27. Jan, 2022.

Zbog velikog interesovanja posetilaca našeg sajta za članak “Zračenja koja štetno utiču na čoveka i njegovu okolinu” (preko 16000 poseta!), odlučio sam da detaljno opišem konstrukciju i namenu tranzistorskog elektroskopa koji se pominje u članku. Da ujedno otkrijem tajnu, ovaj uređaj je, uz moju mentorsku pomoć, bio takmičarski rad iz naučno-tehničkog stvaralaštva na republičkoj smotri učenika osnovnih škola pre desetak godina, a danas služi kao moderno nastavno sredstvo, ali i za različite eksperimente pri ispitivanju zračenja.

sema-tranzistorskielektrosklop

Električna shema tranzistorskog elektroskopa ( RK 3260 )

Elektroskop klasičnog tipa sa aluminijskim listićima predstavlja najjednostavniji instrument za merenje statičkog naelektrisanja. Napravljen je od staklene boce u koju je kroz izolatorski ( plutani ) čep stavljena metalna šipka koja na gornjem delu ima metalnu kuglicu, a na unutrašnjem donjem kraju u boci dva listića staniola. Prinošenjem, ili dodirom sa naelektrisanim telom, listići se razdvajaju, čime pokazuju da je telo naelektrisano. Isto se dešava sa pozitivnim i sa negativnim naelektrisanjem, što znači da elektroskop ne pokazuje vrstu naelektrisanja (+ ili - ), već samo njegovo prisustvo. O tome zaključujemo prema vrsti (mikrostrukturi) tela koje se naelektriše trenjem, dodirom, ili elektrostatičkom indukcijom.

Elektroskop klasične konstrukcije, kako je ukratko opisan, namenjen je samo za pokazivanje da li je neko telo naelektrisano, a kojom količinom naelektrisanja, možemo proceniti prema otklonu listića. Tranzistorski elektroskop, pored znatno veće osetljivosti, nije namenjen merenju, međutim spretan konstruktor može uspešno rešiti i takvo zadovoljstvo. Elektroskop se sastoji od šest tranzistora BC546B, ili sličnih ( NPN tipa ), spojenih u Darlington spoju, čime postižemo neverovatno pojačanje od nekoliko miliona puta. Na ulazu ovog pojačivača, na bazi prvog tranzistora, sa leva, nalazi se komad žice dužine 5 cm, To je “kuglica”, ili SENZOR našeg tranzistorskog elektroskopa. Na emiteru zadnjeg levog tranzistora spojena je LED dioda koja služi kao indikator rada ovog neobičnog pojačivača. Otpornik vrednosti 820 oma spaja se između minusa na štampanoj pločici i minus pola baterije. U bazu poslednjeg, desnog tranzistora, spojen je potencimetar, ili trimer, ( 15 K ) kojim se ceo sistem dovodi pred paljenje LED diode. Tada je sistem najosetljiviji. Pored LED diode može se lako ugraditi i neki osetljivi miliampermetar ( nije prikazano na shemi ) koji svojim otklonom pokazuje količinu naelektrisanja. Instrument se napaja malom baterijom napona 9 V, a zbog štednje dobro je ugraditi  neki mikro-prekidač. Potrošnja instrumenta je veoma mala.

Ovim instrumentom, pored merenja naelektrisanja, mogu se registrovati prisutna zračenja na nekom prostoru, kojima smo prosto zapljusnuti sa svih strana. Zbog velike osetljivosti instrumenta, registruje se gotovo svako zračenje električnog polja, što je veoma interesantno kako na manjem, tako i na većem prostoru. Pored toga što je korisno i dosta efikasno nastavno sredstvo, njime možemo ispitati štetna zračenja, o čemu je detaljnije bilo reči u navedenom članku. Njime možemo registrovati prisustvo podzemnih voda koje svojim kretanjem stvaraju električna polja, čak i zračenja plitko ukopanih električnih vodova i kućnih aparata.

