Τεστ οργάνων μέτρησης ισχύος. Μονάδα απεικόνισης για τροφοδοτικά

Transcript

1 Φεβρουάριος 2008 Αριθ. Τεύχους Τεστ οργάνων μέτρησης ισχύος Μονάδα απεικόνισης για τροφοδοτικά Ασύρματη μεταφορά ισχύος Διακόπτης...αντι-αναμονής Κάτω από 3 λίτρα στα 100 χιλ. με E-Block σε ένα Prius

2 π εριεχόμενα Α ρ. τε ύ χ ο υ ς 306, Φ εβ ρ ο υ ά ρ ιο ς 2008 Ηλεκτρονικά νέα και αγορά Π ο μ π ο δ έκ τη ς δ ε δ ο μ έ ν ω ν γ ια κ α λ ώ δ ιο LNB Μετρητής C 0 2 Γ ια κ α λ ύ τε ρ η π ο ιό τη τα α έ ρ α Διακόπτης...αντι-αναμονής Δ ο υ λ ε ύ ε ι κ α ι μ ε τη λ ε χ ε ιρ ισ τή ρ ια Μονάδα απεικόνισης για τροφοδοτικά Ε ν δ είξεις τά σ η ς, ρ ε ύ μ α τ ο ς κ α ι ά λ λ ω ν μ ε γ ε θ ώ ν Πλακέτα οδήγησης για λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας Π ρ ο θ έ ρ μ α ν σ η, α ν ά φ λ ε ξ η κ α ι φ ω τ ισ μ ό ς μ ε έ ν α ο λ ο κ λ η ρ ω μ έ ν ο κ α ι λ ίγ α ε ξ α ρ τ ή μ α τ α Μετρήσεις απόδοσης σε χαμηλή ισχύ Έ νας π ρ α κ τικ ό ς ο δ η γ ό ς Ασύρματη μεταφορά ισχύος Οικονομία στην ενέργεια Ένα δ ο κ ιμ α σ τ ικ ό ο ρ γ ά ν ω ν μ έ τ ρ η σ η ς ισ χ ύ ο ς Κάτω από 3 λίτρα στα ΙΟΟχιλ. με E-Block σε ένα Prius To F lo w C o d e σ τ ο ν έλ ε γ χ ο τω ν μ π α τα ρ ιώ ν Εξοικονόμηση ενέργειας με ευφυή έλεγχο κινητήρων Υψηλή α π ό δ ο σ η μ ε λ ιγ ό τ ε ρ ε ς π α ρ εμ β ο λ έ ς Τα Windows Vista στον πάγκο του εργαστηρίου W in d o w s V is ta Αιωρούμενος κύβος Ε ντυ π ω σ ια κά α π ο τε λ έ σ μ α τα μ ε ε λ ά χ ισ τα ε ξ α ρ τ ή μ α τ α ΕΛΕΚΤΟ Ρ 2/2008 9

3 για το επόμενό για το επόμενό για το επόμενό Για το επόμενο τεύχος Μαρτίου: ΠεριΒάλλων φωτισμός Η Philips ε ξ ό π λ ι σ ε τις τε λ ε υ τα ία ς γ ε ν ιά ς μ ε γ ά λ ες επ ίπ εδες τη λ ε ο ρ ά σ ε ις με έν α σ ύ σ τη μ α π α ρ ο χ ή ς φ ω τισ μ ο ύ σ το υ π ό β α θ ρ ο α ν ά λ ο γ α με το χ ρ ω μ α τικ ό π ε ρ ιε χ ό μ ενο τη ς ε ικ ό ν α ς CAmbiiigh+D. Δ υ σ τυ χ ώ ς α υ τό το σ ύ σ τη μ α δ ε ν ε ίν α ι δ ια θ έ σ ιμ ο και γ ια ά λ λ ε ς τ η λ ε ο ρ ά σ ε ις ή γ ια ο θ ό ν ε ς υ π ο λο γισ τώ ν, Σ τη ν έ κ δ ο σ η μ α ς Μ α ρ τίο υ σ α ς π α ρ ο υ σ ιά ζ ο υ μ ε δ ύ ο σ υ σ τή μ α τα γ ια ιδ ιο κ α τα σ κ ε υ ή που π α ρ ά γ ο υ ν α ν τίσ το ιχ α φ α ιν ό μ ε ν α. Το έν α κύκλω μ α είν α ι μ ια α π ο λ ύ τω ς α ν α λ ο γ ικ ή ε φ α ρ μ ο γ ή ενώ σ το ά λ λ ο έχ ο υ μ ε ψ η φ ιο π ο ίη σ η το υ σ ή μ α τ ο ς και μετέπ ειτα επ ε ξ ε ρ γ α σ ία το υ σ ε ψ η φ ια κ ή μ ο ρ φ ή. Και τα δ ύ ο κυ κλώ μ α τα σ α ς επ ιτρ έπ ο υ ν ν α ω φ ελ η θ είτε α π ό τη ν π α ρ ο χ ή ο π ίσ θ ιο υ φ ω τισ μ ο ύ σ τη ν τη λ ε ό ρ α σ η ή το m o n ito r σ α ς. Φ λας δακτυλιδιού με LED Ένα φ λ α ς δ α κ τυ λ ιδ ιο ύ είν α ι α υ τό π ου χ ρ ε ιά ζ ε τα ι ό τ α ν κ ά ν ο υ μ ε μ α κ ρ ιν ή φ ω το γ ρ ά φ η σ η με ψ η φ ια κ ή μ ηχα νή. Η σ υ σ κ ευ ή επ ιτρέπ ει τ ο ν π α γ χ ρ ω μ α τικ ό φ ω τισ μ ό το υ α ν τικ ε ιμ έ ν ο υ π ρ ο ς φ ω τ ο γ ρ ά φ η σ η και έτσ ι δ ε ν θ α έχετε α υ τέ ς τις εν ο χ λ η τικ ές σ κ ιές ή π ε ρ ιγ ρ ά μ μ α τα π ου σ υ ν ή θ ω ς π α ρ ο υ σ ιά ζ ο ν τα ι α λ λ ιώ ς σ τις φ ω το γ ρ α φ ίε ς. Ο ι ε π α γ γ ελ μ α τικ ές φ ω το γ ρ α φ ικ έ ς μ η χ α ν ές με φ λ α ς και δ α κ τυ λ ίδ ι είν α ι α κ ρ ιβ ές και έτσ ι σ το Ε λέκτορ κ α τα σ κ ε υ ά σ α μ ε τη ν δ ικ ή μ α ς λ ύ σ η β α σ ισ μ ένο ι σ ε LED και τ ο υ ς ο δ η γ ο ύ ς το υ ς. Εξερευνητής CAN Ο δ ία υ λ ο ς C A N δ ε ν είν α ι κ α τά λ λ η λ ο ς μ ό ν ο γ ια ο χ ή μ α τα και β ιο μ η χ α ν ικ ά σ υ σ τή μ α τα α υ το μ α τισ μ ο ύ α λ λ ά και γ ια τ ο ν ο ικ ια κ ό α υ το μ α τισ μ ό, Η σ υ ν δ ε σ μ ο λ ο γ ία το υ C A N δ ε ν είνα ι βέβαια και π ολύ εύ κο λη και εδώ έ ρ χ ετα ι ο ελ εγκτή ς μ α ς ω ς ε ν δ ιά μ ε σ ο α ν ά μ ε σ α σ τις σ υ σ κ ευ ές C A N και το PC μ α ς. Η κ α τα σ κ ευ ή σ ε σ υ ν δ υ α σ μ ό με το ε λ ε ύ θ ε ρ α δ ια τιθ έ μ ε ν ο λ ο γ ισ μ ικ ό μ α ς επ ιτρέπει τ ο ν έλ ε γ χ ο το υ δ ια ύ λ ο υ C A N κ α θ ώ ς και τ ο ν έλ ε γ χ ο τω ν σ υ ν - δ εδ ε μ έν ω ν σ ε α υ τό σ υσ κευ ώ ν. Ελεκτορ Χ ρ ό νος 24ος, Α ρ ιθ μ ό ς Τ εύ χ ο υ ς 306 Φ εβ ρ ο υ ά ρ ιο ς 2008, Τιμή τε ύ χ ο υ ς 5 ευρώ Μηνιαίο περιοδικό αύγχρονης ηλεκτρονικής, Κυκλοφορεί στις αρχές κάθε μήνα εκτός Ιουλίου/Αυγούστου, που εκδίδεται ένα διπλό τεύχος. Το περιοδικό Ελέκτορ κυκλοφορεί στην Ολλανδία, Αγγλία, Γερμανία, Βέλγιο, Γαλλία, Πορτογαλλία, Ισπανία, Ιταλία, Σουηδία, Φινλανδία, Ινδία (αγγλική έκδοση), Πακιστάν (αγγλική έκδοση) και Ισραήλ. ιδιοκτησία: ΕΛΕΚΤΟΡ Ε.Π.Ε. Το Ελέκτορ είναι μια έκδοση του Elektor International Media B.V. Allee 1, 6141 AV Limbricht, Nederland Εκδότης, E. Ξανθούλη Γραφείο, Αριστείδου Ιό Καλλιθέα Τηλέφωνα , Fax: elektor@hol.gr Website: Σύνταξη Εξωτερικού; Mat Heffels Γ ραμματεία. Hedwig Hennekens Σύνταξη Ernst Krempelsauer, Εξωτερικού: Jan Suiting, Jens Nickel, Guy Raedersdorf Εργαστήριο: Karel Walraven, Paul Goossens, Ton Giesberts, Luc Lemmens Σύνταξη Ελλάδος. Π. Χελιώτης, Σ. Σπύρου, N. Στρατάκος Γραφείο: Σ. Σπύρου, Κ. Χρυσοχεράκη Συνδρομές: ετήσια για ιδιώτες 50 ευρώ ετήσια για οργανισμούς 100 ευρώ Εκτύπωση: Δερβης, Ν. Προύσσης 1, Ταύρος τηλ , Elektor In te rn a tio n a l M e d ia BV, A lle e I, 6 1 A 1 A V Lim bricht, N e d e rla n d postbus: 11,6114 ZG Susteren, N ederland, Tel: + 3U 0J , fa x: +3U 0J , w w w.elektor.nl, elektor.nl Συγγραφικά δικαιώματα και πνευματική ιδιοκτησία Ολα τα άρθρα, σχέδια, σχήματα, κατασκευές και τα τυπωμένα κυκλώματα που δημοσιεύουμε είναι ιδιοκτησία του περιοδικού, που προστατεύεται απο το νόμο. Η ανατύπωση και διανομή με οποιοδήποτε τρόπο και οποιουδήποτε μέρους χρειάζεται τη γραπτή άδεια του εκδότη, Ευρεσιτεχνίες και σήματα Για τα διάφορα κυκλώματα και κατασκευές που δημοσιεύονται στο ΕΛΕΚΤΟΡ είναι δυνατόν να έχουν δηλωθεί ευρεσιτεχνίες ή να προστατεύονται απο το νόμο περί σημάτων. Η κατασκευή και η εμπορία αυτών των κυκλωμάτων γίνεται κατόπιν αδείας του εφεύρετη ή του ιδιοκτήτη της ευρεσιτεχνίας ή του σήματος. Η κατασκευή επιτρέπεται μόνο για επιστημονικούς σκοπούς ή για τελείως ατομική χρήση. Αρθρα και κατασκευές για δημοσίευση Ο εκδότης δεν είναι υποχρεωμένος να επιστρέφει άρθρα ή κατασκευές που του στέλνονται. Εάν ο εκδότης αποφασίσει να τυπώσει ένα άρθρο και συμφωνήσει ο συγγραφέας, τότε ο εκδότης έχει δικαίωμα ανατύπωσης. Νόμοι και διατάγματα που αφορούν τις τηλεπικοινωνίες Πρέπει να τηρούνται με προσοχή οι νόμοι και τα διατάγματα που αφορούν τις τηλέπικοινωνίες ειδικά σε ότι αφορά την αγορά, κατασκευή και λειτουργία τηλεπικοινωνιακών συσκευών. Ο εκδότης δε φέρνει καμμία ευθύνη για την ακρίβεια και τη λειτουργικότητα των δημοσιευμένων άρθρων και κατασκευών. 10 Ε λ ε κ τ ο ρ

4 ...ηλεκτρονικά νέα και αγορά elnetron Η ELNETRON ΕΠΕ δραστηριοπ οιείται στο χώρο τη ς ηλεκτρονικής και τη ς τηλεπληροφορικής. Τομέας ηλεκτρονικής: Ο τομέας τη ς ηλεκτρονικής ασχολείται με τη ν σχεδίαση, κατασκευή και διάθεση ηλεκτρονικώ ν modules σε μορφή ΚΙΤ και την εμπορία εξειδικευμένω ν ηλεκτρονικώ ν εξαρτημάτω ν. Μ ερικές από τις κα τηγορίες που καλύπτουν τα προϊόντα τη ς ετα ιρ εία ς είναι: Smart chip -Διάφορα Interfaces- Τροφοδοτικά- Εργαλεία ανάπτυξης- Συναγερμοί - Κυκλώματα πρόσβασης - Τηλεφωνικά κυκλώματα - Μέτρηση θερμοκρασίας - υγρασίας - Πρωτόκολλα επικοινωνίας - Κυκλώματα Audio -Ειδικά modules -Π εριφερειακά Η/Υ. Τα προϊόντα τη ς ετα ιρ εία ς διατίθεντα ι στην αγορά μέσα από τονισ τοχώ ρο w ww.agricom.gr/eshop. Το τμήμα σχεδιασμού και προγραμματισμού τη ς εταιρείας αναλαμβάνει την ανάπτυξη ειδικών εφαρμογών κατόπιν παραγγελίας. Γισ περισσότερες πληροφορίες: ELNETRON ΕΠΕ Αγ. Ζώνης 111, Πλ. Κολιάτσου, Αθήνα Τηλ Ιστοσελίδες: w ww.hellaselectronics.gr elnetron@ elnetron.com anmcom Τομέας τηλεπληροφορικής: Ο το μ έα ς α υτός ασχολείται με το ν σχεδίασμά και ανάπτυξη ολοκληρωμένων πληροφοριακών συστημάτων τηλεμέτρησ ης και τηλεδιαχείρισης. Η ετα ιρ εία έχ ει δημιουργήσει επίσης, το ν δικτυακό χώρο w ww. hellaselectronics.gr, με σκοπό την συγκέντρωση όλων τω ν επιχειρήσεω ν που δραστηριοποιούνται ή έχουν έμμεση σχέση με τον επαγγελματικό κλάδο τη ς ηλεκτρονικής. HELLAS FI FOTRONICS Πομποδέκτης δεδομένων για καλώδιο LNB Από τον Sajjad Moosavi Το κύκλωμα αυτό σχεδιάστηκε και χρησιμοποιήθηκε για να μεταφ έρει εντολές σε ένα μακρύ ομοαξονικό καλώδιο LNB. Μ ιά LNB (ή ένας LNC) είναι ένας χαμηλού κόστους μετατροπ έας συχνοτήτω ν προς τα κάτω και χρησιμοπ οιείται συνήθως για τη ν λήψη δορυφορικής τηλεόρασης. Είναι δε τοπ οθετημένος στο δορυφορικό π ιάτο μας. Το κύκλωμα βασίζεται στην δημιουργία ενός διαμορφω μένου σήματος στον δίαυλο που μπορεί να αποκωδικοποιηθεί από έναν ολοκληρω μένο αποκωδι- κοποιητή τόνου όπως το γνωστό LM567. Τα σήματα δεδομένων (Data) και φ έροντος (Carrier) ενώ νονται μέσω μιας επ εξεργασίας OR από τις διόδους ϋ ΐκ α ι D2. Το Τ1 ενερ γεί σαν πηγή ρεύματος του οποίου η τιμή εξαρτάτα ι κυρίω ς από τη ν τιμ ή τη ς R3. Τα L1 και C5 σχηματίζουν ένα (αποσβενυόμενο) συντονισμένο κύκλωμα που παράγει την κεντρική συχνότητα το υ φ έροντος. Ο C6 ενερ γεί σαν μία χαμηλή παράλληλη σύνθετη αντίσταση στην τροφ οδοσία και έτσι η σύνθετη αντίσταση που βλέπει το Τ 1 στην συχνότητα φ έροντος είναι ίση περίπου με τη ν R4. Ό τα ν διέλθει ένα ρεύμα μέσα από τη ν R4 προκαλεί μία πτώση τάσεω ς που ανιχνεύει το IC1 του οποίου η είσοδος είναι συζευγμένη μέσω του πυκνωτή C4. Η χαμηλή ωμική (DC) αντίσταση του πηνίου L1 επιτρέπει την κυκλοφορία ρεύματος σ τις συσκευές που είναι σ υνδεόμενες στον δίαυλο.τα εξαρτήματα R1 και C1 ελέγχουν την κεντρική συχνότητα του αποκωδικοποιητή ενώ ο C2 το εύ ρος της. Οι σ χετικοί τύποι μπορούν να βρεθούν στα φυλλάδια προδιαγραφών του LM567. Ο C3 απ οτελεί φ ίλτρο εξόδου και η τιμή το υ εξα ρ τά τα ι από την συχνότητα των δεδομένων. Για να υπάρχει συμφωνία με τις προδιαγραφές του LM567, η συχνότητα φ έροντος πρέπει να είναι το λιγότερο 20 φ ορές μεγαλύτερη από αυτή του σήματος δεδομένων. Η μέγιστη ανιχνεύσιμη συχνότητα φ έροντος είναι 500ΚΗζ. Η R5 απ οτελεί απλώς ένα φορτίο γ ια το IC1 το υ οποίου η έξοδος ε ί ναι σήμα συμφάσικό με αυτό τω ν δεδομένων. Στην εφαρμογή του συγγραφέα η συχνότητα φ έροντος ήταν ΙΟΟΚΗζ, ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένω ν 1,200bps και με τα δύο σήματα να παράγονται από μικροελεγκτή. Ο πομπός και ο δέκτης τοποθετήθηκαν σε μία άκρη του LNB γ ια τη ν δημιουργία ενός αμφίδρομου πομποδέκτη. (070352) ΕΛΕΚΤΟ Ρ

