenciometra ( R1 ) nisu kritične, tako da se može koristiti potenciometar i od 10 K, a otpornik nešto veće vrednosti, što spada u domen eksperimentalnog rada pri podešavanju struje za LED svetlo koje imamo pri raspolaganju. Regulator je namenjen za svetlo maksimalne potrošnje do 1,5 A ( snage potrošača do 18 W ),  napona 12 V, a potenciometrom se podešava intenzitet svetlosti do željene vrednosti – jačine.

 Životna poruka Nikole Tesle:
„Najveće čovekovo  zadovoljstvo je posvetiti se nečemu što mu ni u snu ne da mira!“

( Članak posvećen Teslinom i mom rođendanu, 10. juli )

Donedavno smo rezervno napajanje svetiljki manje snage, u ambijentu bez gradske mreže, koristili upotrebom konvertora napona ( 12 V = /230 V ≈  ), što se pojavom LED svetla ( 12 V, 24 V = ) pokazalo suvišnim i neracionalnim rešenjem. Ovo se ne odnosi na korišćenje visokog napona za uređaje koji se napajaju sa 230 V, 50 Hz naizmeničnog napona ( pogledati sliku konvertora napona za računar i svetlo ). Za takav konvertor treba kao izvor struje koristiti akumulator minimalnog kapaciteta od 45 Ah. Nedavni nestanak struje u gradu, koji je trajao preko sat vremena, naveo me na ideju kako da u takvoj situaciji imam sigurno rezervno napajanje LED niza koji je mali potrošač struje, svega 500 mA, što će sa minijaturnim akumulatorom kapaciteta od 1300 mAh obezbediti do dva časa spasa od neprijatnog mraka.

Uređaj koji predstavljam vredan je pažnje zbog malih dimenzija i manje snage sa namenski pravljenom kutijom u kombinaciji aluminijski lim, drvo i plastika, ali sa automatskim preklapanjem mreža-baterija i sa zaštitom od prepunjavanja i kratkog spoja akumulatora. Primarna vrednost ovog uređaja je automatsko prebacivanje na rezervno napajanje, što pri nestanku struje u mreži spašava od tumaranja po mraku. Može biti stalno uključen na mrežu, služeći kao večernje pozadinsko svetlo, pri čemu se baterija polako prazni, ali i kontinuirano dopunjava do maksimalnog projektovanog napona od 14,8 V sa strujom punjenja, Ipunj. = (Uizl. – Ubat.)/Rx. Pored minijaturnog akumulatora ( 12 V, 1300 mAh ) urađen je ispravljački stepen složenijeg tipa sa dva odvojena Grecova spoja, stabilizatorom napona i kontrolom struje punjenja zbog nekih složenih procesa upravljanja relejnim sklopom koji reaguje pri nestanku struje u mreži. Tada se automatski pali svetlo, odnosno kotva releja prebacuje se na rezervni izvor napajanja. Preko releja, koji ima dva radna položaja, obezbeđen je potreban napon od 12 V za stabilno svetlo LED štapa koji fantastično osvetljava prostor u kome se nalazimo. Uređaj nije strogo fiksiran na jednom mestu, možemo ga po potrebi prenositi iz prostorije u prostoriju, ili mu odrediti neku ustaljenu radnu poziciju gde najviše boravimo.

Pored ekonomičnosti, po pitanju utroška struje i malih gubitaka na Džulovoj toploti  ovakav uređaj dokazano je koristan za svako domaćinstvo, sa izvesnim prednostima u odnosu na fabričko rezervno napajanje. Primetio sam, ispitujući i pažljivo testirajući brojna praktična rešenja, da je kod većine fabričkih uređaja rešenje stabilnog rezervnog napajanja prateća boljka, ili namerno izveden tehnički nedostatak, nepravilno punjenje baterije koja brzo strada, a u slučaju kratih spojeva u njenim ćelijama dolazi do težih kvarova na elektronici napajanja. Sa strogo kontrolisanim naponom i prilagođenom strujom punjenja ( Ipunj. ) moj prvenac za rezervno napajanje služio je, sa NiCd akumulatorom od 7 Ah, punih deset godina.