Izvor saznanja:
“Mala škola elektronike”, Vladimir D. Krstić i Željko V. Krstić, Beograd 2002. godine

Sve brži tempo života drastično menja radne navike, odnos prema okolini, ljudi se sve manje druže, a sve više komuniciraju preko savremenih sredstava veze. Zbog toga je opravdano da se zapitamo, šta činiti kako bi održali svoje mentalno zdravlje i životni optimizam. Za to postoji toliko recepata koliko i ljudi, jer se teško za jedinku može izdvojiti univerzalan način ponašanja i praktičnog delovanja. Medicina je utvrdila da se zdravi ljudi ponašaju sa pet konzistentno važnih načina: imaju veliki izbor izvora zadovoljstva i veselja, fleksibilni su kada su pod stresom, svesni su i prihvataju svoja ograničenja i prednosti, tretiraju druge ljude kao individue i, na kraju, aktivni su i produktivni. Jedan od uspešnih načina nalaženja zadovoljstva kod samog čoveka je da ima neki zanimljiv i njemu prihvatljiv hobi. Međutim, važno je znati da čovek ima isti problem ako mu je jedini i samo jedini interes u životu posao, porodica, ili hobi.

Hobi predstavlja neko privlačno dodatno zanimanje, ili interesovanje, posle napornog posla, ali i u drugim situacijama, kao što su višak slobodnog vremena, penzionerski dani, odmor od napornih fizičkih, ili pshičkih poslova. U tom slučaju bavljenje hobi aktivnostima predstavlja dobar ventil (sigurnosti) za otklanjanje napetosti, uspostavljanje psihičke stabilnosti i mentalnog zdravlja čoveka. Ljudi koji se stalno žale na posao i rade ga samo zbog plate, nemaju svoj cilj u životu, stalno su nezadovoljni, ponekad agresivni, nasilni i u sukobu sa samim sobom i svojim okruženjem. Takvi obično manje rade nego što pričaju. Njih veoma lako prepoznajemo tako što nisu u stanju da saslušaju drugoga, prave se da su najpametniji i ne priznaju sosptvene greške. Čovek najbolje uči na vlastitim greškama, ali je njegova vrednost i u tome ako ima spremnosti i vremena da pažljivo sasluša mišljenje drugih ljudi, ne gledajući na sat, ili negde u daljinu.

Svaki pravi hobi se radi iz zadovoljstva, opušteno i smireno. Iz vlastitog životnog iskustva sam spoznao da su me dodatne radne aktivnosti rasteretile u momentima kada mi je bilo najteže, kada sam pomišljao da nemam izlaza u životu. Tada sam, pored svih problema, imao neki životni cilj, a najveći je izvesti decu na put i od njih stvoriti korisne, poštene i radne jedinke koje će znati da brinu o sebi i o svom potomstvu. Mladi ljudi imaju neke druge životne ciljeve, ali je pogrešno ako samo misle na novac, prestiž u društvu i brz poslovni uspeh. Da bi se čovek bavio nekim hobijem mora imati želju i jaku volju, vreme, jasan cilj i potpuno razumevanje njegove porodice. U tom slučaju smo potpuno opušteni, na momenat zaboravimo probleme koji nas šibaju po glavi i, pored svega, nalazimo moguće izlaze iz gotovo svake problemske situacije. Slepo shvatanje da nema izlaza vodi ka rešenjima koja su strana zdravom razumu. Ljudi koji nemaju jasno određene životne ciljeve lutaju i zapadaju u teške probleme iz kojih se kasnije još teže čupaju. Zbog toga je, pored redovne radne aktivnosti, veoma zdravo imati neki hobi koji ne donosi samo materijalnu korist, već zadovoljstvo, opuštenost, sređenost i manje napetosti. Ima raznih vrsta hobija, kao što su: razni sportovi, slikanje, bavljenje muzikom, sakupljanje i restauracija stariteta, lov, ribolov, putovanja, filatelija, pletenje, vezenje, gobleni, kuvanje, fotografija, elektronika, računari i t.d. Čovek prosto oseti kada ima vremena za svoj odabrani hobi, a pravo zadovoljstvo je kada se od toga vidi neki rezultat, kada to ne primećuje samo on, već i drugi ljudi, njegovi poznanici i prijatelji. Tada se sam oseća korisnim pripadnikom zajednice, svoje porodice, radne sredine i mesta gde živi. Savremeni način života proširuje horzonte hobi-aktivnosti, ali može i da ih uskraćuje ako smo previše okupirani poslom, životnim problemima i nedostatkom novca. Zbog toga je prava veština kako uskladiti redovne radne i porodične obaveze sa hobijem koji volimo. Planiranje naših obaveza i principijelno držanje tog plana odražava karakter čoveka, što predstavlja prepoznatljiv način ponašanja za svaku jedinku.