5 Μετρητής CO Για καλύτερη ποιότητα αέρα Το διοξείδιο του άνδρακος (C02) δεν αποτελεί απειλή μόνο για το κλίμα του πλανήτη μας, αλλά και για τον ίδιο τον αέρα που αναπνέουμε στο σπίτι ή στο γραφείο μας. Είναι γνωστό πως υπερβολική συγκέντρωση C 0 2 προκαλεί αίσδηση κόπωσης, απώλεια συγκέντρωσης και πονοκεφάλους. Στη σημερινή κατασκευή, ένας μικροελεγκτής απεικονίζει και παρακολουδεί αδιάκοπα τις ενδείξεις ενός αισδητήρα C 0 2 έτοιμος να δώσει σήμα συναγερμού ή να δέσει σε λειτουργία ένα σύστημα εξαερισμού μόλις εντοπίσει υπέρβαση των προκαδορισμένων ορίων. Χαρακτηριστικά Μ ετράει το C 0 2 τω ν εσω τερικώ ν χώ ρω ν με σκοπ ό την α ξιο λ ό γ η σ η της κ α θ α ρ ό τητα ς το υ α έρ α Οι μ ετρήσεις είναι α ν εξά ρ τη τες της θ ερ μ ο κ ρ α σ ία ς, της υ γ ρ α σ ία ς και της σ υ γ κ έ ντρω σ ης άλλω ν αερίω ν Π εριοχή μ έτρ η σ η ς C 0 2: από 400 p p m (κ α θ α ρ ό ς α έ ρ α ς ) έω ς 4000 p p m ή αλλιώ ς 0,0 4 % έως 0,4 % Ε νεργοπ οίηση σ υ σ τή μ α το ς εξα ερ ισ μ ο ύ με την υπέρβαση εν ό ς από τέσ σ ερ α π ρ ο - επιλεγμένα κατώ φλια συγκέντρω σης Επαφή 230 V - 10 Α για το ν έλεγχο σ υσ τημάτω ν σ υ ν α γ ερ μ ο ύ ή εξα ερ ισ μ ο ύ Οι μετρ ήσεις α π εικονίζοντα ι σε ο θ ό ν η LCD σε ψ ηφ ια κή ή α ν α λο γική μ ο ρ φ ή Ενδειξη α ύ ξ ο υ σ α ς ή φ θ ίν ο υ σ α ς τά σ η ς τη ς σ υγκέντρω σ ης Ε ργάζεται χω ρίς ρ ύ θ μ ισ η (α υτόμ ατη ευ θ υ γ ρ ά μ μ ισ η ) Απλό κύκλωμα τρ ο φ ο δ ο σ ία ς βασισ μένο σε τρ ο φ ο δ ο τικ ό π ρίζας Το μ α κ ρ ο σ κ ελές έν θ ε το σ το τέ λ ο ς το υ ά ρ θ ρ ο υ α ν α φ έρ ετα ι σ τις ιδ ιό τη τες, τ α α π ο τελ έσ μ α τα κα ι τ ις π α ρ ενέρ γ ειε ς α υ το ύ το υ τό σ ο σ τα θ ερ ο ύ σ υ σ τα τικο ύ το υ α έρ α, το υ μ ο ρ ίο υ το υ C 0 2 (ένα ά το τ ε να α π ο κ τή σ ετε μια σ υσ κευ ή ικανή να μ ε τρ ά ε ι τη σ υ γκέντρ ω σ η τω ν παραπάνω μορίω ν σ τον α έρ α και να α ξιο λ ο γ ε ί τ ις σ υ νέπ ειές τη ς. Μ ια π α ρ όμοια σκέψ η κά ν α μ ε κα ι εμ είς, ό χι τό σ ο πολύ γ ια να δ ι μο ά νθρ α κα σ φ ιχ τα γ κ α λ ια σ μ ένο με ο ρ θ ώ σ ο υμε το κλίμ α το υ π λανήτη μας, δ ύ ο ά το μ α οξυ γόνου). Από τη σ τιγμή που το δ ια β ά σ ετε, σ ίγ ο υ ρ α θ α θ ελή σ ε- α λλά γ ια να β ελτιώ σ ο υ μ ε τ η ν κα θ α ρ ό τη τα το υ α έρ α τω ν εσ ω τερ ικώ ν χώρων. Ό π ω ς ό λ ο ι γνω ρ ίζο υ μ ε, η σ υγκέντρω σ η το υ C 0 2 σ τον α έρ α α π ο τελ εί ένα α να μ φ ι σ β ή τη το κ ρ ιτή ρ ιο τ η ς κ α θ α ρ ό τη τά ς του, τό σ ο σ το γ ρ α φ ε ίο όσ ο και σ το σπίτι. Μ ια σ υνεχώ ς α υ ξα νόμενη σ υ γκέντρ ω σ η C 0 2 υπ οδηλώ νει τη ν α νάγκη εν ό ς σ υ σ τή μ α τ ο ς εξα ερ ισ μ ο ύ, που π ρέπ ει να τε θ ε ί α μέσ ω ς σ ε λ ειτο υ ρ γ ία. Η κ α τα σ κευ ή που π ερ ιγ ρ ά φ ο υ μ ε στη σ υ νέχ εια, μ ε τρ ά ε ι σ υνεχώ ς τη σ υ γ κ έ ντρω σ η το υ C 0 2 σ ε οπ οιονδήπ οτε κ λ εισ τό χώ ρο. Μ ό λις εντο π ίσ ει τη ν υπέρ- βαση εν ό ς κρ ίσ ιμ ου π ρ οκα θορισ μ ένου ορίο υ, εν ερ γ ο π ο ιεί τη ν επ αφή εν ό ς η λ ε κτρ ο νό μ ο υ που με τη σ ειρ ά το υ θ έ τ ε ι σε λ ε ιτο υ ρ γ ία ένα κύκλω μα σ υνα γερμού. Κ α νείς β έβ α ια δ εν μ α ς εμ π οδίζει, αξιο- π οιώ ντα ς τη ν ίδ ια επ αφ ή, να β ά λο υμε μπ ρος ένα ν α ν εμ ισ τή ρ α εξα ερ ισ μ ο ύ ή να α ν ο ίξο υ μ ε και να κ λ είσ ο υ μ ε ένα π τερ ύ γ ιο που ε π ιτε λ εί π α ρόμοια ερ γα σ ία. Η τεχνολογία του αισθητήρα Η π ερ ισ σ ό τερ ο δ ια δ εδ ο μ έν η μ έθ ο δ ο ς μ έτρ η σ η ς το υ δ ιά χ υ το υ C 0 2 είν α ι γνω - 12 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

6 σ τή με τ ο όνομα NDIR (non-dispersive infrared absorption). Έ ν α ς α ισ θ η τή ρ α ς C 0 2 που ε ρ γ ά ζ ε τα ι σ ύμφ ω να με τ ις α ρ χ ές α υ τή ς τη ς μεθόδ ου, μ ε τρ ά ε ι σ την π ρ α γ μ α τικ ό τη τα το πόσο πολύ απ ορροφ ά τα ι μια δ έσ μη υπ ερύθρου φ ω τό ς κα θώ ς δ ιέ ρ χ ε τα ι μέσ α από τ ο παραπάνω α έρ ιο. Το α κ ρ ιβ ές μ ή κος κ ύ μ α το ς σ το οπ οίο α ν τιδ ρ ά τ ο C 0 2 είν α ι ίσο μ ε 4270 nm. Μ ε τη μ έθ οδ ο α υ τή μπ ορούμε να έχ ο υ μ ε ά κρω ς επ ιλ εκτικ ές κα ι α κ ρ ιβ είς μ ε τρ ή σ ε ις τ η ς μ ερ ικ ή ς π ίεσ η ς ιδίω ς σ ε π ερ ιβ ά λλοντα μ εγά λ η ς σ υγκέντρ ω σ ης. Για τη μ έτρ η σ η σ ε π ερ ιβ ά λλο ντα χ α μ η λ ή ς σ υ γκέντρ ω σ η ς α π α ιτείτα ι μια δ έσ μη σ α φ ώ ς μ εγα λ ύ τερ ο υ μήκους, γ εγ ο ν ό ς που μ α ς ο δ η γ ε ί σ τη ν κ α τα σ κευ ή ογκω δ έσ τερ ω ν α ισ θ η τή ρ ω ν εξοπ λισ μένω ν με οπ τικά κυ κλώ μ α τα υ ψ η λής α κρ ίβ εια ς. Έ να ς τέ τ ο ιο ς α ισ θ η τή ρ α ς κοσ τίζει, σ ί γο υ ρ α, π ολλά χρήματα. Ο ι α ισ θ η τή ρ α ς C 0 2 που β α σ ίζο ντα ι σ ε υ γρό η λ εκ τρ ο λ ύ τη είν α ι π ερ ισ σ ό τερ ο σ υ μ π α γείς αλλά, λόγω τ η ς π ερ ιο ρ ισ μ έ ν η ς σ τα θ ε ρ ό τη τα ς και δ ιά ρ κ εια ς ζω ής το υ ς, κρ ίνο ντα ι α κ α τά λ λ η λ ο ι γ ια ε φ α ρ μ ο γ ές α υ το μ α το π ο ιη μ ένου εξα ερ ισ μ ο ύ. Α ντίθ ετα, ο ι α ισ θ η τή ρ ες C 0 2 μ ε συμπ α γή η λ εκ τρ ο λ ύ τη είν α ι σ α φ ώ ς κ α λ ύ τερ ο ι. Έ χ ο υ ν όμω ς κα ι α υ το ί τ ις α δ υ ν α μ ίες το υ ς. Η έλ λ ειψ η σ τα θ ε ρ ό τη τα ς το υ ίδ ι ου το υ η λ εκ τρ ο λ ύ τη και η εξά ρ τη σ η τ η ς εξό δ ο υ τ ο υ ς από τ η ν υ γ ρ α σ ία το υ περ ιβ ά λ λ ο ν το ς κάνουν δύσκο λη τη μαζική π α ραγω γή το υ ς. Τ α π ρ ο β λήματα α υτά όμω ς, φ α ίν ετα ι να έχ ο υ ν πια ξεπ ερασ τεί, α φ ού δ ια τίθ εν τα ι π λέον σ τη ν α γ ο ρά φ θ η ν ο ί και α ξιό π ισ το ι α ισ θ η τή ρ ες α υ το ύ το υ τύ π ου. Π ρ ά γμ α τι, η Figaro, μια ετα ιρ ία γνω σ τή σ ε ό σ ο υ ς α σ χ ο λο ύ ν τα ι μ ε α ισ θ η τή ρ ες β α σ ισ μ ένους σ ε η μ ια γω γούς, κ α τά φ ε ρ ε να σ τή σ ε ι μια γ ρ α μ μ ή π α ρ α γω γής α ισ θ η τή ρ ω ν C 0 2 μ ε ε ξ α ιρ ε τικ ά χ α ρ α κ τη ρ ισ τικ ά μ α κρ ο π ρ ό θ εσ μ η ς σ τα θ ε ρ ό τη τα ς και χαμ ηλή εξά ρ τη σ η από τη ν υ γρασ ία. Το σ χετικό π ροϊόν π ή ρ ε τ ο όνομα TG S4160, κα ι ε ί να ι ή δη γνω σ τό σ το υ ς α ν α γνώ σ τες το υ Ε λέκτο ρ από μ ια σ ύντομη α ν α φ ο ρ ά σ το τε ύ χ ο ς το υ Ν ο εμ β ρ ίο υ Σ τη ν κ α τα σ κευ ή που π α ρ ο υ σ ιά ζο υ μ ε σ ή μ ερ α δ ια λ έξα μ ε μ ια π ερ ισ σ ό τερ ο β ελτιω μ ένη (σε επ ιδ ό σ εις) και ε λ α χ ισ το π οιημένη (σε δ ια σ τά σ εις) π α ρ α λλα γή το υ παραπ άνω α ισ θ η τή ρ α, που δ εν είν α ι ά λλη από τη ν TGS4161. Σ το σχ. 1 β λέπ ουμε τ ο εσ ω τερ ικ ό το υ, που είν α ι κ τισ μ ένο γύ ρ ω από έν α κο μ μ ά τι συμπ α γ ο ύ ς η λ εκ τρ ο λ ύ τη ευ α ίσ θ η το υ σ το C 0 2. Τ ο υ λικό α υ τό είν α ι το π ο θ ετη μ ένο πάνω σ ε ένα υπ όβαθρο κερ α μ ικο ύ υλικού περ ισ το ιχ ισ μ έν ο από δ ύ ο η λ εκ τρ ό δ ια. Η ά λλη όψη το υ υπ οβάθρου θ ερ μ α ίν ετα ι δ ιαρκώ ς, έτσ ι ώ σ τε να ελα χισ το π ο ιο ύ - Stainless steel gauze M etal cap Lead pin Sensor element χ 1-5 rnn!-»j Solid ' electrolyte Sensing Counter Electrode Substrate electrode electrode (Solid electrolyte side) (Heater side) Σχ. 1. Εσωτερική δ ομή του αισθητήρα. Η κ ά θ ο δ ο ς (ηλεκτρόδιο ανίχνευσης) αποτελείται από ένα στρώ μα ανθρακικού λίθ ι- o u 0J2C O 3) τοπ οθετημένου πάνω σε ένα υπόβαθρο από χρυσού, ενώ η ά ν ο δ ο ς (ηλεκτρόδιο α ν α φ ο ρ ά ς) αποτελείται από σκέτο χρυσό. Μ εταξύ των δύο ηλεκτροδίων παρεμβάλλεται ο συμπαγής ηλεκτρ ο λύτης. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