Što se tiče troškova za gradnju ovog minijaturnog uređaja, najveća stavka je akumulator, dok se cena komponenti ispravljačkog stepena može ublažiti, ili potpuno izbeći nekim raspoloživim rezervama delova koje poseduje svaki napredniji konstruktor. Relej je minijaturnog tipa ( 12 V, 10 A na kotvi ) za automatsko preklapanje mreža-baterija. Ukoliko kupujemo odgovarajuću metalnu kutiju, njena cena nije zanemarljiva, tako da je najbolje da je sami pravimo, ili se snađemo na neki drugi način. Možemo koristiti odgovarajuću metalnu, ili plastičnu kutiju sa svim potrebnim merama zaštite od visokog napona. Veličina kutije zavisi od odabranog kapaciteta akumulatora od koga zavisi vreme rezervnog napajanja koje se može precizno izračunati pomoću formule: q = I*t, odnosno, t = q/I. Kapacitet akumulatora označen je na bateriji ( mAh, ili Ah ), tako da je dovoljno  instrumentom izmeriti jačinu struje potrošača ( LED niza ). Delenjem te dve fizičke veličine ( kapacitet akumulatora i jačinu struje ) dobijemo vreme u časovima. Na kraju recimo da nije preporučljivo potpuno pražnjenje akumulatora, što se  zbog ugrađene elektronske zaštite od potpunog pražnjenja i kratkog spoja Acu baterije nikako ne može desiti, što bi mu ubrzano smanjilo vek trajanja.

Korona virus je neminovno naterao mnoge da upražnjavaju slobodno vreme kako znaju i objektivno mogu. U posebnoj situaciji našli su se građani stariji od 65 godina kojima, pored zabrane izlaska, preti promena raspoloženja koje će itekako ostaviti neke trajnije posledice po zdravlje. Pravo je umeće svakog pojedinca da u takvoj situaciji ostane  normalan i da negativno raspoloženje ne prenosi na druge.

Pošto spadam u navedenu kategoriju građana, mada ne volim nikakve podele po starosnoj dobi, pokušao sam na najbolji mogući način da iskoristim moj hobi, a to je konstruktorska elektronika, da mi ne bude dosadno u zatvorenom prostoru. Pre svega, za vreme vanrednog stanja pružio sam maksimalnu stručnu pomoć nekim seoskim osnovnim školama u primeni OnLine nastave ( sedmični radni zadaci ) preko njihovih portala, a najveći deo slobodnog vremena posvetio sam elektronici i sređivanju moje radionice za konstruktorski rad.

Uređaj koji predstavljam napravljen je od zatečenog elektronskog otpada, plastične kutije (19,2x11,5x3,5 cm) od nekog HDD starije generacije, a unutar nje spakovao sam jednu pločicu od rashodovanog radio prijemnika (tjuner). Njegovo napajanje (9 V) obezbeđeno je sa dve litijum-jonske baterije napona po 3,8 V od rashodovanih mobilnih telefona. Baterije su vezane u seriju, tako da sam dobio potrebnih 7,6 V. Njihovo pravilno punjenje obezbedio sam pomoću jednog spoljašnjeg adaptera napona 9 V, 300 mA, s tim da sam na samom ulazu ugradio dobru filtraciju napona sa elektrolitičkim kondenzatorom kapaciteta 2.200 µF, 25 V. Sa prednje strane uređaja ugrađen je mikroprekidač, kako FM tjuner ne bi bio stalno uključen. Na sredini je stereo utičnica ( 3,5 mm ) izlaznog signala, a desno gore LED dioda sa dve boje, crvena kada se pune akumulatori i zelena kada se prazne. Ovde se radi o posebnoj LED diodi sa tri nožice, srednja ide na minus pol sa izvora struje na koju je redno vezan otpornik 1K radi smanjenja struje ( do 30 mA ) ka ovoj LED diodi. Druge dve nožice spojene su na dva različita mesta plus pol izvora, jedna odmah na ulazu, a druga posle zaštitne diode od pogrešnog polariteta i kratkog spoja, na tački napajanja FM modula ( tjunera ) ovog prijemnika male snage. Na izlazu se nalazi stereo signal vrhunskog kvaliteta koji se može isprobati na slušalicama, ili preko pojačala, ukoliko želimo jači signal zvuka. Na poleđini kutije nalazi se samo priključak za punjenje Li-ion akumulatora kapaciteta po 1.200 mAh. Unutar kutije smeštena je odgovarajuća štap antena koja se ne izvlači.