Ovaj višenamenski uređaj za napajanje, kao rezultat samostalne i jednostavne  konstrukcije i nešto dužeg eksperimentisanja sa rezervnim izvorima napajanja, ima dosta široku praktičnu primenu, kako u laboratoriji, tako i u domaćinstvu. Može služiti za napajanje različitih aparata u kombinaciji mreža - baterija, kao što su tranzistorski prijemnici, pojačala male snage, digitalni časovnici, portabl TV i male svetiljke u slučaju nestanka struje u mreži. Njime sam izbacio upotrebu sveće, ili nekada popularne petrolejske lampe u slučaju nestanka struje, što se ranije često dešavalo pri elementarnim nepogodama. Njegova privlačnost je zbog mogućnosti eksperimentisanja sa rezervnim izvorima napajanja koja su nam i danas itekako potrebna. Čak, sa malom dogradnjom, može poslužiti za punjenje litijum jonske baterije mobilnog telefona na mestima gde nemamo mrežnog napona, kada boravimo u prirodi, na izletu i drugim sličnim situacijama. Više puta me ovakvo rezervno napajanje spašavalo pri potpuno praznoj bateriji mobilnog telefona, ali napominjem da sam imao prilagođeno napajanje i za takvu namenu, odnosno odgovarajući kabal za punjenje mobilnog telefona sa rezervnog izvora.

Umesto klasičnih baterija, koje koriste neki uređaji, mogu da se primene olovni (Pb) ili jači nikl-kadmijumski (NiCd) akumulatori. Kada je uključena mreža, baterija, odnosno akumulator, se napaja preko otpornika R2 (Rx), koji je tako dimenzionisan da samo nadoknađuje struju samopražnjenja. Tako npr. za R2 = 5 oma dobijamo da je konstantna struja punjenja Ip = (Ucener – Ubat)/ R2 = (15V – 12V)/ 5 oma = 0,6 ampera ( A ), što odgovara stabilnom punjenju i samodopunjavanju Acu baterije čak nešto većeg kapaciteta. Kod proračuna vrednosti otpornika (Rx) treba voditi računa o struji punjenja i o naponu baterije, što je posebno važno kod NiCd, ili kod litijum jonskih baterija. Svaka akumulatorska baterija na sebi ima označen kapacitet (Ah), napon (V) i struju punjenja (A), što je polazna osnova za bilo koji proračun pre gradnje i praktične primene rezervnog napajanja za različite varijante.

sema-automatskopreklapanjemreza

Načelna shema automatskog preklapanja mreža-baterija

Elektronika uređaja ima mrežni transformator ( 220/12V ), grec-spoj fabričkog tipa, dva elektrolita, NPN tranzistor sa hladnjakom, cener diodu i dva otpornika. Tome treba dodati jednu akumulatorsku bateriju većeg kapaciteta koja odgovara za predviđeno rezervno napajanje.

Za sadašnje uslove, umesto tranzistora BD106 preporučujem domaći 2N3055, cener dioda može da bude BZ12, s tim što treba meriti napon na njoj kada se ugradi u uređaj, jer je njena tolerancija prilično velika, pa može ponekad da ne odgovara. Nakon eksperimentisanja, ipak sam se odlučio za cener diodu BZ15, zbog mogućnosti preciznijeg određenja napona i struje dopunjavanja Acu baterije od 12 V, 7 Ah. Za napajanje baterije mobilnog telefona upotrebio sam dobro poznati regulator napona T805 sa konektorom za njeno punjenje. Kolo za punjenje mobilnog telefona nije prikazano na shemi, ali je veoma jednostavno, pošto regulator napona ima tri izvoda, prvi je ulaz ( In ), srednji minus pol, a treći izlazni napon od 5 V ( Out ).

Dioda D3 može da bude bilo koja silicijumska, ili germanijumska ( ispravljačka ) dioda za bar 1 A i inverzni napon od minimalno 100 V, znači da odgovara svaka TV ispravljačka dioda. Iste takve diode mogu da se primene i u ispravljaču. Tranzistor je potrebno ugraditi na aluminijsku pločicu, ili na gotov hladnjak površine 20 cm2 zbog mogućeg grejanja pri većim opterećenjima.

U galeriji slika, pored osnovne pločice sa elektronikom, predstavljeno je rezervno napajanje dve neonke sa njihovom elektronikom, napajanje malog fenjera, digitalnog termometra koji stalno očitava temperaturu i  računara sa što manje dodatnih potrošača. Pretvarač napona za neonku sa 12 V jednosmernog na 220 V naizmeničnog napona opisan je u jednom od mojih ranijih članaka. Za duže napajanje računara trebaju jake Acu baterije i pretvarač sa kontrolisanom, odnosno stabilnom frekvencijom ( 50 Hz ), što nije prikazano na shemi rezervnog napajanja, a za njegovu gradnju treba malo više konstruktorskog iskustva.