7 Πίνακας 1. Χαρακτηριστικά της μονάδας CDM Εύρος μετρήσεων Αισθητήρας C 0 2 Από 400 p p m (καθαρός αέρας) έως 4000 ppm TGS4161 με συμπαγή ηλεκτρολύτη (διάρκεια ζωής: 10 έτη κάτω από κανονικές συνθήκες) Θ ερμοκρασία λειτουργίας -10 C έως +40 C Επιτρεπόμενη υγρασία Χ ρόνος π ροθέρμανσ ης/ ρύθμισης 5 % έως 70% (σχετική υγρασία) 2 ώρες Χ ρόνος απόκρισης 2 λεπτά (για το 9 0 % της μεταβολής) Ακρίβεια Περίπου + /-2 0 % της τελικής τιμής Χ ρόνος ολοκλήρω σης 1 δευτερόλεπτο μιας μέτρησης Κατανάλωση ισχύος 300 m W περίπου Ονομαστική τάση λειτουργίας +5 V (βλ. Πίνακα 2) ν τα ι ο ι επ ιδ ρ ά σ εις τω ν μ ετα β ο λώ ν τη ς θ ερ μ ο κρ α σ ία ς. Η σ υ νεχ ή ς ροή εν ό ς σ χ ετικά μ εγάλου ρ εύ μ α το ς μέσ α από τ ο υ ψ η λής α ν τίσ τα σ η ς η μ ια γώ γιμ ο υ λικό το υ α ισ θητή ρ α είν α ι ικανή να π ρ ο κ α λ έσ ει μόνιμη κ α τα σ τρ ο φ ή το υ. Γ ια τ ο λ ό γ ο α υτό, το κύκλω μα μ έτρ η σ η ς που σ υ ν δ έ ετα ι σ τα δύο η λ εκ τρ ό δ ια π ρέπ ει να έχ ε ι α ν τίσ τα ση εισ ό δ ο υ τ η ς τά ξ η ς τω ν 100 Μ Ω κα ι ρ εύ μ α π όλω σ ης μ ικ ρ ό τερ ο από 1 ρα. Τα παραπάνω χ α ρ α κ τη ρ ισ τικ ά εξα σ φ α λ ίζ ο ν τα ι χ ω ρ ίς πολύ κόπο από έν α τε λ ε σ τικ ό ενισ χυτή τε χ ν ο λ ο γ ία ς CMOS (σχ. 2). Η α ντίσ τα σ η το υ θ ερ μ α ντικο ύ σ το ιχ είο υ (ότα ν ε ίν α ι κρύο), ε ίν α ι ίση μ ε 70 Ω, τιμ ή που υπ οδηλώ νει τη ν π α ρ ο υσ ία ρ εύ μ α τ ο ς τ η ς τά ξ η ς τω ν 50 πια (τρ ο φ ο δ ο σ ία Σχ. 3. Καμπύλες ευαισθησίας της μ ο ν ά + 5 V). Κ α τά σ υνέπ εια η απ αίτησ η το υ δ α ς TGS4161 στο C 0 2 και αναισ θησ ίας α ισ θ η τή ρ α σ ε ισχύ κ υ μ α ίν ετα ι γ ύ ρ ω σ τα σ το C O και την αιθανόλη. 250 πιw. Πίνακας 2. Σημασία των ακίδων της μονάδας CDM Α /Α Λ ε ιτο υ ρ γ ία Σ η μ α σ ία 1 Τάση τρ ο φ ο δ ο σ ία ς +UB +3,5 έω ς +5,5 V (τυπική +5 V με κατανάλω ση ρ εύ μ α το ς 60 m A) 2 Τάση εξό δ ο υ 0,4 V έως 4 V DC (400 έως 4000 p p m α ν τίστοιχα) 3 Ψ ηφιακή έ ξ ο δ ο ς Για τα χα ρ α κτη ρ ισ τικά μεταγω γής βλ. Πίνακα 3. Χ αμηλή σ τά θ μ η = 0,2 V. Υψηλή σ τά θ μ η = CUB - 0,6 V) (τυπικές τιμ ές για φ ο ρ τίο 1 ma. Μ εγίστη τάση = +5,5 V. Μ έγιστο φ ο ρ τίο = 25 ma. 4 Έ ξο δ ο ς σ φ ά λ μ α το ς Έ ξο δ ο ς α ν ο ικ το ύ συλλέκτη με μεγίστη α π ο ρ ρ ό φ η σ η 100 ma, μεγίστη τά σ η = +50 V. Ο δ η γείται σε χαμηλή σ τά θ μ η ό τα ν διακόπ τεται η λ ειτο υ ρ γ ία το υ θ ερ μ α ν τικ ο ύ σ τοιχείου το υ α ι σ θ η τή ρ α ή ό τα ν εντοπιστεί υπέρβαση το υ κ α τω φ λιού σ υ να γερ μ ο ύ. Σχ, 2. Η έξο δ ο ς του αισ θητήρα πρέπει να συνδεθεί σε ένα ν ενισχυτή με μεγάλη αντίσταση εισόδου. Η η λ ε κ τρ ε γ ε ρ τικ ή δύναμη (ΗΕΔ) που α ν α δ εικ ν ύ ει ο α ισ θ η τή ρ α ς ε ξ α ρ τά τα ι από τη ν σ υ γκέντρ ω σ η τ ο υ C 0 2 σ το ν α έρ α. Η α π όλυτη τιμ ή τη ς, όμω ς, ε ξ α ρ τά τα ι και από το ίδ ιο τ ο ε ξά ρ τη μ α όπω ς επ ίσ ης και από το ν τρ ό π ο που έ χ ε ι απ οθηκευ τε ί. Π α ρ ό λ α α υ τά η δ ια φ ο ρ ά τ η ς ΗΕΔ που α να π τύσ σ ει ο π ο ιοσ δήπ οτε α ισ θ η τή ρ α ς το υ ίδ ιου τύ π ου σ ε π ερ ιβ ά λλο ντα με σ υγκέντρ ω σ η C ppm (κα θ α ρ ό ς α έρ α ς) σ ε σ χέσ η με τη ν Η ΕΔ που α να π τύσ σ ει σ ε π ερ ιβ ά λλο ντα μ ε υ ψ η λότερ η σ υ γκέντρ ω σ η ε ίν α ι α ρ κ ετά σ τα θ ερ ή. Το γ ρ ά φ η μ α το υ σχ. 3 εκ φ ρ ά ζ ε ι α υ τή ν τη δ ια φ ο ρ ά (κ α τα κ ό ρ υ φ ο ς ά ξονα ς) σ ε σ χ έ ση μ ε τη σ υγκέντρ ω σ η (ο ρ ιζό ντιο ς ά ξο νας). Από τη σ τιγμ ή που χρ η σ ιμ ο π ο ιη θ εί λο γ α ρ ιθ μ ικ ό χα ρ τί, ε κ φ ρ ά ζετα ι από μια ευ θ εία γραμμή. Το ίδ ιο γ ρ ά φ η μ α μα ς επ ιβεβαιώ νει α κόμ α τη ν α ναισ θ η σ ία το υ α ισ θ η τή ρ α σ το μ ο ν ο ξείδ ιο το υ ά νθρ α κα και τ η ν α ιθα νόλη. Μονάδα μέτρησης Ό π ω ς ή δη σ η μ ειώ σ α με, ο α ισ θ η τή ρ α ς υ π ο φ έρ ει από μια μ εσ οπ ρόθεσ μη ο λ ί σ θηση τω ν χ α ρ α κ τη ρ ισ τικ ώ ν λ ε ιτο υ ρ γ ί α ς το υ κα ι γ ι α υ τό κ ρ ίν ετα ι α κ α τά λ λ η λ ο ς γ ια τ η μ έτρ η σ η τ η ς α π ό λυτη ς τιμ ή ς το υ C 0 2 σ ε ένα σ υ γ κ εκ ρ ιμ έν ο χώ ρο. Α ντίθ ετα, είν α ι ά ψ ο γο ς σ τις π εριπ τώ σ εις που θ έλ ο υ μ ε να μ ετρ ή σ ο υ μ ε τη σ υ γκέντρ ω σ η C 0 2 εν ό ς χώ ρου σ ε σ χ έ ση μ ε εκείν η το υ κα θα ρ ού α έρ α. Η ΗΕΔ που λ α μ β ά νο υ μ ε από τ η ν έξο δ ο, ο δ η γ ε ί τ α ι σ ε έν α μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή όπου υ φ ίσ τα τα ι επ εξερ γ α σ ία σ ύμφ ω να με τ ις ε ν το λ έ ς εν ό ς α λγορίθ μ ο υ ο ο π οίος υ π ολογίζει και κατόπ ιν χ ρ η σ ιμ ο π ο ιεί τη ν τιμ ή τη ς ΗΕΔ που α ν τισ το ιχ εί σ το ν κα θα ρ ό α έρ α. Η Figaro, γ ια να κά νει α π λο ύσ τερ η τη χρήσ η το υ α ισ θ η τή ρ α τ η ς κ α τα σ κ εύ α σ ε δύο μ ο ν ά δ ες β α σ ισ μ ένες σ το ν TGS4161 που π ερ ιέχο υν ένα ειδ ικό κύκλω μα επ ε ξερ γ α σ ία ς τ η ς π α ρ α γ ό μ εν η ς ΗΕΔ, βαθ- 14 ΕΛΕΚΓΟΡ 2/2008

8 μ ονομημ ένο κα ι ευ θ υ γ ρ α μ μ ισ μ έν ο από τ ο ίδ ιο τ ο ερ γ ο σ τά σ ιο. Τ ο κύκλω μ α α υ τό χρ η σ ιμ ο π ο ιεί μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή, που σ την π ερίπ τω ση τ η ς μ ο νά δ α ς CDM 4161 (σχ. 4) είν α ι έν α ς PIC16LF88. Σ το ν Π ίνα κα 1 σ η μ ειώ νο ντα ι τ α σ η μ α ν τικ ό τερ α χ α ρ α κ τη ρ ισ τικ ά τ η ς μονά δας, ενώ σ το ν Π ίνα κα 2 η δ ιά τα ξη τω ν α κίδω ν τη ς. Η α κ ίδ α τ η ς α ν α λ ο γ ικ ή ς εξό δ ο υ παρ έχ ε ι σ υνεχή τά σ η εύ ρ ο υ ς 0 έω ς + 4 V, που α ν τισ το ιχ εί σ ε σ υ γκέντρ ω σ η C 0 2 κυ μαινόμενη από 0 ρρπι έω ς ppm (0% έω ς 0, 4% ). Η α κ ίδ α 3 π α ρ έχ ει ένα α μ ιγώ ς ψ η φ ια κό σ ήμα που π ρ α γμ α το π ο ιεί θ ετική μετά β α σ η (από τ α 0 V σ τα + 5 V) ό τα ν η σ υ γκέντρ ω σ η το υ C 0 2 ξ ε π ερνά τ ο π ρ ο κα θ ο ρ ισ μ ένο όριο. Για το ποιο από τα τέ σ σ ε ρ α π ρ ο το π ο θ ετη μ ένα ό ρ ια θα έχ ο υ μ ε σ υ να γερ μ ό, α π οφ α σ ί ζει ένα ζ εύ γ ο ς β ραχυκυ κλω τήρω ν (JP3, JP4) που γ εφ υ ρ ώ ν ετα ι κα τά βούληση Σχ. 4. Η μ ο ν ά δ α CDM4161 της Figaro περιλαμβάνει ένα α ισ δητήρα τύπου TGS4161 μ α ζί με ένα πλήρες σύστημα επ εξεργασίας της εξό δ ο υ του βασισμένο σε μικροελεγκτή PIC16LF88. Ενδείξεις των LED (ισχύει για τη μ ο ν ά δ α C D M 4161) Π ρ ά σ ιν ο LED: Α ναβοσβήνει αμέσ ω ς μετά την ε φ α ρ μ ογή της τά σ η ς λ ειτο υ ρ γ ία ς και για τις δ ύ ο επ όμενες ώ ρες που δια ρ κεί η δ ια δ ικα σ ία τη ς α υ τό -ρ ύ θ μ ισ η ς, Στη σ υνέχεια ανάβει δ ια ρ κώ ς ό σ ο δ ια τη ρείται η τά σ η τρ ο φ ο δ ο σ ία ς. Κ ίτρ ινο LED: Αναβοσβήνει ό τα ν είναι ενεργή η έ ξ ο δ ο ς σ φ ά λ μ α το ς (βλ. Πίνακα U Πίνακας 3. Σημασία των βραχυκυκλωτήρων καθορισμού κατωφλίων συναγερμού (ισχύει μόνο για τη μονάδα CDM4 161). Α/Α JP3 JP4 Κ α τ ώ φ λ ι (ppm ) Ακίδα 2 Επαφή R e l 1 α ν ο ικ τό ς α ν ο ικ τό ς 800 από Ό' σε Ύ α νοικτή 720 απ ό Ύ σε Ό' κλειστή II α νο ικτό ς κλειστός 1000 από Ό' σε Τ ανοικτή 900 απ ό Τ σε Ό' κλειστή III κλειστός α νο ικτό ς 1500 από Ό' σε Ύ α νοικτή 1350 απ ό Τ σε Ό' κλειστή Κ ό κ κ ιν ο LED: Ανάβει μόλις εντοπιστεί υπέρβαση το υ π ρ ο κ α θ ο ρ ισ μ ένο υ κατω φλιού σ υ γ κ έ ντρω σ ης C 0 2. Α ναβοσβήνει ό τα ν η ψ ηφ ια κή έ ξ ο δ ο ς (ακίδα 3] βρίσκεται σε υψηλή σ τάθμ η (βλ. Πίνακα 21 σ ύμφ ω να μ ε τ ο ν Π ίνακα 3. Η ίδ ια μονά δα δ ια θ έ τει επ ίσ ης κα ι τρ ία εν δ ε ικ τικ ά LED, η σ η μ α σ ία τω ν οποίω ν σ η μ ειώ νετα ι σ το σ χ ετικό ένθετο. Από τη σ τιγ μ ή που εφ α ρ μ ο σ τε ί σ τη μονά δα μ έ τρ η σ η ς η α π α ρ α ίτη τη τά σ η τρ ο φ ο δ ο σ ία ς (+ 5 V σ τη ν α κ ίδ α 1) θα π ρέπ ει να π ερ ιμ ένουμε δύο ώ ρ ες ώσπου να α π ο κ α τα σ τα θ εί η θ ερ μ ο κ ρ α σ ία λ ε ιτο υ ρ γ ία ς κα ι να ο λοκληρω θ ο ύ ν ο ι εσ ω τε ρ ικ ές ρ υ θ μ ίσ εις. Κ α τά τη δ ιά ρ κ εια το υ παραπάνω χ ρ ο νικού δ ια σ τή μ α το ς, η μονά δα θα π ρέπ ει να ε ίν α ι το π ο θ ετη μ έ νη σ ε π ερ ιβ ά λλον μ ε κα θ α ρ ό α έρ α, έ τσ ι ώ σ τε να κ α τα φ έρ ε ι ο μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή ς να Σχ. 5. Η μ ο ν ά δ α CDM4161A διαφέρει από τη π ροηγούμενη στο ότι είναι κατασ κευασ μένη από υλικά SMD που τις εξασ φ αλίζουν μικρότερες διαστάσεις και κόστος. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