Ovakav FM prijemnik može se uspešno koristiti kao prenosni uređaj u prirodi i svugde u pokretu na mestima gde nemamo izvor struje. Zbog male potrošnje i većeg kapaciteta baterije uređaj je služio deset sati upotrebe bez dodatnog napajanja. Može poslužiti umesto mobilnog telefona za slušanje muzike sa neke radio-stanice na FM, ili na srednjotalasnom području, mada se taj opseg sve manje koristi. Upotreba srednjih talasa podseća na neke daleke godine kada se zbog pojave tzv. Fedinga čuju karakteristični šumovi, posebno u večernjim satima.

Mnogi će se opravdano zapitati, da li se ovo uopšte isplati pored laptopova, mobilnih telefona i kompjutera, kao i drugih savremenih uređaja za slušanje muzike. Utrošak za materijal je nula, ali rad i konstruktorsko stvaralaštvo zadiru u veoma precizne proračune i fine radnje povezivanja komponenti i primenu teorije u praksi. Kada se tome doda racionalno korišćenje slobodnog vremena, onda zadovoljstvu nema kraja, a korisna upotreba elektronskog otpada opravdava ovakvu gradnju koju mogu razumeti samo istinski ljubitelji elektronike.

Vanredno stanje, zbog pandemije korona virusa, navodi mnoge da kreativno razmišljaju, neki da stvaraju, čitaju, pišu, gledaju televiziju ( pod uslovom da se što manje nerviraju ), slikaju, kuvaju, sređuju uzan prostor izolacije u četiri zida, pošto bi svako dosađivanje nesumnjivo negativno uticalo na mentalno zdravlje i najzdravijeg čoveka. Preturajući po ostavljenim i zaboravljenim ukrasima za novu godinu naišao sam na pokvarene nizove ukrasnih LED svetiljki kineske proizvodnje koje sigurno nisu  zaražene. U tom nizu unimerom sam utvrdio koje su diode pregorele, pa onda krenuo na dosta pipav posao da od niza ispravnih LED - ova napravim dve ukrasne svetiljke za prigušeno svetlo, a ujedno da rešim pitanje elektronskog otpada.


Prvo sam ispitao dozvoljeni napon i struju za pomenute LED diode jednostavnim vezivanjem za izvor jednosmerne struje uz upotrebu voltmetra i ampermetra. Eksperimentom sam došao do podatka da je optimalni napon za jednu LED diodu 3,6 V i da je za nju struja reda 30 mA. Ovaj podatak nije jednak za sve izbore dioda, što zavisi od same konstrukcije i proizvođača.

Svetiljka koja radi na izvoru jednosmerne struje, ili na akumulatoru od 12 V, ima na sebi deset LED dioda u kombinaciji redne, ili paralelne veze, za čiji proračun i kombinovanu vezu ( redna i serijska ) je potrebno poznavanje osnovnih zakona elektrotehnike ( na prvom mestu Omovog zakona ), zatim nezaobilazna Kirhofova pravila ( zakon grananja struje i proračun padova napona ). Njena konstrukcija, veoma precizna i proračunata za bezbedan i dugotrajan rad, dala je unapred očekivani rezultat da se ovaj štedljivi izvor svetlosti može koristiti kao prigušeno svetlo kada ima, ili kada nema struje u mreži. U slučaju nestanka struje u mreži možemo koristiti mali akumulator kapaciteta do 7 Ah, koji služi kao rezervno napajanje, te se mora dozirano dopunjavati posebno urađenom elektronikom sa automatskim preklapanjem.

Za varijantu stalnog priključka na mrežni napon ( 230 V ) potrebno je uraditi tačan proračun broja redno vezanih LED dioda, „plus“ na „minus“, ili obrnuto, koji se u konkretnom slučaju, kao izmereni napon deli sa 3,6 V, pa se, recimo, za 324 V, može minimalno koristiti 90 LED dioda. Namerno kažem 324 V, iz prostog razloga da mrežni napon treba dvostrano ispraviti, potom filtrirati, što mu povećava vrednost do 324 V ( 230 V * 1,41 = 324 V ). Preporuka je da se uzme nešto veći broj dioda čime sprečavamo njihovo pregorevanje u slučaju većih oscilacija napona u mreži. Pošto nisam imao dovoljan broj LED dioda, pribegao sam rednoj vezi odgovarajućeg otpornika dovoljne snage da izdrži jačinu struje koja prolazi kroz tu rednu vezu. Tako se broj dioda može smanjivati do raspoloživog broja. Bitno je da napon na jednoj diodi ne prelazi utvrđenu granicu pri kojoj  bi došlo do njenog pregorevanja. Ovde treba biti posebno precizan kod upotrebe visokog napona, što podrazumeva sve potrebne mere zaštite, naročito kod pakovanja dioda na izabranom kućištu, koje, ako je metalno, mora biti propisno uzemljeno. U mom slučaju radilo se o metalnim kućištima.