Zbog čega je još uvek, posle toliko godina od moje prve gradnje, aktuelna konstrukcija ovog višenamenskog uređaja? On, pre svega, u slučaju nestanka struje u mreži bešumno prebacuje napajanje sa mreže na Acu bateriju, a potrošnja za neke uređaje je beznačajno mala, tako da su vidne uštede i racionalna potrošnja energije. Pre svega, izbegnuta je kupovina još uvek skupih alkalnih baterija koje se ne mogu puniti. Jedina skuplja stavka su akumulatorske baterije čija se kupovina isplati za relativno kratko vreme. Puno znači rezervno svetlo u slučaju nestanka struje u mreži, ili kod napajanja digitalnog sata ili elektronskog termometra, za koje treba vremena za podešavanje posle nestanka, odnosno ponovnog dolaska struje. Za akumulatore većeg kapaciteta potrebne su snažnije ispravljačke diode, a danas se grec-spoj može naći veoma povoljno za veće jačine struje. Ako se opredelimo za snažnije akumulatore, koji služe kao rezervno napajanje, potrebno je voditi računa i o snazi mrežnog transformatora kojima se oni pune, odnosno dopunjavaju. Preciznim baždarenjem postigao sam stanje da me NiCd baterija nešto boljeg kvaliteta godinama besprekorno služila za različite namene i eksperimente. Tako sam spojio korisno i praktično sa delovima jeftine elektronike, izuzimajući Acu bateriju, ili olovni akumulator. Kod laboratorijskih eksperimenata sa pretvaračem napona moramo biti veoma oprezni sa visokim naponom, a kod osetljivih uređaja, kao što su portabl televizori i računari, odabranim radnim naponom, odnosno frekvencijom naizmenične struje koja mora biti stabilna. Izuzetno je složena i, po mom mišljenju, nije isplativa konstrukcija pretvarača napona 12V/220 V sa stabilnom frekvencijom ( 50 Hz ), tako da preporučujem da je bolje kupiti fabrički pretvarač za tu namenu, koji se može dosta povoljno naći  u specijaliziranim prodavnicama i na domaćem tržištu. Ako se odlučimo za takvu kupovinu, pretvarač napona ima elektroniku za automatsko prebacivanje rezervnog napajanja u slučaju nestanka struje, čime ćemo izbeći zadovoljstvo samostalne konstrukcije prema opisanoj shemi. Za mene je bila zanimljivija samostalna konstrukcija koja traži dosta snalažljivosti, vremena i strpljenja. Na kraju se sve isplatilo, pošto uređaj može da napaja, pojedinačno ili istovremeno, više aparata!

Izvori saznanja:
1. Moja radionica za eksperimente i teoriju fizike,
2. Časopis “Radio amater”, oktobra 1974. godine

INDIKATOR MREŽNOG NAPONA

Ukoliko nam je potrebno da svakog trenutka znamo kada je napon mreže opao ispod neke standardne vrednosti, ili porastao iznad neke druge vrednosti  ( 220V ), a na raspolaganju nemamo voltmetar, tada će nam korisno poslužiti električno kolo koje je prikazano na shemi.

sema-indikatormreznognapona
Shema indikatora mrežnog napona (samostalna i proverena konstrukcija)
    

Kao i običan voltmetar, napravljeni sklop se vezuje paralelno postojećoj liniji mrežnog napona i njime se indicira odstupanje napona u granicama od -10% do +5% od nominalne vrednosti 220 V. Drugim rečima, pad napona ispod 90%  ( oko 200 V ) i porast napona iznad 105% ( oko 230 V ) nam signaliziraju dve tinjalice različitih boja ( zelena i crvena ).