9 Σχ. 6. Το διά γρ α μμα της κατασκευής. Το βασικότερο εξά ρ τημα είναι ο ATtiny26, ο οπ οίος δειγματοληπτεί και μετρά ει την τάση εξό δ ο υ της μ ο νά δ α ς που τοποθετείται στο συνδετήρα Κ7. Οδηγεί επίσης και την απαραίτητη οθόνη LCD. υ π ο λο γίσ ει τη ν τιμ ή τ η ς Η ΕΔ α να φ ο ρ ά ς. Για τ ο παραπάνω χ ρ ο νικό δ ιά σ τη μ α α να β ο σ β ή νει σ υνεχώ ς το π ράσινο LED, ενώ η τά σ η εξό δ ο υ (α κίδα 2) π α ρ α μ ένει κ ο λ λ η μ έν η σ τα 0,4 V. Από τη σ τιγμ ή που ο λο κλη ρ ω θ ο ύ ν ο ι ε σ ω τε ρ ικ ές ρυθμ ίσ εις το LED μ ένει μόνιμα αναμμένο, ενώ ο μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή ς γ ν ω ρ ίζει πια πω ς η σ υγκέντρ ω σ η τ ο υ C 0 2 που μ έ τρ η σ ε έω ς τώ ρ α α ν τισ το ιχ εί σ ε τά σ η εξό δ ο υ 0,4 V (τάση α να φ ο ρ ά ς, baseline). Μ ε ά λλα λ ό γ ια υ π ο θ έτει πω ς η σ υγκέντρ ω σ η που μ έ τρ α γ ε ό λη α υ τή ν τη ν ώ ρ α α ντισ το ιχ ε ί σ τα 400 ppm. Από ε κ ε ί κα ι π έρα γ ια κά θε 1 ppm δ ια φ ο ρ ά σ τη ν τρ έ χ ο υ σ α σ υγκέντρω σ η, η μονά δα μ ε τα β ά λ λ ει τη ν τά σ η εξό δ ο υ τ η ς κα τά 1 m V περίπ ου. Αν κ α τά τ η δ ιά ρ κ ε ια τ η ς α ρ χ ικ ή ς ρ ύ θμισ ης, η σ υ γκέντρ ω σ η το υ C 0 2 ή τα ν δ ια φ ο ρ ε τικ ή από 400 ppm, τ ό τ ε ό λ ε ς ο ι ε ν δ ε ίξ ε ις θα π ρέπ ει να δ ιο ρ θ ώ νο ντα ι μ ε τ η ν ίδια σ τα θ ερ ή π ο σ ό τη τα που α ν τισ το ιχ εί σ τη δ ια φ ο ρ ά τ η ς σ υ γκέντρ ω σ η ς που υπ ήρχε π ρ α γμ α τικά σ ε σ χέσ η μ ε τη ν υ π ο τιθ έμ ε νη τω ν 400 ppm. Το ίδ ιο δ ιο ρ θ ω τικ ό παρ ά γ ο ν τα θα π ρέπ ει να λ ά β ο υ μ ε υπόψη μ α ς κα ι σ τα κα τώ φ λια σ υ να γερ μ ο ύ που ο ρ ίζο ν τα ι μέσω τω ν βραχυκυκλω τήρω ν. Γ ια τη ν απ οφ υγή τ η ς β α θ μ ια ία ς ο λίσ θ η σ ης τη ς βαθμονόμησ ης το υ κυκλώ ματο ς, θ α π ρέπ ει α νά τα κ τά δ ια σ τή μ α τα να μ ε τα φ έ ρ ο υ μ ε τη ν μ ο νά δ α μ έτρ η σ η ς σ το ν κα θ α ρ ό α έρ α, ε κ ε ί όπου η σ υ γ κ έ ντρω σ η το υ C 0 2 π λησ ιά ζει τη ν τυπ ική τω ν 400 ppm. Από ε κ ε ί και π έρα α ρ κ εί τ ο κλείσ ιμ ο τω ν επ αφ ώ ν εν ό ς π ιεσ τικού διακόπ τη (β ρ ίσ κετα ι πάνω σ την πλακάτα ) γ ια να α π ο κ α τα σ τα θ εί σ χεδ ό ν α μ έ σω ς η α ρχική βαθμονόμηση. Π ιο σ υ γκεκριμένα, κ ά θ ε φ ο ρ ά που εν ερ γ ο π ο ιείτα ι ο σ υ γ κ εκρ ιμ ένο ς δ ια κόπ της, ο μ ικρ ο ε- λ ε γ κ τή ς θ εω ρ εί ό τι η σ υ γκέντρ ω σ η που μ ε τρ ά ε ι εκείν η τη σ τιγμ ή α π ο τελ εί κα ι ν ο ύ ρ γ ια τιμ ή α ν α φ ο ρ ά ς (400 ppm ) εκτελώ ντα ς από τη ν α ρχή το ν α λ γ ό ρ ιθ μ ο π α ρ α γω γής τ η ς ομώ νυ μ ης τιμ ή ς ΗΕΔ. Το ίδ ιο θα σ υ μ β εί α ν εν ερ γ ο π ο ιη θ εί ο παραπάνω δ ια κόπ τη ς κα τά τη ν δ ιά ρ κ εια τ η ς δ ίω ρ η ς φ ά σ η ς τω ν α ρχικώ ν ρ υ θ μ ί σεω ν. Σ ε μ ια τέ τ ο ια περίπ τω ση, τ ο π ράσ ινο LED π α ύει να α ναβοσβήνει, ενώ η μ ο νά δ α θ εω ρ ε ί πω ς έ χ ε ι ο λ ο κ λ η ρ ω θ εί η φ ά σ η τω ν ρυθμίσεω ν. Η ρυθμισ τική α ντίσ τα σ η που β ρ ίσ κ ε τ α ι πάνω σ τη ν π λ α κ έτα έ χ ε ι το π ο θ ετη θ εί α π ο κλεισ τικά και μόνο γ ια τ η ρύθμισ η το υ σ υ ν τελεσ τή διόρθω σ ης. Έ χ ε ι ρ υ θ μ ισ τεί από τ ο ερ γ ο σ τά σ ιο κα τά τ η φ άσ η π α ρ α γω γή ς τ η ς μ ο νά δ α ς κα ι γ ι α υ τό τ ο λ ό γ ο δ εν π ρέπ ει να τη ν π ειρ ά ζο υ με. Πάνω σ τη ν ίδ ια π λ α κ έτα υπ άρχουν επ ίσ ης κα ι δ ύ ο α κ ίδ ες ελ έγχου, γ ια τ ις ο π οίες α ξίζε ι ν α π ο ύ μ ε δ ύ ο λόγια. Η α κ ί δ α CP3 α ν α δ εικ ν ύ ει τη ν (απομονω μένη) τά σ η εξό δ ο υ το υ TG S4161, ενώ η CP4 μια τά σ η εξα ρ τώ μ ενη από τη ν τρ έ χ ο υ σ α θ ερ μ ο κ ρ α σ ία (ε λ έγ χ ετα ι από ένα θερμίσ τορ) η οπ οία χ ρ η σ ιμ ο π ο ιείτα ι από το ν α ισ θ η τή ρ α γ ια τ η ν θ ερ μ ική α ντισ τά θ μ ι ση τ η ς εξό δ ο υ το υ (βλ. π λα κέτα, φ ω το γ ρ α φ ία 4). Μικροσκοπική μονάδα Η κ α τα σ κευ ή μ α ς μ π ορεί το ίδ ιο εύ κ ο λα ν α σ υ ν ερ γ α σ τεί, ε κ τό ς από τη ν μονάδα C DM 4161, κα ι μ ε τη σ α φ ώ ς μ ικ ρ ό τερη C D M 4161A (σχ. 5). Ο ι δ ια φ ο ρ έ ς τ η ς ν εώ τε ρ η ς σ ε σ χέσ η μ ε τη ν π α λα ιό τερ η εντο π ίζο ντα ι σ το μ ικ ρ ό τερ ο μ έ γ εθ ο ς που ο φ ε ίλ ε τα ι σ τη χρήσ η Ε ξα ρ τη μ ά τω ν Ε π ιφ α νεια κής Σ τή ρ ιξη ς (SMD) κα ι σ το χ α μ η λ ό τερ ο κ ό σ το ς τη ς. Σ τη μονά δα α υ τή έ χ ε ι α ν τικ α τα σ τα θ εί ο PIC16LF88 με τ ο μ ικ ρ ό τερ ο (σε δ ια σ τά σ εις) 16ψήφ ιο μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή R 5F211B1SP τη ς Renessas. Ο ι β α σ ικές λ ε ιτο υ ρ γ ίε ς κ α ι τ α χ α ρ α κ τη ρ ισ τικ ά τ η ς ν έ α ς μ ο νά δ α ς ε ξα κ ο λ ο υ θ ο ύ ν να π α ρ α μ ένουν ίδια, υπ άρχουν όμω ς κα ι εδώ μ ε ρ ικ έ ς δ ια φ ο ρ έ ς που α ξίζει τ ο ν κόπο να σ υζητήσ ουμε. 1. Ο ι σ υνδεπ ίρες είναι κα τά τ ι μικρότεροι. 2. Απουσιάζει ο διακόπτης επανεκκίνησης. 16 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