Kako sve to spakovati u odgovarajuće i sigurno kućište stvar je kreativnosti i raspolaganja sa odgovarajućim elementima za montažu i spajanje sa izvorom napajanja. Prilikom izrade ove dve zanimljive svetiljke bilo je potrebno poznavanje geometrije ( izračunavanje uglova pod kojim su raspoređene diode ), bonsek ( za rezanje Al lima ), mala bušilica, turpija, odvijač, klešta, šmirgl papir, lemilica sa tinol žicom, „pištolj“ sa topljivom plastikom, unimer i dobra volja. Pored korisnog proizvoda, najveća prednost je mentalno razgibavanje i osvežavanje znanja iz elektrotehnike. Najbolje je da se svetiljke koriste kao prigušeno svetlo u kupatilu ( priložena slika ), hodniku, ili iza televizora. Mali su potrošači ( manje od 10 W ) i kod pravilnog proračuna dozvoljenog napona po diodi mogu veoma dugo da traju.

Onlajn učenje, organizovano sa osnovcima i srednjoškolcima u uslovima vanrednog stanja, podsetilo me na izvođenje laboratorijskih vežbi iz fizike sa učenicima osmog razreda, koje su za njih bile prava inovacija, a neki se prilikom mog  susreta i razgovora sa njima još uvek nadahnuto prisećaju tako organizovane praktične nastave. Mnogi priznaju da im je iskustvo laboratorijskog rada dosta pomoglo u daljem školovanju, radu i životu, čak i onima koji su ostali na selu, jer poljoprivredniku dobro dođe poznavanje električnih instalacija poljoprivrednih mašina i putničkih vozila.

Vežbe su me ovih dana podsetile kako sam još tada uspešno rešavao potrebe napajanja različitim naponima za nekoliko radnih grupa, izbegavajući Leklanšeove elemente ( što je preporučeno u Zbirci zadataka iz Fizike VIII ), odnosno vezivanje elemenata napona 1,5 V u različite kombinacije, što sam zamenio praktičnim laboratorijskim ispravljačem sa regulacijom napona od 0 V – 32 V. Namerno sam odabrao i fiksirao gornju granicu napona do 32 V zbog mera bezbednosti učenika u kabinetu fizike.

Prednost ispravljača, koji opisujem, je što je promena napona rešena u primaru transformatora pomoću regulatora naizmenične struje za potrošače snage do 1.500 W, jer je gradnjom bilo kog regulatora ispravljenog napona struja dosezala maksimalno do 3 A, što nije bilo dovoljno za vežbe učenika u više grupa. Ovako je rešen problem velikih padova napona i omogućeno je da se sa jednog mesta zadaje desetak vrednosti, što je obezbeđivalo preciznije merenje i mogućnost računanja greške pri merenju. Vežbe su izvođene sa četiri radne grupe sastavljene od 5 - 6 učenika koji su na  radnim stolovima imali izvor struje, potreban pribor i instrumente, podsetnik za rad, tabelu merenja i šemu veza pojedinačno za ceo ciklus laboratorijskih vežbi.

Konstrukcija ispravljača nije složena, ali je uređaj koji je predstavljen na priloženim slikama usložnjen dodatnom elektronikom zaštite od opterećenja i kratkog spoja, te posebnih rešenja regulacije za brzo punjenje akumulatora različitih napona ( 6 V, 12 V i 24 V do 5 A ), koje sam koristio kada u seoskoj školi nije bilo struje, što se često dešavalo u zimskom periodu.