Kao što se iz sheme vidi, obe tinjalice ( L1 , L2 ) su priključene na razdelnike napona od 470/280 koma, odnosno 470/260 koma. Ako je napon mreže ispod 200 V ( tj. Ispod 90% od nominalne vrednosti ), ni jedna od dve tinjalice neće svetleti jer je napon na njima nedovoljan da ih “upali”. Ukoliko je napon mreže u granicama od 220 V do 230 V ( odnosno od 90% do 105% nominalne vrednosti od 220 V ) tada će svetleti samo tinjalica L1 ( poželjno je da bude zelene boje ). Ako napon mreže pređe vrednost iznad 230 V ( iznad 105% od svoje nominalne vrednosti ), tada će se upaliti i tinjalica L2 ( poželjno je da bude crvene boje ), što se u praksi, barem, kod nas može desiti i jedna i druga mogućnost ( slika: mereni su naponi na sve tri faze ).

Otpornici su snage disipacije 1/4 do 1/2 W i što veće klase tačnosti ( bar +/- 10%, ako već nemamo na raspolaganju +/-5% ). Veoma je važno odabrati odgovarajuću snagu otpornika.

Na kraju pomenimo i to da, zbog šarolikosti izbora prilikom kupovine komponenti, opisani sklop može indicirati druge vrednosti napona od navedenih, ili da uopšte ne radi. Da ne bi bilo razočarenja nakon konstrukcije, preporučuje se da konstruktor sam, pomoću autotransformatora i potenciometara dimenzioniše otpornike, te ih nakon toga zameni odgovarajućim fiksnim vrednostima, čime se postiže pouzdanost i potpuna sigurnost indikacije mrežnog napona. Prilikom rada, merenja i eksperimentisanja voditi računa o merama bezbednosti od visokog napona, što se odnosi i na kutiju uređaja koja mora biti od plastike, a najbolje je ovu elektroniku ugraditi u kutiju sa osiguračima, ukoliko ima dovoljno mesta za dve tinjalice ( za jednu fazu ), odnosno šest tinjalica ( za sve tri faze ). Praktično rešenje za sve tri faze je da se naprave potpuno identični sklopovi za svaku fazu u zajedničkoj kutiji,  što je zahtevnija radnja prilikom konstrukcije, jer su nam potrebna tri slična kompleta i šest tinjalica. Veoma brzo ćemo uočiti da na fazama ( R, S, T ) nisu iste vrednosti napona prema nuli, tako  da je “pametno” osetljive uređaje priključiti na fazu koja je najbliža optimalnoj vrednosti ( 220 V ). Da ne bismo premeštali uređaje sa predviđenih mesta u prostoriji, faze se mogu veoma lako međusobno zameniti u kutiji sa osiguračima i tako raspodeliti prema osteljivosti svakog uređaja. Najmanje su osetljiva grejna tela ( grejalice, termo-peći, bojleri ), a najviše TV aparati,   adapteri ( punjači za mobilne telefone, laptopove, NiCd i litijum-jonske baterije ) i računari koji ne rade preko UPS-a. Zanimljivo je da klasične, kao i štedljive sijalice, nešto duže rade na naponu koji je ispod, ili blizu 220 V. I za njih možemo odabrati fazni provodnik ( R, S, T ) sa najnižim naponom!

Veoma često smo prinuđeni da punimo, ili da dopunjavamo akumulator, pogotovo u zimskim uslovima kada njegov kapacitet, zbog spoljašnje temperature, drastično opada. Mnogi se pitaju koji punjač upotrebiti, jer se mogu naći i fabrički sa dosta povoljnim cenama. Imao sam priliku da isprobam nekoliko vrsta ispravljača, počevši sa nešto jačim ruskog tipa, pa do onih iz domaće prizvodnje koji su skuplji, ali kvalitetniji i sigurniji u radu. Punjenje olovnih i nikl-kadmijumskih akumulatora se razlikuje, mada im je zajedničko što moramo voditi računa o maksimalnom naponu punjenja, koji kod olovnih Acu ne sme preći 13,8 V. Kod čeličnih Acu, pored napona koji je označen na bateriji, treba voditi računa i o struji punjenja, inače bez regulacije brzo stradaju.

Kako bih spojio korisno i praktično odlučio sam se za gradnju po shemi iz radio-kompleta (RK3213), tako da ne moramo razmišljati kada je Acu baterija puna do propisanog napona. Malo teži posao, pre izrade elektronike fine kontrole punjenja, je odgovarajući mrežni transformator određene snage, što zavisi od kapaciteta Acu baterije koju punimo. Transformatori su relativno skupi, a onda sam se setio jednog polovnog UPS iz koga sam iskoristio veoma kvalitetan transformator. Njegov sekundar sam upotrebio kao primar, a pošto ima sasvim odgovarajuću debljinu provodnika i sve potrebne izvode napona koji odgovaraju, na sekundar sam vezao jači grec-spoj ( 35 A ), što optimalno odgovara planiranim proračunima punjenja snažnijeg akumulatora ( preko 55 Ah ). Eksperimentom sam odredio da se mrežni napon od 220 V vezuje na crnu i žutu paricu primara transformatora (oko 217 V ), a uparenu plavu i braon žicu sam uzeo kao sekundarni izvod. Za ljubitelje eksperimentisanja sa ispravnim transformatorom iz UPS-a ( sa određenim merama bezbednosti ) navodim vrednosti izmerenih napona na pojedinim parnim izvodima primarnog namotaja, kada je napon u mreži bio oko 220 V:

-    crna – plava , 185 V,
-    žuta – plava, 32 V,
-    crvena – braon, 16 V,

Na sekundaru UPS transformatora  izvodi imaju sledeće vrednost napona ( u paru ):

-    crvena – plava, 6,7 V,
-    crvena – braon, 6,7 V,
-    plava – braon, 13,8 V.

Kod UPS transformatora donekle je pogrešno govoriti o primarnom i sekundarnom namotaju, pošto im se uloge menjaju, zavisno od režima rada. Ispravno je visoko/niskonaponski deo. Nisko naponski deo je onaj sa srednjim izvodom i debljom žicom (crvena) koji nam daje mogućnost da, umesto grec-spoja, za ispravljanje upotrebimo dve snažne ispravljačke diode.
Neki konstruktori ističu frekvenciju kao problem kod UPS transformatora, jer navodno nije planiran za 50 Hz, već za daleko višu frekvenciju, što mi se nije ispoljilo prilikom gradnje i upotrebe, pošto sam preko grec-spoja ( 4 ispravljače diode ) dobio potrebnu jednosmernu struju za ulaz u elektroniku automatskog punjača. Da ne bude zabune, mrežni napon sa sekundara se, nakon ispravljanja i filtracije poveća oko 1,41 (koren iz 2) puta, tako da se dobija napon koji je pogodan za punjenje Acu baterija različitih vrsta i namena. Kod punjenja  akumulatora sa  ovim automatskim punjačem preporučuje se izbegavanje filtriranog napona (posebna priča zbog tiristora), tako da se jednosmerna struja uzima odmah sa greca. I o tome treba voditi računa prilikom gradnje, što opredeljuje koji ćemo akumulator puniti automatskim punjačem. Takođe, treba voditi računa da zaštitni osigurač u primaru ne bude ispod 5 A pošto, zbog veće snage transformatora, on u startu povuče jaču struju, što može dovesti do pregorevanja osigurača. Mnogi tada odustaju od gradnje, misleći da ne valja UPS transformator. Detaljna i u praksi isprobana  shema automatskog punjača izgleda ovako:

automatskipunjacakumulatora-sema

Prednost ovog punjača je što ima svetlosnu kontrolu, koja je izvedena sa tri LED diode: žuta ( indikator rada ), zelena ( akumulator je pun ) i crvena  (punjenje je u toku ). Svaki konstruktor se može opredeliti i za druge boje LED dioda, zavisno sa čime raspolaže. Propisan napon punjenja se podešava potenciometrom od 5 koma, sa srednjim izvodom na cener diodi napona 6,8 V. Dobro je da se striktno pridržavamo naznačenih vrednosti  svih  elektronskih komponenti. Za tiristor T1 možemo uzeti TIC126 (12 A ) ili kao adekvatnu zamenu BT 152-600R, 800 R, 20 A. Za tiristor T2 možemo uzeti T106, 1 A, ili neki njemu sličan. Tiristor T1 se obavezno stavlja na aluminijski hladnjak zbog većeg zagrevanja, odnosno jačih struja prilikom punjenja akumulatora. Jedan od otpornika od 470 oma treba da ima snagu oko 2 W ( naznačeno je na shemi ), dok su ostali otpornici vrednosti snage od 1/4 W, ili više.

Najveća prednost ovog automatskog punjača je što isključuje punjenje na podešenom naponu, uz napomenu da se umesto potenciometra ( 5 koma ) mogu upotrebiti fiksni otpornici kada upotrebljavamo isti akumulator za punjenje, ali umesto potencimetra dolaze, kao balans, dva otpornika. Prethodno se potenciometrom precizno podesi željeni napon punjenja, onda se izmeri otpor na potenciometru sa jedne i sa druge strane od srednjeg izvoda i zameni sa dva odgovarajuća fiksna otpornika. Elektropokretač (anlaser) automobila ne možete pokretati sa punjača zbog velike vršne struje koja je potrebna za pokretanje. Priključivanjem na punjač elektropokretač se može trajno oštetiti.