10 C 0 2: όχι μόνο μια κλιματολογική απειλή Το διοξείδιο του Ονθρακος (CO;) είναι ένα άχρωμο χοι άοσμο αέριο. Είναι βαρύτερο από τον αέρα έχοντας μάζα 2 kg ανά κυβικό μέτρο έναντι 1,3 Kg ίδιου Ογκου ατμοσφαιρικού αέρα. To C 02 παράγεται από την καύση ή την αποσύνθεση χημικών ενώσεων που έχουν σαν κύριο συστατικό τους τον άνθρακα, όπως π.χ. του ξύλου, της βιομάζας, του πετρελαίου, του γαιονθρακα και όλων των παραγωγών τους. Παράγεται επίσης και κατά την εκπνοή των ανθρώπων και των ζώων. Από την άλλη μεριά, όλα τα φυτά απορροφούν CO, από τον αέρα απελευθερώνοντας οξυγόνο και συγκροτώντας τον άνθρακα που είναι απαραίτητος για την ανάπτυξή τους, θ ο μπορούσαμε να πούμε πως μέσω των φυτών επιτυγχάνεται μια ισορροπία στη φύση που διατηρεί τον ατμοσφαιρικό αέρα καθαρό. Από ότι γνωρίσουμε από τις μέχρι τώρα μελέτες και αναλύσεις των ειδικών, η ισορροπία αυτή υπόκειται σε αξιοσημείωτες αλλαγές στο πέρασμα των αιώνων, ακόμα και χωρίς την παρέμβαση του ανθρώπου. Από την εποχή της βιομηχανικής επανάστασης στην Ευρώπη στις αρχές του 19ου αιώνα, παρατηρειται μια διαρκής αύξηση της συγκέντρωσης του COj στον ατμοσφαιρικό αέρα, ως αποτέλεσμα των δραστηριοτήτων του ανθρώπου. Κύρια αιτία της αύξησης αποτελεί η χρήση απολιθωμένων καυσίμων που δεν είναι τίποτα άλλο από βιομάζα που έχει αλλοιωθεί με το πέρασμα του χρόνου. Σε οποιαδηποτε περίπτωση, τα σημερινά καύσιμα αποτελούν περισσότερο ή λιγότερο πολύπλοκες ενώσεις του άνθρακα, Η καύση ενός λίτρου πετρελαίου θέρμανσης ή κίνησης παράγει. εκτός από μια ενέργεια αντίστοιχη με 20 KWh, και 2,6 Kg CO,,. Υποβάλλοντας σε καύση 0.9 m3 φυσικού αερίου, που επίσης παρέχει γύρω στις 10 KWh, παράγεται ως υποπροϊόν 2.1 Kg CO.. Η συνολική έκκληση CO, σε παγκόσμια βάση ανά έτος κυμαίνεται γύρω στους 36 δισεκατομμύρια τόνους. Η συγκέντρωση του CO, σήμερα είναι η υψηλότερη των τελευταίων τετρακοσίων χιλιάδων ετών, γεγονος που σε συνδυασμό με τη δρόση των υπόλοιπων αέριων του θερμοκηπίου (όπως αχ, το μεθάνιο που παράγεται από τις αγροκαλλιέργειες) προκαλει μια πρωτοφανή αύξηση της θερμοκρασίας ολόκληρης της γης. Και μερικοί ακόμα αριθμοί: Η συγκέντρωση κατά όγκο του C 02 στον καθαρό εξωτερικό αέρα είναι κατα μέσο όρο ίση με 380 ppm, (1 ppm είναι ίσο με ένα μέρος στο ένα εκατομμύριο ή 0,0001%). Η τιμή αυτή αυξάνεται σταθερά κατα 15 με 2 ppm κάθε χρόνο. Για να δώσουμε μια αίσθηση της σημασίας αυτών των τιμών, σημειώνουμε πως πριν από χρόνια η συγκέντρωση ήταν μόλις 220 ppm, ενώ στην αρχή της βιομηχανικής επανάστασης (1850) ήταν γύρω στα 260 ppm. Στις αστικές περιοχές η συγκέντρωση του C 02 είναι, αναμφισβήτητα, πολύ μεγαλύτερη από 380 ppm, κυρίως λόγω των εγκαταστάσεων θέρμανσης των κτιρίων και της τροχαίας κίνησης. Τυπικές τιμές είναι τα 700 ppm ή ακόμα μεγαλύτερες. Σε κλειστούς χώρους, όπως πχ. σε αίθουσες που συνωστίζεται πολύς κόσμος, οι τιμές αυτές ξεπερνούν κατά πολύ τα παραπάνω όρια. Αυτό οφείλεται στον ίδιο τον αέρα που εκπνέει ο άνθρωπος που έχει περιεκτικότητα 4 έως 5% σε C 03, Αν κάποιος εισπνεύοει τον εκπνεόμενο σέρα είναι βέβαιο πως θα νοιώσει μια σύντομη (ή μακροχρόνια) ζαλόδα. Πιο συγκεκριμένα, ένας ενήλικας σε κάθε μια εκπνοή του απελευθερώνει στον ατμοσφαιρικό σέρα περίπου 30 ml διοξείδιο του άνθρακα. Αν λάβουμε υπόψη μας πως πραγματοποιεί 16 εισπνοές I εκπνοές ανά λεπτό, τότε μέσα οε μια ώρα επιβαρύνει τον ατμοσφαιρικό αέρα με 30 λίτρα C 02. Αν μέσα σε ένα χώρο με επιφάνεια 80 m2 και ύψος 3 m βρίσκονται δέκα άνθρωποι, η συγκέντρωση του C 02 θα φθάσει από τα 500 ppm στα ppm μέσα σε λιγότερο από μιάμιση ώρα Αν βάλουμε σαράντα ανθρώπους στον ίδιο χώρο (δεν υπάρχει ακόμα συνωστισμός!) η συγκέντρωση θα φθάσει στα 3000 ppm μέσα σε μια, μόλις, ώρα. Στην πράξη έχουν μετρηθεί συγκεντρώσεις ppm οε σχολικές αίθουσες λίγο μετά τη λήξη των μαθημάτων και ppm σε κινηματογραφικές αίθουσες. Ποιες είναι οι συνέπειες για την υγεία μας: Κάτω από κανονικές συνθήκες χαμηλής συγκέντρωσης το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι δηλητηριώδες. Στη Μ. Βρετανία η μεγίστη ανεκτή συγκέντρωση CO, σε κλειστούς χώρους όπου οι άνθρωποι εργάζονται σε οχτάωρη βάση είναι ppm ή 0,5 %. Επιτρεπτή είναι επίσης και η παρουσία ανθρώπων σε χώρους με συγκέντρωση ppm ή 15 % για σύντομα, όμως, χρονικά διαστήματα. Αν η συγκέντρωση του C 02 υπερβεί το 3%, οι άνθρωποι αρχίζουν να έχουν δυσκολία στην αναπνοή ενώ στο 5% εμφανίζουν συμπτώματα παράλυσης. Πάνω από 8 με 10% αποβαίνει θανατηφόρα. Εχουν παρατηρηθεί πολύ θάνατοι από διοξείδιο του άνθρακα σε φρεάτια, υπόγειες αποθήκες, σιλό (λόγω των φαινομένων της ζύμωσης), ορυχεία και συναφείς κλειστούς χώρους. Οπως συμβαίνει και με τα περισσότερό τοξικό αέρια, (όπως π.χ. το μονοξείδιο του άνθρακα που παράγεται συχνότερα στις πυρκαγιές) και το θειούχο υδρογόνο (παραγεται στους βόθρους και από τα φυτό που προορίζονται για βιομάζα), το C 02 κάθεται στα χαμηλότερα μέρη των κλειστών ή των ανοικτών χώρων θανατώνοντας όσους έχουν πέσει ήδη αναίσθητοι στο έδαφος. Το 1986 στο Καμερούν κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης, ξεπεταχτηκαν απο τη λίμνη Νιος 15 εκατομμύρια τόνοι CO,. Το αέριο διασκορπίστηκε στις δύο γειτονικές κοιλάδες σκοτώνοντας 1700 ανθρώπους και αμέτρητα ζώα. Αν και σε αυτήν την περίπτωση, ο ανσπνευσιμος και πλούσιος οε οξυγόνο αέρας εκτοπίστηκε καταφανώς από το C02, δεν είναι ανάγκη να γίνουν τα πράγματα τόσο άσχημα ώστε να έχουμε θανατηφόρα κρούσματα. Ακόμα και σε περιβάλλοντα με συγκέντρωση CO που μόλις ξεπερνάει το 2%. μπορούν να υπάρξουν προβλήματα αναπνοής. Αυτό συμβαίνει γιατί το C 0 2 διαλύεται μέσα στο αιμα κάνοντος το περισσότερο όξινο θυμηθείτε την ανεπαίσθητη όξινη γεύση του αεριούχου νερού, που είναι νερό με επιπλέον διαλυμένο CO,). Η αλλοίωση αυτή εξαοθενει την ικανότητα των μορίων της αιμογλοβίνης των ερυθρών αιμοσφαιρίων να συγκροτούν οξυνόνο. Τα δύο αυτό φαινόμενα προκαλουν μειωμένη κυκλοφορία οξυγόνου μέσα στο ανθρώπινο σώμα, ακόμα και αν η περιεκτικότητα του ατμοσφαιρικού σέρα στο πολύτιμο αυτό σέριο είναι η τυπική του 21%. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, ένα κερί δεν αποτελεί πάντα αξιόπιστο αισθητήρα. Αλλα και σε πιο μικρές συγκεντρώσεις είναι πιθανό να προκληθούν προβλήματα υγείας. Στα 800 ppm αυξάνεται η ευαισθησία της όσφρησης οδηγώντας σε μια καθαρά υποκειμενική αντίληψη άσχημου αέρα. Υπάρχουν φυσικά και πολλές άλλες ουσίες που μπορούν να υποβιβάσουν την ποιότητα του αναπνευσιμου αέρα, αλλά σίγουρα η συγκέντρωση του CO, αποτελεί το σημαντικότερο λόγο αλλοίωσής της. Ολοι μας έχουμε νοιώσει την ανάγκη για καθαρό αέρα όταν μπαίνουμε σε μια κλειστή αίθουσα γεμάτη με κοσμο. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως φαινόμενο αίθουσας συνεδριάσεων. Αντίθετα, αν βρισκόμαστε ηδη σε μια τέτοια αίθουσα, είναι πολύ πιθανό. κάτω από ορισμένες συνθήκες, να μην αντιληφθούμε την ολοένα αυξανόμενη συγκέντρωση του C 02. Τότε είναι που η κατασκευή μας θα δείξει την αξία της, όχι τόσο επειδή απεικονίζει διαρκώς την τρέχουσα τιμή της συγκέντρωσης, αλλα λόγω της ένδειξης αύξησης / μείωσης του παραπάνω μεγέθους. ί _ <7> υ u Γ, ο year otooj. is Τιμές συγκέντρωσης (κατ όγκο) C 0 2 και οι αυνέπειές τους Παγκόσμιος μέσος όρος (380 ppm) 0.07 Αστική περιοχή (ανοικτός χώρος) 0.08 Αύξηση ευαισθησίας της όσφρησης 0.14 Αστική περιοχή (κλειστός χώρος) 0.4 Μέγιστή τιμή σε αίθουσες διδασκαλίας 0.5 Μακροπρόθεσμη έκθεση σε χώρους εργασίας (5000 ppm) 2 Μικροπρόθεσμη έκθεση σε χώρους εργασίας 2.5 Τοξίνωση μέθη των δυτών 3 Αυξημένη δυσκολία στην αναπνοή Εκπνεόμενος αέρας 5 Ζαλάδα και απώλεια αισθήσεων 6-8 Ενδείξεις παράλυσης 8-10 Θανατηφόρα δόση Ελ ΕΚΤΟΡ 2/

11 Σχ. 7. Η τοποθέτηση των υλικών πάνω στην πλακέτα. Σχ. 8. Η μ ο ν ά δ α CDM4161 στερεώ νεται στην κάτω όψη της πλακέτας. Π ροσέξτε τους πλατιούς χαλκοδια δρ όμους που καταλήγουν σ τους ηλεκτρονόμους. 3. Η α κ ίδ α 4 δ εν μ ε τα φ έ ρ ε ι π λέον σ ή μ α τα σ φ ά λ μ α το ς, α λλά έ χ ε ι μ ετα τρ α π εί σ ε είσ ο δ ο σ υ νδ εό μ ενη (π ροαιρετικά) σ ε έν α π ιεσ τικό διακόπ τη α ν τίσ το ιχ ο με α υ τό ν τ η ς μ ο νά δ α ς CDM 4161 (το ά λλο ά κρ ο το υ δ ιακόπ τη κ α τα λ ή γ ε ι σ τα + 5 V). Τ ο ίδ ιο εύ κ ο λ α μ π ορεί να ο δ η γ η θ εί σ ε υψ ηλή σ τά θ μ η από έν α εξω τερ ικ ό κύκλω μα. 4. Μ ε δ ο σ μ ένο ό τι έ χ ε ι κ α τα ρ γ η θ ε ί η α κ ίδ α α ν ά δ ειξη ς το υ σ ή μ α το ς σ φ ά λμ α το ς, το ρ ό λο α υ τό το ν έ χ ε ι α να λά β ει ο σ υ νδυασ μ ό ς τω ν α κ ίδ ες 2 και 3. Σ υνα γ ερ μ ό, λοιπόν, έχ ο υ μ ε ό τα ν η 2 ο δ η γ ε ίτ α ι σ ε χα μ ηλή σ τάθμη (GND) κα ι η 3 σ ε υψ ηλή (Vcc). Έ τσ ι, σ υ ν δ έο ν τα ς ένα ν α ν εμ ισ τή ρ α σ τη ν α κ ίδ α 3, α υ τό ς θα συ- μ π ερ ιφ έρ ετα ι μ ε τ ο ίδ ιο α κρ ιβ ώ ς τρ ό π ο που θ α σ υ μ π ερ ιφ ερ ό τα ν σ την π ερίπ τω ση εντοπ ισ μού υ π ερ β ο λική ς σ υ γκέντρ ω σ η ς C Κ α τά τη φ ά σ η τω ν α ρχικώ ν ρ υ θ μ ίσ ε ων, η α κ ίδ α 2 (έ ξο δ ο ς σ ή μ α το ς α ν ά λ ο γ ο υ τ η ς σ υ γκέντρ ω σ η ς C έω ς 4,2 V) δ ια τη ρ ε ίτα ι σ τα 4,5 V α ν τί γ ια τ α 0,4 V που ξέρ α μ ε ω ς τώ ρα. 6. Δ εν υπ άρχουν π λέον βραχυκυκλω - τ ή ρ ε ς σ τη ν π λ α κ έτα το υ α ισ θ η τή ρ α, με α π ο τέλεσ μ α να υ π ο σ τη ρ ίζετα ι μόνο ένα κ α τώ φ λι σ ύ γ κ ρ ισ η ς ικανό να ενερ γο π ο ι ε ί τ η ν α κίδ α 3. Έ τσ ι λοιπ όν, η α κ ίδ α 3 μ ετα β α ίν ει από τη χα μ ηλή σ τάθμη σ την υψ ηλή ό τα ν η σ υ γκέντρ ω σ η το υ C 0 2 ξε- π ε ρ ά σ ε ιτ α ppm και από τη ν υψ η λή σ τη χα μ ηλή ό τα ν γ ίν ε ι μ ικ ρ ό τερ η τω ν 900 ppm. 7. Δ εν υπ άρχει κα νένα α π ολύτω ς LED πάνω σ τη π λα κέτα. Η πλακέτα της κατασκευής μας Το δ ιά γ ρ α μ μ α τη ς κ α τα σ κ ευ ή ς μα ς φ α ίν ετα ι σ το σχ. 6, ενώ σ το σχ. 7 φ α ί ν ετα ι το τυπ ω μένο που φ ιλ ο ξ ε ν ε ί τα ε ξ α ρ τή μ α τά τη ς. Σ το σ υ ν δ ετή ρ α Κ5 το π ο θ ε τε ίτα ι η π λα κέτα μ έ τρ η σ η ς C 0 2, ενώ σ το ν Κ4 μια τυ π ική α λ φ α ρ ιθ μ η τικ ή οθόνη LCD. Υ π άρχουν υπ οδοχές κα ι γ ια τ ις δύο π λ α κ έτες μ έτρ η σ η ς (CDM 4161, C D M 4161A). Η χρήση, όμω ς, τ η ς δ ε ύ τ ε ρ η ς π ρ ο ϋ π ο θ έτει μια μ ικρ ή τροπ ο π ο ίη ση. Έ τσ ι λοιπόν, αν κ ρ ιθ εί α π α ρ α ίτη τη η π α ρουσ ία το υ διακόπ τη εκκίνησ ης, αυτ ό ς θα π ρέπ ει να το π ο θ ετη θ εί σ τη θέση το υ τυ λ ίγ μ α το ς το υ Re2. Ε ννοείτα ι πως ο η λ εκτρ ο ν ό μ ο ς α φ α ιρ ε ίτα ι δ ια π αντός! Κ ατά τα ά λλα τ ο κύκλω μ α δ εν έ χ ε ι να ε π ιδ ε ίξει κα μ ία π ο λυ π λοκότητα ή δ υ σ κολία. Ο μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή ς A Ttiny26 (IC2) έ χ ε ι α να λά β ει τ ο (απ λούστατο) έ ρ γ ο τη ς 18 Ελ ΕΚΤΟΡ 2/2008