Ispravljač se sastoji od regulatora naizmeničnog napona koji je opisan u nekoliko članaka na ovom portalu, mrežnog transformatora sa izlazom sekundara od 36 V, 5 A, grec spoja 5 A, elektrolitičkog kondenzatora većeg kapaciteta i kvalitetne aluminijske kutije. Prvo je urađena odgovarajuća štampana pločica na kojoj su, pored dograđene elektronike automatskog upravljanja, smeštene dve zavojnice radi „peglanja“ jednosmernog napona. Zanimljivo je da se u primarni namotaj ovog transformatora uvodi pulsirajuća struja sa trijaka koja promenom magnetnog fluksa dovodi do transformacije višeg u niži napon. Struja sa sekundara transformatora vodi se na grecov spoj, a onda se, nakon ispravljanja, filtrira i „pegla“ sa odgovarajućim pasivnim elementima čija vrednost nije kritična. Izbor i fina regulacija napona vrši se potenciometrom koji je smešten na prednjoj strani kutije. Ugrađen je i ampermetar sa opsegom merenja struje do 5 A.

Sva elektronika smeštena je u odgovarajuću aluminijsku kutiju koja je propisno uzemljena, a uređaj će ubuduće poslužiti za eksperimente, ili za efikasno punjenje akumulatora, gde moramo voditi računa o naponu i jačini struje punjenja. Dogradnja uređaja izvršena je ovih dana koje aktivno provodim u izolaciji, nakon duže pauze od korišćenja u kabinetu fizike gde su uspešno izvođene navedene laboratorijske vežbe sa nekoliko generacija učenika osnovne škole u kojoj sam radio. Napokon, kao unapređeni i u višegodišnjoj praksi provereni proizvod, uređaj i dalje služi kao dobar laboratorijski ispravljač za različite eksperimente i opravke drugih uređaja koji koriste jednosmerni napon. Pokazao se veoma uspešnim i za reparaciju oštećenih akumulatora, zbog specifičnog testerastog napona na izlazu sekundara, što je deo posebne priče u nekom od narednih članaka.

Epidemija korona virusa, koja podmuklo hara svetom, bez prepoznavanja državnih, entitetskih i drugih nevidljivih granica, pored katastrofalnih posledica po živote ljudi i na svetsku ekonomiju iznedriće i neke pozitivne vrednosti. Tu, pre svega, mislim na zbližavanje ljudi različitih podneblja i rasa koji su se u trci za boljim životom jedni od drugih poprilično otuđili.

Pošto spadam u starosnu kategoriju kojoj je odlukom o vanrednom stanju zabranjen izlazak iz stana, prvo što mi je palo na pamet je kako najbolje organizovati i provoditi slobodno vreme koga će biti napretek. Kao ustaljene aktivnosti spadaju: jutarnja kafa, redovni obroci, pospremanje stana, prelistavanje dnevne štampe na Internetu, neka zanimljiva knjiga koja se već može čitati na terasi sa pogledom na sunčanu stranu kojoj je zabranjen prilaz. Veliko rasterećenje je odsustvo stranačkog prepucavanja, ali i naviknuto zaobilaženje rijaliti programa od kojih pametan čovek nema nikakve koristi. Od televizijskih sadržaja dolazi u obzir neki dobar film, ili televizija sa naučnim emisijama, putovanjima, dobrom muzikom, dok vesti odgledam samo pred spavanje na kanalima na koje sam već navikao.

Najbolje „ubijanje“ vremena može se uraditi tako što ćemo se posvetiti nekom hobiju koji zdravom i bolesnom čoveku dođe kao psihološki ventil od izolacije. Postoje različite vrste hobija, gde putovanje ne dolazi u obzir, ali tu je sređivanje slika, albuma i dnevnika, za žene vezenje i pletenje, filatelija, restauracija starina, slikanje, skeniranje starih fotografija, slušanje muzike, pisanje dnevnika i drugih sadržaja. Što se tiče pisanja, posvetio sam se opisu rada i funkcionalne upotrebe uređaja koje sam godinama pravio. Tu na prvom mestu izdvajam takmičarske radove mojih učenika sa republičkih smotri iz naučno-tehničkog stvaralaštva. Tako se za desetak godina pisanja do danas skupilo 155 objavljenih autorskih članaka  sa 703.637 pregleda na ovom portalu. Primetio sam da se najviše čitaju stručni članci o uređajima koji imaju potvrđenu praktičnu primenljivost. Tako je članak o štetnim uticajima zračenja dostigao rekordnih 42.382 pregleda. Za moj 70-ti rođendan prošle godine završio sam knjigu pod nazivom „Stotinu koraka do mog sveta elektronike“, koja je u elektronskoj formi i još nije ugledala svetlost dana zbog traganja za zainteresovanim izdavačem. U knjizi je slikovito opisano stotinu članaka sa najviše pregleda vernih čitalaca ovog portala.