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

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

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

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

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

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

Shema-konvertora-napona

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

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

Zaljubljenicima elektronike i onima koji vole da eksperimentišu sa malim naponima jednosmerne struje  nudim praktično rešenje kako da kompjutersko napajanje pretvore u laboratorijski ispravljač.

ČEMU MOŽE JOŠ POSLUŽITI KOMPJUTERSKO NAPAJANJE
ATX napajanje služi kao izvor nekoliko jednosmernih napona za različite komponente računara. Razlikuje se od klasičnog napajanja sa transformatorom, gde se prvo vrši transformacija višeg u niži napon, pa onda dvostrano ispravljanje, filtracija, ili stabilizacija napona, koja se može uraditi na nekoliko načina. Danas postoje gotovi stabilizatori različitih jačina struje na izlazu, kojima se na ulaz i izlaz dodaje po jedan elektrolit, ili blok kondanzator, što se može naći u različitim varijantama. Ovakvo napajanje, pored jednostavne konstrukcije, ima prednost što se dobrom filtracijom i stabilizacijom napona može svesti na veoma mali stepen brujanja, što je dobro za predpojačala i pojačala različitih klasa i namena. Međutim, ATX napajanje može poslužiti i kao dobar laboratorijski ispravljač. Potrebno je samo malo prepravki i dobijamo napone od 5 i 12 volti ( V ), koji su pogodni za različite eksperimente i za praktičnu namenu.

01-NapajanjeSaTransformatorom

02-ATXNapajanjeNacelnaSema

NEKE OSOBINE ATX NAPAJANJA
ATX napajanje je dosta složenije, nema mrežni transformator i predstavlja tzv “čoper” napajanje. Drugačija mu je sinusoida izlaznih napona i nije preporučljivo za predpojačala i pojačala zbog pojave brujanja. Neki konstruktori su pokušavali da to otklone sa dobrom filtracijom, ali se ne dobije baš najbolji efekat. Brujanje i dalje ostaje zbog naizmenične komponente struje. Može dati dosta jaku struju, ali je poznato i po tome što kod većih opterećenja, ili kratkih spojeva dolazi do automatskog blokiranja izlaznih napona, što je dobro jer neće pregoreti vitalni delovi ovog napajanja. Zbog grejanja nekih komponenti i delova, kao što su hladnjaci i zavojnice, ovo napajanje mora imati ventilator sa zadnje strane kutije.

03-OsnovniKonektori

04-RasporedNaponaNaKonektoru

05-PolovnoATXNapajanje


KAKO IZVUĆI ODGOVARAJUĆE NAPONE
06-KonektoriNa jednom od manjih izvoda ATX napajanja se nalaze crvena, dve crne i jedna žuta žica, gde crna predstavlja minus pol izvora, crvena je +5 V, a žuta  +12 V. Crni provodnik (ima ih poprilično) je vezan na masu (uzemljenje), tako da se i to može koristiti zbog određenih mera bezbednosti. Korišćenjem navedenih izvoda mogu se praviti različite kombinacije napona, posebno kada se uzme u obzir da realno postoje različite varijante. Ovakav ispravljač efikasno se koristi u laboratoriji za raličite oglede, bušilice manje snage, odvijače i zavijače.

EKONOMIČNOST PREPRAVKE
Zaključimo, prepravka ATX napajanja u višenamenski ispravljač se isplati, ali sada je stvar spretnosti kako to izvesti na samoj kutiji. Višak provodnika se može pažljivo eliminisati (odseći), tako da ostanu oni koji samo trebaju. Da bi se pokrenuo rad napajanja, podsećamo, spajaju se zelena i jedna od crnih žica, koje se nalaze u spletu koji se spaja za matičnu ploču računara. O kojim provodnicima se radi, vidi se na šemi rasporeda tih provodnika.