12 ανάγνω σ ης τ η ς α ν α λ ο γ ικ ή ς εξό δ ο υ τ η ς μ ο νά δ α ς μ έτρ η σ η ς (α κίδα 2 το υ Κ5) που σ τη σ υ νέχ εια α π εικονίζει σ την α λ φ α ρ ιθ μ η τική οθόνη τω ν δύο γραμμώ ν. Η πρώ τη γρ α μ μ ή δ είχ ν ει τη ν τρ έ χ ο υ σ α τιμ ή τ η ς σ υ γκέντρ ω σ η ς το υ C 0 2 μ ε α ρ ιθ μούς, α π εικονίζο ντα ς τα υ τό χ ρ ο ν α ένα θ ετικ ό (+ ) ή έν α α ρ νη τικό (-). Τ ο πρώ το σ ύμβολο υπ οδηλώ νει α υ ξη τικ ή τά σ η τ η ς σ υ γκέντρ ω σ η ς, ενώ τ ο δ εύ τερ ο τη ν α κρ ιβ ώ ς α ν τίθ ετη. Η επ όμενη γρ α μ μ ή είν α ι α φ ιερ ω μ ένη σ την εμ φ ά νισ η μ ια ς ο ρ ιζό ν τια ς ράβδου μ ετα β λ η το ύ μήκους, η οπ οία α ναπ α ρισ τά μ ε α να λογικό τ ρ ό πο τη ν τρ έ χ ο υ σ α τιμ ή τ η ς σ υ γκέντρ ω σης. Το α ρ ισ τερ ό μ έρ ο ς τ η ς δ εύ τερ η ς γ ρ α μ μ ή ς α ν τισ το ιχ εί σ τα 0 ppm, ενώ τ ο δ εξιό σ τα ppm. Η ρυθμισ τική α ντίσ τα σ η Ρ1 χ ρ η σ ιμ εύ ει γ ια τη ρύθμισ η τ η ς ο π τικής α ν τίθ εσ η ς τω ν χαρακτή ρ ω ν πάνω σ την οθόνη. Για τ ις α ν ά γ κ ες τ ρ ο φ ο δ ο σ ία ς τ η ς κα τα σ κευ ή ς, α λλά και τη ς μ ο νά δ α ς μ έτρ η σ η ς, φ ρ ο ν τίζει ο σ τα θ ε ρ ο π ο ιη τή ς 7805 (IC1). Α ν α δ εικ ν ύ ει + 5 V δ εχ ό μ εν ο ς σ τη ν είσ ο δ ό το υ σ υνεχή τά σ η από + 8 έω ς V (σ υ νδετή ρ α ς Κ3). Το μ έγισ το ρ εύ μ α που α π α ιτεί η κα τα σ κ ε υ ή είν α ι ίσο μ ε 150 ma. Ε κτό ς από τη ν απλή μ έτρ η σ η τη ς σ υ γκέντρ ω σ η ς το υ C 0 2, η κα τα σ κευ ή επ ιτρ έπ ει τ η ν ενερ γοπ ο ίη σ η το υ η λ ε κτρ ο νό μ ο υ Re1 κάτω από το ν έλεγχο τ η ς α κ ίδ α ς 3 το υ σ υ ν δ ετή ρ α Κ5. Μ ε τη β ο ή θ ειά το υ τίθ ε τα ι σ ε λ ε ιτο υ ρ γ ία το σ ύ σ τη μ α εξα ερ ισ μ ο ύ που έχ ο υ μ ε ήδη α ν α φ έρ ει σ ε π ρ ο η γ ο ύ μ εν ες π α ρ α γρ ά φ ο υ ς. Ο (π ρ ο α ιρ ετικά το π ο θ ετο ύ μ ενο ς) δ ε ύ τερ ο ς η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς Re2 ελ έ γ χ ε τα ι από τη ν α κ ίδ α 4 το υ ίδιου σ υνδ ετή ρ α. Το τύ λ ιγ μ α το υ δ ιε γ ε ίρ ε τα ι σ την π ερ ί πτω ση που εντο π ισ τεί κάποιο σ φ άλμα, ενερ γο π ο ιώ ντα ς μέσω τ η ς επ α φ ή ς το υ ένα ν η χ η τικό σ υ να γερ μ ό ή ένα εφ εδ ρ ικ ό εξα ε ρ ισ τή ρ α. Ό π ω ς ή δ η α ν α φ έρ α μ ε, ο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς α υ τό ς το π ο θ ετείτα ι μόνο σ τη ν π ερίπ τω ση που χ ρ η σ ιμ ο π ο ιείτα ι η π α λα ιό τερ η μονάδα, α φ ο ύ σ την νεώ τε- ρη η α κ ίδ α α υ τή σ υ μ π ερ ιφ έρ ετα ι ω ς ε ί σ ο δ ο ς σ ή μ α το ς εκκίνησης. Ο ι η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ι που σ ημειώ νοντα ι σ τον κα τά λο γο υλικώ ν μπ ορούν να σηκώ σ ουν έω ς κα ι 10 Α σ τα 230 V. Προγραμματισμός και χρήση Η σ υνα ρ μ ο λό γη σ η τ η ς π λ α κ έτα ς είν α ι πολύ απλή, ειδ ικ ά αν χρησιμ ο π ο ιή σ ετε α υ τή ν που δ ια θ έτο υ μ ε από τ α γ ρ α φ ε ία το υ π ερ ιο δ ικού μας (σχ. 7). Ο μ ικρ ο ελε- γ κ τή ς δ ια τίθ ε τα ι και α υ τό ς από τ α γ ρ α φ εία μας, π ρ ο γ ρ α μ μ α τισ μ έν ο ς κα ι έ τ ο ι μ ο ς γ ια χρήση. Ε ναλλα κτικά μ π ο ρ είτε να το ν γ ε μ ίσ ε τ ε ε σ ε ίς α ξιο π ο ιώ ντα ς το δ ια θ έσ ιμ ο π ηγα ίο ή δ εκα εξα δ ικ ό κώ δικα τ η ς εφ α ρ μ ο γ ή ς. Τ α δύο παραπάνω α ρ χεία, που μ π ο ρ είτε να κ α τεβ ά σ ε τε από τ ο δ ικ τυ α κ ό τόπ ο το υ Ε λέκτο ρ, π ερ ιλα μ βάνουν επ ίσ ης π λ η ρ ο φ ο ρ ίες γ ια τ α ψ η φ ία - α σ φ ά λ ειε ς το υ μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή, που π ρέπ ει κα ι α υ τά να π ρ ο γρ α μ μ α τισ το ύ ν σω στά. Σ ε οπ οιαδήπ οτε περίπ τω ση, ο A Ttiny26 το π ο θ ε τε ίτα ι πάνω σ ε μια βάση, έ τ σ ι ώ σ τε να μ π ορεί εύ κ ο λ α να α φ α ιρ ε θ ε ί και να επ α να το π ο θ ετη θ εί αν υπ ά ρ ξει λ ό γ ο ς (π.χ. σ ε ενδ εχ ό μ εν ο επανα -π ρ ογρ α μ μ α τισ μ ό). Ο σ υ ν δ ετή ρ α ς Κ6 μ ε τα φ έ ρ ε ι τ α σ ή μ α τα το υ δ ια ύ λ ο υ ISP μέσω τω ν οποίω ν μ π ορεί να π ρ ο γρ α μ μ α τισ τε ί πάνω σ την π λα κέτα. Φ υσικά, θα χ ρ ε ια σ τε ί μια σ υσ κευ ή τύ π ου ISP, όπως π.χ. είν α ι ο Π ρ ο γ ρ α μ μ α τισ τή ς U S B που δ η μ ο σ ιεύ τη κ ε σ το τε ύ χ ο ς το υ Ν ο εμ β ρ ί ου Π ρ ο το ύ το π ο θ ετή σ ετε πάνω σ τη ν πλακ έτα τη μ ο νά δ α μ έ τρ η σ η ς κα ι τη ν οθόνη LCD, επ ιβ εβ α ιώ σ τε πω ς ό λα τ α ε ξ α ρ τή μ α τα έχ ο υ ν το π ο θ ετη θ εί σ τις σ ω σ τές θ έσ εις και ό τι δ εν υπ άρχουν ψ υ χρές κολλήσ εις. Σ τη σ υ νέχ εια σ υ ν δ έσ τε σ την υπ οδοχή Κ3 τη ν έ ξ ο δ ο εν ό ς τρ ο φ ο δ ο τικού π ρίζα ς με τά σ η εξό δ ο υ + 8 έω ς V και ικ α ν ό τη τα π α ρ ο χής το υ λ ά χ ισ το ν 150 ma. Ε π α ληθεύ σ ετε ό τι το LED D2 είν α ι δ ια ρ κώ ς α να μ μ ένο και μ ε τρ ή σ τε με έν α π ο λύ μ ετρ ο τ ις α κ ίδ ες 5 κα ι 15 το υ IC1. Θ α π ρέπ ει να β ρ είτε τά σ η + 5 V. Την ίδ ια τά σ η θα π ρέπ ει να μ ε τρ ή σ ε τε κα ι σ τις α κ ίδ ες 11 το υ Κ7, 2 το υ Κ8 και 2 το υ Κ6. Αν ό λ ε ς ο ι παραπάνω μ ε τρ ή σ εις δώ σ ουν τ α α να μ ενόμενα α π ο τελ έ σ ματα, α π ο σ υ νδέσ τε τ ο τρ ο φ ο δ ο τικ ό, κα ι το π ο θ ετή σ τε το μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή (IC2), τη ν οθόνη LCD και τη μονά δα μέτρ η σ η ς C 0 2. Κ ά ντε ένα ν α κ ό μ α οπ τικό έλεγχο και επ α να -σ υνδ έσ τε τ ο τρ ο φ ο δ ο τικ ό. Το LED τ η ς μ ο νά δ α ς μ έ τρ η σ η ς θα π ρέπ ει να αναβοσ βήνει, ενώ σ την οθόνη LCD θα πρέπ ει να β λέπ ετε ένδ ειξη σ υγκέντρ ω σ η ς 0,04%. Αν η οθόνη φ α ίν ετα ι σ κοτεινή, ρ υ θ μ ίσ τε τ η ν Ρ1 έω ς ότο υ κατ α φ έ ρ ε τ ε να δ ια β ά σ ε τε ευ κρ ινώ ς το υ ς α π εικονιζό μ ενους χ α ρ α κ τή ρ ες. Αν τώ ρ α π ιέσ ετε τ ο διακόπ τη εκκίνη σ η ς τη ς μ ο νά δ α ς μ έτρ η σ η ς, θ α διαπ ι σ τώ σ ετε ό τι τ ο π ράσινο LED π α ύ ει να α ναβοσ βήνει, μ ένο ντα ς σ υνεχώ ς α ναμμένο. Την ίδ ια σ τιγμ ή θα π α ρ α τη ρ ή σ ετε μ ετα β ο λ ές σ τις τιμ έ ς τ η ς σ υ γκέντρ ω σ η ς τ η ς ο θ ό νης LCD. Δ ο κ ιμ ά σ τε να εκπ νεύσ ε τε μπ ροστά από το ν α ισ θ η τή ρ α γ ια να επ ιβ εβ α ιώ σ ετε τ η ν α π ότομη α ύξη σ η τη ς έ ν δ ε ιξ ή ς το υ, που ο φ ε ίλ ε τα ι σ τη ν υψ ηλή π ε ρ ιε κ τικ ό τη τα το υ εκπ νεόμενόυ α έρ α σ ε δ ιο ξε ίδ ιο το υ ά νθρ ακος. Αν μ έχ ρ ι εδώ π ήγα ν ό λ α καλά, μπ ορείτ ε να το π ο θ ετή σ ετε τη ν κα τα σ κ ευ ή σ ε ένα ν εξω τερ ικ ό ε υ ά ε ρ ο χώ ρο κα ι να τη ν α φ ή σ ε τε να α υ το ρ υ θ μ ισ τε ί γ ια τ ις επ ό μ ενες δύο ώ ρες! Μ όλις π α ρ έλ θ ει α υ τό τ ο δ ιά σ τημα, θ α είν α ι έτο ιμ η γ ια χρήση. ( ) Δ ικ τυ α κ ο ί σ ύνδεσ μοι h ttp : llw w w. fig a r o. c o.jp /e n lm a k e _ h t m l/ ite m _ 2 _ s e n _ h tm l (τεχνικά εγχειρίδια) h ttp ://w w w.s e n s o r s a n d tr a n s m itte rs.c o m (δια νομέα ς τη ς Figaro σ τη Μ. Β ρ ετανία) Κατάλογος υλικών Α ν τισ τά σ εις : R1.R3 = 10ΚΩ R2 = 1ΚΩ R4 = 47ΚΩ Ρ1 = 10ΚΩ ρυθμισ τική Π υκνω τές: C 1.C 2 = 10pF 25V κ α τα κ ό ρ υ φ ο ς C 3.C 4.C 5.C 7 = 100nF C 6 = 10pF 25V κ α τα κ ό ρ υ φ ο ς Η μιαγω γοί: D1,D3,D4 = 1Ν4001 D2 = LED χαμηλο ύ ρ εύ μ α το ς Τ1 = BC547B IC1 = 7805 IC2 = A Ttiny26-16P C π ρ ο γ ρ α μ μ α τισ μένος, κωδικός: Πηνίο: L1 = 10μΗ Δ ιά φ ο ρ α : Re1,Re2 = η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς SPDT, με τύ λιγμ α 5 V και επαφή V /1 0 A AC π.χ.. JW 1FSN-5V τη ς Panasonic Ο θ ό ν η LCD, 2x16 χα ρ α κτή ρ ω ν π.χ.. D isp la yte ch 162 Μ ο ν ά δ α μέτρ η σ η ς C 0 2 CDM4161 ή C D M 4161A τη ς Figaro ίβλ. κείμενο) Πλακέτα, κω δικός: Κιτ, κω δικός: (όλα τα ε ξ α ρ τήματα, πλακέτα, π ρ ο γρ α μ μ α τισ μ ένο ς μ ικροελεγκτής και μ ο ν ά δ α μέτρησ ης C C 2 ) Ε λ ε κ τ ο ρ 2/20oa 19

13 Διακόπτης...αντι-αναμονής Δουλεύει και με τηλεχειριστήρια Από τον καθηγητή Thomas Scherer Σήμερα όλες οι οικιακές συσκευές ψυχαγωγίας κατασκευάζονται με κριτήριο την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης τους. Τι γίνεται όμως με τις (όχι και τόσο) παλιές που εξακολουθούν να καταβροχθίζουν ηλεκτρικό ρεύμα; Η συσκευή που παρουσιάζουμε σήμερα μας επιτρέπει να μειώσουμε το λογαριασμό της ΔΕΗ, σώζοντας ταυτόχρονα τον πλανήτη μας από το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Αν ό ι απ ανταχού ο ικ ο λ ο γ ικ ές ο ρ γα νώ σ εις είχ α ν τ α μέσα, τ ό τ ε ό λ ες ο ι ο ικ ια κ ές σ υ σ κ ευ ές που, α ν τί να σ βήνουν τελείω ς, π ερ νούν απλώ ς σ ε κα τά σ τα σ η α να μ ο νής, θα είχ α ν α π α γ ο ρ ευτεί! Αν φ υσ ικά, γ ιν ό τα ν κ ά τι τέ τ ο ιο είν α ι εξίσ ο υ βέβ α ιο πω ς ο ι απ ανταχού φ α ν α τικ ο ί τ η ς π ολυθ ρ ό να ς κα ι τ η ς β ό λ εψ η ς θα σήκω ναν τ α λ ά β α ρ α τ η ς επ ανά σ τασ ης. Α ς αποφ ύ γ ο υ μ ε, όμω ς, να υ ιο θ ετή σ ο υ μ ε τη ν σ τά σ η το υ ς και α ς π ροσπ αθήσουμε να σ υ νειδ η το π ο ιή σ ο υ μ ε πως υπ άρχουν πολύ πιο σ ο β α ρ ά σ το ν κόσ μο απ ό τι η υ π ο τιθ έμ ενη ξεκ ο ύ ρ α σ η μπ ροστά από μια τη λ ε ό ρ α σ η ή η π α θητική α κρ ό α σ η εν ό ς μουσικού θ έμ α το ς. Η α νά γκη γ ια μείω ση τ η ς κ α τα ν α λ ισ κ ό μ εν η ς ε ν έ ρ γ ε ι α ς σ ε π α γκόσμιο επ ίπ εδο είν α ι π λέον επ ιτα κτική. Α κόμα και α ν τ ο π ρ α γμ α τικό σ β ή σ ιμ ο τω ν ο ικια κώ ν σ υσ κευ ώ ν θ εσ μ ο θ ε τη θ εί μέσω κάποιου νόμου, τ ο ερ ώ τη μ α θα εξα κ ο λ ο υ θ ή σ ει να π α ρ α μ ένει: θ α μπορ έσ ει το π λατύ κοινό να α π α ρ νη θ εί τ α τη λ ε χ ε ιρ ισ τή ρ ια που είν α ι υπ εύθυνα γ ια τ ις ρ ε υ μ α το β ό ρ ε ς κ α τα σ τά σ ε ις ανα μ ονής τω ν σ υσκευώ ν; Η (υπ οτιθέμενη) απ άντηση, είν α ι λ ίγ ο α π ο γο η τευ τική : θα ή τα ν ίσω ς πιο εύ κ ο λ ο να π αγώ σ ει η... κόλασ η, π α ρά κ ά τι να γ ίν ε ι κ ά τι τ έ το ιο! Σπατάλη... Δ υσ τυ χώ ς, ο ι π ε ρ ισ σ ό τερ ε ς ο ικ ια κ ές σ υ σ κ ευ ές ψ υ χαγω γία ς δ εν τα πάνε τό σ ο κα λά με τη ν εξο ικονό μ η σ η εν έ ρ γ εια ς. Τ ο υ λά χ ισ το ν όσ ο θα μπ ορούσ αν να τ α πάνε. Θ α ή τα ν π.χ. πολύ εύ κ ο λ ο σ το υ ς φ θ η ν ο ύ ς δ ο ρ υ φ ο ρ ικ ο ύ ς δ έ κ τες να τίθ ε ν τα ι π λήρω ς ε κ τό ς λ ειτο υ ρ γ ία ς, ενσ ω μ α τώ νοντα ς μ ια επ ιπ λέον β α θμίδα που θα έσ β η νε τε λ ε ίω ς τ ο τρ ο φ ο δ ο τικ ό π ρ ίζα ς που τ ο υ ς τρ ο φ ο δ ο τε ί. Δ εν είν α ι όμω ς μόνο α υ το ί. Π ο λλο ί πιο... ρ ευ μ α τ ο β ό ρ ε ς σ υ σ κ ευ ές π α ρ α μ ένουν σ υ ν ε χώ ς σ ε λ ε ιτο υ ρ γ ία α κόμ α κα ι σ την κα τά σ τα σ η α ναμονής, σ β ή νοντα ς απλώ ς γ ια λ ό γ ο υ ς κα λα ισ θ η σ ία ς τ α εν δ εικ τικ ά τ η ς π ρόσοψ ης το υ ς! Μ π ο ρ είτε να επ ιβ εβ α ι ώ σ ετε τη ν...π ονηριά τω ν σ χεδια σ τώ ν το υ ς, α κουμπ ώ ντας απλώ ς τ ο καπ άκι το υ ς. Ε ίναι το ίδ ιο ζεσ τό σ τη ν αναμονή όσ ο κα ι σ τη ν κανονική λ ειτο υ ρ γ ία. Κ αθόλου π α ρ ά ξενο αν σ υ νειδ η το π ο ιή σ ο υ μ ε πω ς κα ι σ τις δ ύ ο π ερ ιπ τώ σ εις τρ α β ο ύ ν σ χ εδ ό ν τ ο ίδ ιο ρ εύμα. Σ ε α νά λ ο γ α σ υ μ π εράσ ματα θα κ α τα λ ή γ α μ ε αν, αγνοώ ν τα ς τ ις ε ν ε ρ γ έ ς τιμ έ ς κα ι τη δ ια φ ο ρ ά φ ά σ ης, μ ετρ ο ύ σ α μ ε τ ο α π ο ρ ρ ο φ ο ύ μ ενο ρ εύ μ α κα ι σ τις δύο π εριπ τώ σεις. Δ εν είν α ι όμω ς μόνο τ α φ θηνά και εντυπ ω σ ιακά π ρ οϊόντα τ η ς Άπω Α ν α το λ ή ς που υ π ο φ έρ ο υ ν από υ π ερ β ο λικές κα τα να λώ σ εις. Υ π άρχουν π ο λλές τ η λ ε ο ρ ά σ εις, ονομαστώ ν κα ι καταξιω μ ένω ν ετα ιρ ιώ ν, που κ α τα τά σ σ ο ν τα ι σ την ίδ ια κ α τη γ ο ρ ία μ ε τ α α ν α το λίτικα. Αν δ ια θ έ τ ε τ ε μια τ έ τ ο ια θα δια π ισ τώ σ ετε ιδ ίο ις όμμασι πως α π ο ρ ρ ο φ ά α ρ κ ετά W att α κόμ α και ό τα ν είν α ι σ ε (φ α ινομενική) άπνοια! Α κόμα κα ι αν ο κ α τα σ κ ευ α σ τή ς α π οσ ύρει τ ο σ υ γ κ εκ ρ ιμ έν ο μ οντέλο, κα νείς δ εν μ π ορεί να μας ε γ γ υ η θ ε ί ό τι α υ τό που θα τ ο δ ια δ ε χ θ ε ί κα ι σ ίγο υ ρ α θα π ο υ λ η θ εί σ ε ό λον το ν κόσμο, θα είν α ι λ ιγ ό τε ρ ο α π α ιτη τικό σ ε ρεύμα. Τ ο ίδιο π ρ ο β λ η μ α τικ ο ί α π ο δ εικνύ ο ντα ι κα ι ο ι σ ύ γχρονοι υ π ο λ ο γ ισ τές μ ε τ α π ε ρ ιφ ε ρ εια κ ά το υ ς. Σ το χ εύ ο ν τα ς σ ε ό λ ο και πιο υψ ηλή τε χ ν ο λ ο γ ία και...εξυ π η ρ έτη ση τω ν χρησ τώ ν το υ ς, χτυπ ούν α λύπ ητα τη ν ο ικολογία. Ο ι π ερ ισ σ ό τερ ο ι, μάλι- 20 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