Moj omiljeni hobi je praktična ( konstruktorska ) elektronika, za koju sam na vreme stvorio fantastične uslove eksperimentalnog rada. Prvih dana izolacije napravio sam plan kako da sistematski pregledam, a ponešto i da opravim od uređaja koje koristim za različite eksperimente u mojoj radionici. Sve aktivnosti izvodim uz tihu muziku, vodu, kafu, ili čaj i bez alkohola. Namerno to kažem, jer alkohol i drugi poroci dođu kao bežanje od stvarnosti koja nas zadesila. Pored misaone aktivnosti tu se ispoljava i manuelni rad, baratanje sa aparatima i različitim instrumentima. Na radnom stolu sam obezbedio različite napone, kako jednosmerne tako i naizmenične struje, rezervno napajanje u slučaju nestanka struje u mreži i visoki napon za eksperimente sa Teslinim strujama. Kad pomenuh ovog velikog naučnika, koji mi je tokom školovanja i dugogodišnjeg rada na obrazovanju i vaspitanju mladih bio uzor, često se setim njegove mudre izreke „Najbolje je u životu posvetiti se nečemu što nam ni u snu ne da mira“. Moj ispunjeni životni cilj bio je da na najbolji mogući način prenosim stečena znanja iz nauke i tehnike. Mislim da sam ga u potpunosti ispunio. Najveća moja radost je zahvalnost bivših učenika koji su danas uspešni poslovni ljudi. Posle radom ispunjenog vremena san lakše dođe na oči, a šetnja, koja mi sada itekako nedostaje, može se zameniti koracima po stanu, a nikako izležavanjem, spavanjem do podne i dosađivanjem koje i zdravog čoveka vremenom razboli i uništi.

Godinama se bavim konstruktorskim radom upoznajući kroz teoriju i praksu zanimljivi svet elektronike koja je osnova svakog ozbiljnijeg rada i naprednog stvaralaštva u primeni savremenih tehnologija. Ponekad praksa negira teoriju što predstavlja pravi izazov, gde se problemi rešavaju eksperimentom i dužim posmatranjem, merenjem i praćenjem ponašanja pojedinih složenih komponenti koje nameću posebne uslove smeštaja i napajanja. U tim postupcima je, pored preciznosti i spretnosti, potrebna obazrivost jer su neke komponente skupe, ili se teško nalaze na domaćem tržištu.

Za mene je gradnja bilo kog složenijeg uređaja počinjala nabavkom kutije u koju smeštam uređaj, da li da bude metalna, ili plastična, a to zavisi od vrste i namene uređaja, te primene praktičnih mera zaštite od visokog napona i jakih struja. Svaki uređaj sa električnom strujom krije potencijalnu opasnost ukoliko nije pravljen po nekim standardima i proverenim šemama.

Nakon izbora kutije odgovarajućih dimenzija pristupamo planskom rasporedu pojedinih podsklopova, kao što su napajanje, glavni delovi uređa, kontrola i signalizacija, načini spajanja, gde je najsigurnije lemljenje, jer to predstavlja čvrst spoj, dok vezivanje klemama i konektorima vremenom slabi kontakt što dovodi do kvarova, ili prekida u radu. Ukoliko se bavimo konstrukcijom pojačala ( pogledati slike pojačala u izradi ) najviše moramo voditi računa o kvalitetu i vrsti provodnika kako ne bi došlo do samooscilacija, ili neprijatnog brujanja. Smeštaj ulaznih i izlaznih delova uređaja stvar je iskustva koje se stiče godinama. Tako se formira potrebna preciznost koja je neminovna kod svake konstrukcije. Kod pojačala posebno treba voditi računa o hlađenju tranzistora velike snage i integralnih kola koja se nalaze na izlazu. Ponekad, pored kvalitetnih Al hladnjaka, koristimo termalnu pastu, ili liskunsku izolatorsku podlogu zbog zaštite od direktnog spoja.