U praksi se ova konstrukcija pokazala isplativom, zanimljivom i kao dobro rešenje za eksperimente sa jednosmernim naponima koji nisu opasni po život. No, i pored toga, neophodno je izvesti ogovarajuće mere zaštite, kao što su: propisno vezanje mase za žuto-zeleni provodnik kabla za napajanje, dobra izolacija provodnika na kojima se javlja visoki napon, sigurna montaža priključaka jednosmernog napona na samoj kutiji, ili dodatno na nekom drugom mestu, što kraća veza provodnika, označavanje izvedenih napona sa njihovim merenim vrednostima pomoću mernog instrumenta analognog, ili digitalnog tipa. Na kraju, ovaj ispravljač, nažalost, ne može služiti za dobro punjenje Ac baterije 12 V, zbog potrebe nešto višeg napona (12,8 V), mada spretan konstruktor može naći rešenje i ovog problema.

                                                                                              Hasan Helja, Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Danas smo u prilici da moramo razmišljati o svim mogućim varijantama uštede električne energije, jer nije nimalo jeftina, a postoje i brojni primeri da se to u praksi uspešno provede. Često posegnemo za regulatorima osvetljenja, koje možemo naći za male pare i na buvljaku, ali koliko će oni trajati, treba se uvek zapitati pri njihovoj kupovini. Rukovodeći se onom poznatom izrekom „Nisam toliko bogat da kupujem jeftine stvari“, prilikom kupovine regulatora, bolje je otići u specijaliziranu prodavnicu i raspitati se o svim mogućim rešenjima. Oni skuplji duže traju, sigurniji su u radu i nećete doživeti da se zapale kablovi  ili elektronika na mestima gde su ugrađeni, a obično se radi o plastičnoj kutiji prekidača koja je prilično mala. Fabrički regulatori su podešeni prema njenim dimenzijama koje su standardne gotovo u celom svetu.

Kao veoma praktično i jeftino rešenje predlažem isprobanu konstrukciju regulatora napona za grejač (sijalicu) i za električni motor sa malo elektronike sa diakom, triakom, nekoliko otpornika i blok kondenzatora. Regulacija napona se postiže pomoću potenciometra i polupromenljivog otpora (trimera), gde promenom vrednosti otpora utičemo na proticanje struje kroz triak. Iz same šeme se vidi da je konstrukcija dosta jednostavna, te da se, uz malo veštine i znanja, može uraditi i na univerzalnoj štampanoj pločici. Pošto se obično radi na maloj površini, treba imati dobru lemilicu i kvalitetnu tinol-žicu za lemljenje, pri čemu treba voditi računa o pravilnom rasporedu elemenata prema priloženim šemama. Ako se i desi neka greška, nije kritično, pošto je regulator u serijskoj vezi sa potrošačem (sijalica, grejno telo, ili elektromotor). Trimerom se određuje početni najniži (kod regulatora grejača), a kod elektromotora i najviši (maksimalni) napon. Neki elektromotori ne mogu raditi sa regulatorima napona, što treba imati u vidu prilikom izbora i gradnje. Grejna tela i sijalice mogu veoma efikasno da koriste regulatore, a njihovom primenom dobijamo veoma mnogo na uštedi električne energije. Kao prvo, primenom regulatora, manje trošimo struju. Nije uvek potrebno da u stanu imamo maksimalno osvetljenje, a možemo ga podešavati po želji, a kao drugo i neka grejna tela mogu koristiti regulatore. Radio-aparate, klima-uređaje, televizore, računare i mobilne telefone ne smemo uključivati preko regulatora, jer ćemo imati više štete nego koristi. Zbog toga se, pre upuštanja u gradnju, treba opredeliti koja su to mesta i potrošači gde se može ugraditi neki od regulatora napona. Pažljiva jednomesečna evidencija potrošnje, sa i bez primene regulatora kod osvetljenja i grejanja, potvrđuje evidentne uštede, tako da se isplati njegova kupovina ili samostalna konstrukcija prema priloženim šemama. Konstrukcija je jednostavna i za ljubitelje elektronike vrlo zanimljiva.

Regulatori, čije šeme (preuzete sa Interneta) nudim kao praktično rešenje za neke od uređaja u domaćinstvu, mogu izdržati snagu do 1500 W, a kod njihove izrade za potrošače veće snage obavezno staviti hladnjak na triak i izvesti sigurnu zaštitu od visokog napona. To podrazumeva izolatorsku kutiju, dovoljan presek kablova (koji zavisi od snage uređaja koji je priključen) i plastično dugme na promenljivom otporniku (potenciometru). Njihovom ugradnjom doći ćete do vidljivih ušteda, a ujedno se možete isprobati kao konstruktor uređaja koji će dugo da traje i da budete sigurni pri njegovom radu.

Strana 8 od 8
PokloniIOtpadSkloni