14 στα, από α υ το ύ ς σ τερ ο ύ ν τα ι το υ τυ π ι κού διακόπ τη ΟΝ - OFF που θ α το υ ς επ έτρ επ ε να α π ο σ υνδ έο ντα ι π λήρω ς από τ ο η λ εκ τρ ικ ό δ ίκτυ ο. Α ντί γ ι α υ τό ν ενσ ω ματώ νουν ένα κύκλω μ α α να μ ο νή ς σ το οπ οίο δ εν μπ ορεί μ ε τίπ ο τα να επ έμβ ει ο χ ρ ή σ τη ς. Ο ι δ ια κ ό π τες που έχουν σ τη ν πρόσοψ ή το υ ς κόβουν απλώ ς τη χα μ ηλή τά σ η, α φ ή ν ο ν τα ς ό λα τ α υπόλοιπ α κυ κλώ μ α τα να κα τα β ρ ο χ θ ίζο υ ν ρ εύ μ α α κόμ α κα ι ό τα ν ο υπ ο λο γισ τή ς μ ένει α δρανής. Μ ε τ ο υ ς φ ο ρ η το ύ ς τα π ρ ά γ μ α τα είν α ι α κόμ α χ ειρ ό τερ α. Τα εξω τερ ικ ά τρ ο φ ο δ ο τικ ά το υ ς δ εν δ ια θ έτο υ ν κα νένα ν α π ολύτω ς διακόπ τη. Αν δ εν τ α β γ ά λ ε τε ε σ ε ίς από τη ν π ρίζα, θα ζεσ τα ίν ο ν τα ι κα ι θα κα τα να λώ νουν ρ εύ μα σ ε μόνιμη βάση....και εξοικονόμηση Σ την επ οχή μας, ο ι π ιέσ εις γ ια ό λο και πιο φ θ η νά π ρ ο ϊό ντα σ ε σ υνδυασ μ ό με τη ν έλ λ ειψ η π ερ ιβ α λ λ ο ν το λ ο γ ικ ή ς ευ α ι σ θ η σ ία ς τω ν καταναλω τώ ν, έχουν μ ετα τρ έ ψ ε ι τ ο χώ ρο τ η ς ο ικ ο λ ο γ ία ς σ ε ένα ενοχλη τικ ό α γ κ ά θ ι γ ια τ ο υ ς π ολιτικο ύς. Η ε ξ α γ γ ε λ ία μ ια ς α νακοίνω σ ης που θα υπ οχρεώ νει τ ο υ ς κ α τα σ κ ευ α σ τέ ς να ελα χ ισ το π ο ιή σ ο υ ν ή κα ι να μηδενίσ ουν τη ν κα τανά λω σ η τω ν π ροϊόντω ν το υ ς, σ ίγ ο υ ρ α δ εν φ έ ρ ν ε ι... ψ ήφ ους, τ η σ τιγμή μ ά λισ τα, που ο ι ίδ ιο ι ο ι π ο λ ίτες δεν φ α ί ν ο ν τα ι π ρ όθυμοι να γ ίν ο υ ν π ερ ισ σ ό τερ ο...οικονόμοι. Π α ρ ό λα α υτά, ο ι σ υ ν εχ είς α υ ξή σ ε ις το υ κό σ το υ ς τ η ς η λ εκτρ ικ ή ς ε ν έ ρ γ ε ια ς που τε ίν ο υ ν να ξεπ ερ ά σ ουν κ ά θ ε όριο, σ ύντο μ α θ α το υ ς υπ οχρεώ σ ουν ν α δουν τ α π ράγμ α τα με ά λλο μάτι, εξοικονομ ώ ντα ς π ερισ σ ότερη ενέρ γεια. Και, σ ίγουρα, η ενέρ γ εια που σ π αταλούν οι σ υ σ κευ ές ψ υχαγω γίας σ την κα τά σ τα ση αναμονής, είν α ι μια μορφ ή ενέρ γ εια ς που μπ ορούν να...τιθασεύσ ουν. Από τη σ τιγμ ή που θα νοιώ σουν το π ο ρ το φ ό λ ι το υ ς να...α δειάζει, είν α ι βέβαιο πως θ α τ ο κάνουν! Θ α υπ άρξουν βέβαια, και α ρ κ ετο ί δύσπ ιστοι που θα βγάλουν τη ν ουρ ά το υ ς απέξω, ισ χυριζόμενοι πω ς δ εν μπ ορούν να κάνουν τίπ ο τα ή, πως η πράσ ινη λογική είνα ι ένα ακόμα π υροτέχνημα τη ς σ ύγχρονης κοινω νίας. Η επιμονή το υ ς μάλιστα, ίσω ς κ α τα φ έρ ει να π είσ ει και κάπ οιους από εμ ά ς πως έχουν δίκιο! Α υτό όμω ς είν α ι π έρα γ ια π έρα ψέμα. Υπάρχουν α ρ κ ετο ί τρόπ οι που βασίζον τα ι σ ε ευ φ υ ή η λεκτρ ο νικά κυκλώ ματα, ικανοί να κάνουν πράξη τη ν εξοικονόμ η ση ενέρ γ εια ς χω ρίς να χ ρ εια σ τε ί να γ υ ρ ί σ ουμε στη...λίθινη Εποχή. Σ ε ό τι α φ ο ρ ά το υ ς υ π ολογισ τές και τα Σχ. 1, Το διά γρ α μμα βαβμίδω ν του Διακόπτη α ντί-α ναμονής. π ερ ιφ ερ εια κ ά το υ ς, τ ο να π εριμ ένουμε πολύ π ιθανό ό χ ι μόνο να μην έχ ο υ μ ε από το υ ς α γ ο ρ α σ τές να κοιτά ξο υ ν πρώ τα ο ικο νο μ ία ρ εύ μ α το ς, α λλά μ εγα λ ύ τερ η από όλα τ α ο ικο λο γικά χ α ρ α κτη ρ ισ τικά κα τανά λω σ η α φ ο ύ ο ι σ υ σ κ ευ ές θα μ έ τω ν συσκευώ ν, ίσω ς είν α ι υπερβολικό. νο υ ν σ ε λ ε ιτο υ ρ γ ία γ ια π ερ ισ σ ό τερ ο απ Υ π άρχει όμω ς κα ι εδώ μια απλή λύση ό τι θ α έπ ρεπ ε (ας ό ψ ετα ι η β α ρ ιεσ τιμ ά - που α φ ο ρ ά σ τη χρήσ η εν ό ς ευ φ υ ο ύ ς ρα!). Ε ιδικά γ ια τ ο υ ς β α ρ ιεσ τη μ έν ο υ ς ή π ολύπ ριζου. Το ε ξ ά ρ τη μ α α υ τό κα τα το υ ς ξ ε χ α σ ιά ρ η δ ε ς υπ άρχουν ειδ ικ ο ί εν φ έ ρ ν ε ι να δ ια κ ό π τει α υ τό μ α τα τη ν παροχή δ ιά μ εσ ο ι ε υ φ υ ε ίς δ ια κ ό π τες (S tandby όλω ν τω ν επ ιμ έρ ο υ ς μονάδω ν Sw itch, S tandby Saver κλπ) που π α ρα μ ό λις κ λ είν ο υ μ ε τη ν κεντρ ική μονάδα. κο λο υ θ ο ύ ν τη ν έντα σ η το υ ρ εύ μ α το ς Αν, π α ρόλη τ η ν α π λό τη τά το υ, η χρήση τω ν η λ εκ τρ ικ ώ ν συσκευώ ν, κ ό β ο ν τα ς τ ε μ ια ς τέ τ ο ια ς σ υ σ κ ευ ές φ α ίν ετα ι π ολύπ λ είω ς τη ν π αροχή μ ό λις α ν τιλ η φ θ ο ύ ν ό τι λοκη, υπ άρχει κα ι η λύση το υ απλού α υ τέ ς έχ ο υ ν π ε ρ ά σ ει σ τη ν κα τά σ τα σ η π ολύπ ριζου μ ε ενσ ω ματω μένο διακόπ τη αναμονής. Τα παραπάνω...κα τα σ κευά ON-O FF. Κ λείνο ντα ς τ ο δ ιακόπ τη ό τα ν σ μ α τα μ η δ ενίζο υ ν τε λ ε ίω ς τ α ρ εύ μ α τα τε λ ειώ ν ο υ μ ε τ η δ ο υ λ ειά μ α ς μ ε το ν υπολ α ναμονής τω ν συσκευώ ν, κ ά νοντα ς το ο γ ισ τή, μ η δ ενίζο υ μ ε τη ν κα τανά λω σ ή ίδ ιο κα ι μ ε τη ν κα τανά λω σ ή το υ ς. Έ χ ο υ ν το υ. Τ έλος, γ ια ό λ ο υ ς εκ ε ίν ο υ ς που δ εν όμω ς έν α σ ο β α ρ ό μ ειο ν έκ τη μ α : α δ υ να τ ο υ ς α ρ έ σ ε ι να χ ώ νοντα ι κάτω από το το ύ ν να επ α νέλθουν σ ε ε το ιμ ό τη τα ό τα ν γ ρ α φ ε ίο τ ο υ ς και ο ύ τε θέλ ο υ ν να έχουν π ιέσ ο υ μ ε ένα από τ α π λή κτρ α το υ τ η λ ε κα λώ δ ια μ έσ σ τα π όδια τ ο υ ς υπ άρχει η χ ειρ ισ τη ρ ίο υ μας. Για να ξεπ ερ ά σ ο υ μ ε λύ σ η τ η ς σ υ σ κευ ή ς διακοπ ής π α ροχής α υ τό τ ο π ρόβλημ α θ α π ρέπ ει να ανα τρ ο φ ο δ ο σ ία ς που α κ ο ύ ε ι σ ε έν α απλό ζ η τή σ ο υ μ ε το υ ς η μ ι- ε υ φ υ ε ίς α υ το ύ ς τη λ ε χ ε ιρ ισ τή ρ ιο υπ ερύθρω ν (IR). δ ια κ ό π τες και να π ιέσ ο υ μ ε τ ο σ χ ετικό Ο ι λ ύ σ ε ις που β α σ ίζο ντα ι σ ε ένα απλό διακόπ τη πάνω σ το κ ο υ τί το υ ς. Μ όνο π ολύπ ριζο μ ε διακόπ τη φ α ίν ο ν τα ι να μη έτσ ι θα κ α τα φ έρ ο υ μ ε να α π ο κα τα σ τή δ ο υ λ εύ ο υ ν κα λά μ ε τ ις σ υ σ κ ευ ές ψ υχαγ σ ο υ μ ε τ η ν κ ο μ μ ένη π αροχή. Μ ε α υ τή ω γία ς. Από τη σ τιγ μ ή που η ψ υ χολο γία τη ν κίνηση όμω ς, χ ά ν ε τα ι όλη η μ α γ εία το υ...α ναπ αυόμενου τη λ ε θ ε α τή π ροσδ τ η ς...ά νεσ η ς κα ι τ η ς...τεμπ ελιά ς. ιο ρ ίζ ε τα ι από τη λ έξη ά ν εσ η, είν α ι Αν, τε λ ικ ά, σ υμ φ ω νήσ ο υ μ ε πω ς χ ρ ε ι πολύ να τ ο υ ζη τή σ ο υ μ ε να σ η κω θ εί από α ζό μ α σ τε ένα ν κ α θ α ρ ά η λ εκ τρ ο ν ικ ό τη π ο λυ θ ρ ό να τ ο υ π ρ ο κειμ ένου να α νοίξ δια κό π τη εξο ικ ο ν ό μ η σ η ς εν έ ρ γ εια ς, ε ι ή να κ λ είσ ει τ ο ν π α λ ιο μ ο δ ίτικ ο μηχα θα π ρέπ ει να σ χ εδ ιά σ ο υ μ ε ένα ε υ φ υ έ ς νικό διακόπ τη. Ο α π ρ ο τιμ ο ύ σ ε σ ίγ ο υ ρ α σ ύ σ τη μ α ικανό να θ έ τ ε ι σ ε λ ε ιτο υ ρ γ ία να τ ο κ ά ν ει μέσω το υ τη λ ε χ ε ιρ ισ τή ρ ιο υ τη ν τη λ ε ό ρ α σ ή ή τ ο σ τερ εο φ ω ν ικ ό μας το υ κουνώ ντα ς μόνο τ ο δ α κ τυ λ ά κ ι το υ. μ ό λις π ιέσ ο υ μ ε τ ο π λήκτρ ο O N -O FF (ή Κάτω από α υ τέ ς τ ις σ υνθ ή κες, είν α ι ο π οιοδήπ οτε άλλο) το υ τη λ ε χ ε ιρ ισ τη ρ ί- Ε Λ Ε Κ Τ Ο Ρ 2 /