Bilo koja gradnja mora imati svoj praktičan cilj, a to je upotrebljivost uređaja u različitim situacijama koje smo predvideli. Ako smo nešto napravili pa to ostavimo po strani, a uložili smo znanje i novac, onda je to nedomaćinsko ponašanje. Naravno, sazrevanje dolazi godinama kroz praksu koja je najbolji pokazatelj da li u nečemu vidljivo napredujemo. Postizanje željenog cilja je  očekivani izvor zadovoljstva u radu i stvaralaštvu.

Na kraju, uvek se opravdano zapitamo, da li kupiti, ili praviti uređaj koji nam treba! Primera radi, cena običnog punjača akumulatora je preko 2.500 dinara, a uvek možemo nabaviti kutiju, polovan transformator, kupiti grec-spoj, prekidač i potrebne provodnike. To će nas doći daleko jeftinije, a kada pogledamo neke složenije uređaje, naravno, njihova cena nije za preispitivanje. Kupujmo ono što moramo, a pravimo što znamo i umemo, moja je poruka ljubiteljima elektronike koji uvek traže zadovoljstvo, upražavanje slobodnog vremena i proveru teorije u praksi. Neslaganje između teorije i prakse može da bude samo rezultat površnosti, nepreciznog merenja i nedoslednosti u eksperimentu. Elektronika se zasniva na fundamentalnim zakonima elektrotehnike koji su jasno definisani, što znači da tu nema proizvoljnosti i nepreciznosti, posebno kod strujnih kola koja su složene prirode. Zanimljivo je saznanje da se danas neki fabrički uređaji namerno prave sa planiranim rokom upotrebe, posle koga se opravka uopšte ne isplati. U neke se ugrađuju vremenski podešeni ( „pametni“ ) mikročipovi koji elektroniku uređaja, nakon isteka zadatog vremena, stavljaju van bilo kakve upotrebe. Na kraju dobijemo elektronski otpad koji treba na propisan način odložiti, što je tema nekog narednog članka na ovom portalu.

Gradnjom pojačala različitih vrsta, namene i snage od 2 W do 200 W bavim se godinama. Sećam se moje prve samostalne gradnje „lampaša“, još dok sam bio drugi razred Učiteljske škole u Sarajevu, već  daleke 1966. godine koja mi je ostala u sećanju zbog prestižnog saveznog takmičenja koje je održano u Mataruškoj Banji. Sva ostala takmičenja na kojima sam bio prisutan, uzuzev još jednog saveznog, gde sam, kao srednjoškolac,  bio među pobednicima, za mene su bila mentorskog tipa sa petnaest rekordnih  uzastopnih izlazaka na republičke smotre iz naučno tehničkog stvaralaštva sa mojim učenicima koji su u tom periodu osvojili pet zlatnih medalja. Oni su danas uspešni inženjeri, ili vredni asistenti na tehničkim fakultetima.

O većini njihovih samostalnih gradnji sam uglavnom pisao na ovom portalu, a za sladokusce konstruktorske elektronike prenosim neka moja zanimljiva iskustva pri gradnji stereo pojačala velike snage sa pobudnim stepenom od dva  IC TDA2030 i sa izlaznim tranzistorima, dva PNP tranzistora BD912 i dva NPN tranzistora BD911. Pošto sam kod ove gradnje nailazio na složene probleme na kojima sam strpljivo pekao konstruktorsko iskustvo, izneću interesantna zapažanja i neke nepredviđene problemske situacije.

Kod gradnje pojačala početni problem je kutija, gde sam se obično opredeljivao za metalnu (aluminijsku), a onda raspored pojedinih elektronskih sklopova, gde posebno treba voditi računa o smeštaju i kvalitetu napajanja. Ukoliko napajanje nije dovoljno udaljeno od ulaznog, odnosno izlaznog stepena, veoma moguće su samooscilacije, brujanje i smetnje koje se teško rešavaju. Nekada će dobro doći zaštita u vidu Faradejevog kaveza, obavezna upotreba oklopljenih kablova, ali je najbolje da se napajanje što dalje odvoji od ulaza i izlaza. Pojačala velike snage traže odgovarajući transformator, kao i dobru filtraciju i „peglanje“ jednosmernog napona. Takođe je potrebno obezbediti kvalitetno hlađenje IC i tranzistora. Kod složene gradnje, o kojoj govorim, sa dva RK 3993 odabrao sam napon od 22 V i struju 5 A. Filtracija jednosmernog napona na izlazu grec-spoja izvršena je sa dva elektrolita kapaciteta po 10.000 µF između kojih je postavljena jedna zavojnica koja, takođe, utiče na kvalitet jednosmerne struje. Napajanje dva odvojena mikrofonska predpojačala, RK 3351, vrši se iz posebnog izvora slabe struje uz korišćenje stabilizatora napona 7812. Svako mikrofonsko predpojačalo povezano je preko mixete na dva kanala pojačala, tako da je za četiri ulaza sagrađena pasivna mixeta sa logaritamskim potencimetrima vrednosti 100 K. Tako su dobijeni jedan mikrofonski i tri nezavisna ulaza NF signala ( pogledati slike ) koji se mogu kvalitetno mešati bez uzajamnog uticaja izvora tih signala.

Posle pažljivog i pravilnog razmeštaja odvojenih modula ( napajanje, predpojačalo, pasivna mixeta i dva pojačala snage po 150 W ) mojom nepažnjom dolazi do kvara baš kada je sve završeno, a to je da izlazi zvučnika nisu smeli da se vezuju na masu, odnosno na metalnu kutiju pojačala. To praktično znači da minus pol napajanja pojačala ne sme na masu koja je prisutna na predpojačalima i na  pasivnoj mixeti. Testirajući uređaj nalazim da je napon između mase i minus pola glavnog napajanja 10 V. Drugi problem koji se pojavio je čudno brujanje koje sam otklonio vezujući jedan blok kondenzator između ta dva kontakta, odnosno minus pola izvora struje napona 22 V i mase. Kada sam pomislio da je sve u redu, primećujem da se pri uključenju javlja neko čudno pucketanje zvučnika koje se postepeno gubi. Ta pojava me toliko namučila da sam sve ponovo poskidao i pažljivo prekontrolisao, a onda otkrivam da je razlog pogrešan polaritet zvučnika, jer na šemi nisam otkrio oznaku, te sam, ne ispitujući polaritet, spojio zvučnike po nekoj uhodanoj logici koja se ispostavila pogrešnom. Tek kada sam instrumentom utvrdio polaritet na izlazima pojačala ( minus i plus pol ), što sam radio u toku rada pojačala, sanirao sam uzrok povremenog pucketanja zvučnika. U najgorem slučaju moglo se desiti iskakanje zavojnice zvučnika velike snage, čija cena nije zanemarljiva, a kada se tome dodaju gotove skretnice za visokotonce, onda se radi o pozamašnom iznosu sredstava. Na kraju nastaje problem, koji me donekle iznenadio, a to je uticaj visokog napona ( 230 V ) na provodnike zvučnika koji su morali da se smeštaju tako blizu, što je rešeno upotrebom oklopljenog kabla sa odgovorajućim presekom provodnika. Širm ( oklop ) kablova za zvučnike vezan je za masu na strani prema pojačalu, a unutra se nalaze dva provodnika od kojih je jedan na minus polu napajanja koji ne smemo spajati sa masom, što je aktuelna tema ovog članka.

Napokon, mnogi će se opravdano zapitati, da li se isplati takva gradnja. Odgovor je jednostavan, da se uopšte ne isplati zbog skupih komponenti, ali su eksperimenti i spoznaja novih tajni i problema audio tehnike vredniji od uloženih sredstava. Kada se tome doda činjenica da takve uređaje  uglavnom poklanjam dragim prijateljima i kolegama kojima treba kvalitetno ozvučenje, koje će, uz pravilnu upotrebu, pouzdano raditi duži vremenski period, svaka uspešna gradnja najbolje služi za proveru teorije u praksi. Veoma je značajno da se bilo koja konstrukcija po njenom završetku prenese na papir, odnosno da se uradi detaljna šema povezivanja, što je, po mom shvatanju, odraz tehničke kulture konstruktora i stvaraoca.

Šema pojačala preuzeta iz: Mala škola elektronike, Vladimir i Željko Krstić, treće dopunjeno izdanje, Beograd, 2002. šema sa stranice 204.

Strana 1 od 7
PokloniIOtpadSkloni