15 Σχ. 2. Το κύκλωμα της κατασκευής περιλαμβάνει δύο σταθεροπ οιητές τάσης, τρία ο λ ο κληρωμένα των 8 ακίδων και ένα δισταθή ηλεκτρονόμο. ου μας. Θ α τρ ο φ ο δ ο τε ί δ η λα δ ή τ η συσ κευ ή μ α ς τη ν ίδ ια σ τιγ μ ή που επ ιδιώ κο υμ ε να τ η θ έσ ο υ μ ε σ ε λ ειτο υ ρ γ ία. Μ ε έν α τ έ τ ο ιο κύκλω μ α μπ ορούμε ά ν ετα να π α ν τρ έψ ο υ μ ε τη ν ά νεσ η και τη ν ο ικ ο λ ο γ ία α φ ή νο ντα ς, τα υ τό χ ρ ο ν α, α ρ κ ετά π ερ ιθ ώ ρ ια σ τη ν τσ έπ η μ α ς γ ια να...γεμ ίσ ει! Τη δ ο υ λ ειά α υ τή κά νει η σ υσ κευ ή που π α ρ ο υ σ ιά ζο υ μ ε σ τις επ ό μ ενες παρ α γ ρ ά φ ο υ ς. Ο Διακόπτης αντι-α να μονής Μ ετά από ό λ α ό σ α είπ α με παραπάνω, θα έ χ ε τε ή δη κ α τα λ ά β ει πω ς ο π ρ ο τει- ν ό μ εν ό ς Δ ια κ ό π τη ς Α ντι-α να μ ο νής είν α ι έν α κύκλω μα που π α ρ α μ ένει σ υ νεχώ ς σ ε λ ειτο υ ρ γ ία! Η δ ια φ ο ρ ά το υ από εκ ε ίν α τω ν ελεγχόμενω ν σ υσ κευώ ν εν το π ίζετα ι σ το ό τι δ εν β ρ ίσ κ ετα ι μέσ α σ ε α υ τέ ς, α λλά έξω! Δ εν ε ίν α ι όμω ς α υ τή η μονα δική ή, αν θ έ λ ε τε η σ η μ α ν τικ ό τερ η δ ια φ ο ρ ά το υ. Το ρ εύ μ α α να μ ο νής τ ο υ είν α ι π άρα πολύ μικρό. Και επ ιπ λέον, ξυ π νά ει σ το ά κουσ μ α ο π οιουδήπ οτε π λήκτρου, (σ χεδόν) ο π ο ιο υ δ ή π ο τε τη λ ε χ ειρ ισ τη ρ ίο υ κ υ κ λ ο φ ο ρ ε ί α υ τή τ η σ τιγμ ή σ τη ν α γορ ά. Τ α χ α ρ α κ τη ρ ισ τικ ά α υ τά το υ επ ιτρέπ ουν να α ν α β α θ μ ίσ ει μ ια ρ ευ μ α το β ό ρ α η λ ε κτρ ική συσ κευ ή (σε ό τι α φ ο ρ ά τ ο ρ εύ μ α αναμονής) σ ε μια πολύ πιο οικονομική χω ρ ίς να θ έ τει ω ς π ροϋπ όθεση τη ν παρ α μ ικρ ή επ έμβαση σ το εσ ω τερ ικ ό τη ς. Γ ια τ ο λ ό γ ο α υ τό θα μπ ορούσ αμε να το ν ο νομάσουμε κα ι Σ υσ κευή ελα χισ τοπ οίη σ η ς ρ εύ μ α το ς Α να μ ο νή ς. Από τη σ τιγ μή μ ά λισ τα που σ υ ν ε ρ γ ά ζ ετα ι με ό λ α τ α α σ ύ ρ μ α τα χ ε ιρ ισ τή ρ ια υπ ερύθρω ν, είν α ι π ρ ο φ α νές πω ς δ εν χ ρ ε ιά ζ ε τα ι κα μία εγκα τά σ τα σ η ή α ρχική ρύθμισ η. Είναι, λοιπόν, μια σ υσ κευ ή που ο ι κομπ ιουτερ ά δ ες θ α ο νό μ α ζα ν 'Ά μ εσ η ς Τ ο π ο θ έτη σ ης κα ι Λ ειτο υ ρ γ ία ς ' (Plug and Play). Α ς δ ο ύ μ ε ό μω ς πω ς κ α τα φ έρ ν ε ι να κ ά ν ει π ράξη όλα α υτά. Σ το σχ. 1 βλέπ ουμε το δ ιά γ ρ α μ μ α βαθμιδώ ν, μέσω τω ν οπ οίων μπ ορεί να ε ξ η γ η θ ε ί η σ υνολική λ ε ι το υ ρ γ ία το υ Δ ια κόπ τη α ντι-α να μ ο νής. Η δια σ ύ νδεσ η το υ κυ κλώ μ α το ς μ ε το ν...εξω τερ ικ ό κόσμο π ρ α γμ α το π ο ιείτα ι μέσω τω ν υποδοχώ ν λή ψ η ς / π α ρ ο χής τω ν 230 V AC, τ η ς β α θ μ ίδ α ς που α κ ο ύ ε ι σ τα σ ή μ α τα τω ν τη λ ε χ ειρ ισ τη ρ ίω ν και εν ό ς π ιεσ τικού διακόπ τη γ ια τ ις π ε ρ ιπ τώ σ εις χ ειρ ο κ ίν η τη ς χρήσης. Μ ό λις π ιέσ ει κά π οιος έν α από τ α π λή κτρ α το υ τη λ ε χ ε ιρ ισ τη ρ ίο υ το υ, η υπ έρυθρη α κ τινο β ο λία που εκπ έμ π ετα ι από α υ τό συλλ α μ β ά ν ε τα ι από το ν ομώ νυμο δ έκ τη (3) τ η ς κα τα σ κευ ή ς. Ο α ν ιχ ν ευ τή ς σ ή μ α το ς που α κ ο λ ο υ θ εί π α ρ ά γ ει τ ό τ ε ένα ν (ή π ερ ισ σ ό τερ ο υ ς) π αλμούς, σ κα ν δ α λ ίζο ν τα ς το κύκλω μα αναμονής. Το τε λ ε υ τ α ίο δ ιε γ ε ίρ ε ι το ν η λ εκ τρ ο ν ό μ ο (d) που μ ε τ η σ ειρ ά το υ τρ ο φ ο δ ο τε ί μ ε τά σ η 230 V AC τη ν υπ οδοχή π α ρ οχής (2). Την ίδ ια σ τιγμ ή τίθ ε τα ι σ ε λ ε ιτο υ ρ γ ία μια α κόμ α μονά δα (ο) που π α ρ α κ ο λ ο υ θ εί γ ια μ ερ ικ ά δ ε υ τε ρ ό λεπ τα τη ν έντα σ η το υ ρ εύ μ α το ς τ η ς π α ρ οχής (2). Αν τ ο μ ετρ ο ύ μ εν ο ρ εύ μ α ξεπ ερ νά ει ένα π ρ ο κα θ ο ρ ισ μ ένο όριο, η σ υσ κευ ή που είν α ι σ υνδ εδ εμ ένη σ τη ν π αροχή (2) έ χ ε ι τ ε θ ε ί σ ε λ ειτο υ ρ γ ία. Α υ τό σ η μ α ίν ει πως ο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς θα π ρέπ ει να δ ια τη ρ η θ ε ί σ την τρ έ χ ο υ σα κα τά σ τα σ ή το υ. Αν β ρ εθ ε ί μ ικ ρ ό τερ ο από τ ο παραπάνω όριο, το οποίο ο ρ ίζετ α ι μέσω τ η ς β α θ μ ίδ α ς (e), ο η λ ε κ τρ ο νό μ ο ς ο φ ε ίλ ε ι να α π ο δ ιεγερ θ εί, αποσ ύ ρ ο ν τα ς τ α 230 V AC από τη ν π αροχή (2). Αν δ εν έ χ ε τ ε δ ια θ έσ ιμ ο κάποιο τ η λ ε χ ειρ ισ τή ρ ιο, μ π ο ρ είτε να επ ιβ εβ α ιώ σ ετε τη ν παραπάνω σ υ μ π ερ ιφ ο ρ ά π ιέζο ντα ς το ν διακόπ τη (2). Β έβαια, γ ια να δ ο υ λ έψ ο υ ν ό λ α α υ τά α π α ιτείτα ι μια σ υ νεχής τά σ η, μ ε τιμ ή σ α φ ώ ς μ ικ ρ ό τερ η τ η ς ενα λλα σ σ ό μ ενη ς το υ δ ικτύ ο υ. Η β α θ μ ίδ α (a) σ χ εδ ιά σ τη κ ε γ ια να κά νει α υ τή ν α κρ ιβ ώ ς τη δουλειά. 22 Ε Λ Ε Κ Τ Ο Ρ 2 /

16 Ελάχιστα εξαρτήματα Μ ελ ετώ ν τα ς τ ο κύκλω μα το υ αχ. 2 γ ί ν ε τα ι εύ κ ο λ α α ντιληπ τό τ ο πως όλα όσ α είπ α μ ε παραπάνω α π οκτούν σ ά ρ κα και οστά. Και μάλισ τα, μ ε τ ο λ ιγ ό τε ρ ο δ υ να τ ό ρ εύ μ α κα ι χ ω ρ ίς ε ξεζη τη μ έ ν α ε ξ α ρ τή μ α τα! Ο ι υπ οδοχές Κ1 κα ι Κ2 α ντισ το ιχ ο ύ ν σ τις υ π οδοχές λή ψ η ς και π α ρ ο χής τω ν 230 V AC το υ σχ. 1. Από τη ν πρώ τη, η ενα λλα σ σ ό μ ενη τά σ η ο δ η γ ε ίτα ι σ ε ένα μ ετα σ χ η μ α τισ τή υποβιβασμού, που με τη σ ειρ ά το υ τρ ο φ ο δ ο τε ί, μέσω τη ς α π α ρ α ίτη τη ς γ έ φ υ ρ α ς κα ι π υκνω τώ ν τ ις εισ ό δ ο υ ς τω ν σ ταθεροπ οιητώ ν. Α ξίζει να σ η μ ειώ σ ο υ μ ε πως δ ό θ η κε ιδ ια ίτερ η π ροσοχή σ το υ ς τύ π ο υ ς τω ν τελ ευ τα ίω ν, π ρ ο κειμ ένο υ να εξα σ φ α λ ισ τεί η μ ικρ ό τε ρ η δ υ να τή απ ώ λεια εν έ ρ γ εια ς. Έ ν α ς σ υνηθισ μ ένος σ τα θ ερ ο π ο ιη τή ς τω ν σ ειρώ ν 78χχ ή 79χχ χ α ρ α κ τη ρ ίζετα ι από ρ εύ μ α η ρ εμ ία ς τ η ς τά ξ η ς τω ν 5 έω ς 6 πια. Αν θ εω ρ ή σ ο υ μ ε πω ς η τά σ η που φ θ ά ν ει σ την είσ ο δ ό το υ (μ ετά τη ν ανόρ- Σχ. 4, Η τοποθέτηση των εξαρτημάτω ν πάνω στην πλακέτσ (το αρχείο.p d f διατίθεται δω ρεάν από τον δικτυακό τόπο του Ελέκτορ). μόλις, 1,5 πια ή, α λλιώ ς, με κα τανά λω σ η τ η ς τά ξ η ς τω ν 30 m \N. Το επ όμενο που έπ ρεπ ε να σ κεφ θ ο ύ - με, π άντα σ χ ετικ ά μ ε το ν π ερ ιο ρ ισ μ ό τ η ς κα τανά λω σ ης, ή τα ν ο τύ π ο ς το υ η λ εκ τρ ο ν ό μ ο υ. Α να μ φ ισ β ή τη τα, ο ι Η λεκτρ ο ν ό μ ο ι Σ τε ρ ε ό ς Κ α τά σ τα σ η ς (Solid State Relay) δ ιε γ ε ίρ ο ν τα ι μ ε τ α μ ικρ ό τ ε ρ α δ υ ν α τά ρ εύ μ α τα, κ ρ α τά ν ε όμω ς γ ια το ν ε α υ τό το υ ς γύ ρ ω σ το 1 V ό τα ν τ ο ρ εύ μ α που π α ρ έχουν φ θ ά ν ει το 1 A (ρ εύ μ α μ ια ς μ ε γ ά λ η ς τη λ ε ό ρ α σ η ς ). Το γ ιν ό μ εν ο αυτώ ν τω ν δύο μ εγεθ ώ ν μας ο δ η γ ε ί σ ε μια σ π α τά λη τ η ς τά ξ η ς το υ 1 W που γ ίν ε τα ι α ντιληπ τή κα τά τη λ ε ι το υ ρ γ ία τ η ς ο ικ ια κ ή ς σ υσ κευ ή ς. Α νά λογ α ισ χ ύ ο υ ν και γ ια ένα σ υνη θ ισ μ ένο η λ ε κ τρ ο νόμο που α π α ιτεί σ υνεχή δ ιέγ ερ σ η το υ τυ λ ίγ μ α το ς το υ. Για ένα τ έ τ ο ιο ε ξ ά ρ τη μ α εξο π λισ μ ένο μ ε επ α φ ές ικ α ν ές να α ν τέξο υ ν 230 V AC, η ισ χ ύ ς που π ρέπ ει να α π ο δ ίδ ετα ι σ το τύ λ ιγ μ α φ θ ά ν ει χω- Σχ. 3. Το μετασχηματιστή ρ εύ μ α το ς Ττ2 μπορείτε να τον κατασκευάσετε π αίρνοντας ένα αντιπαρασιτικό πηνίο δακτυλιο ειδ ο ύ ς πυρήνα στο οποίο θ α τυλίξετε τρεις ή τέσσερις επιπλέον σπείρες. θω ση κα ι τη ν εξο μ ά λυ νσ η ) α γ γ ίζ ε ι τ α 20 V, η απ ώ λεια ισ χύος ξεπ ερ ν ά ει τ α 100 oiw. Μ ια λύ σ η θα ή τα ν η χρήση σ τα θ ε ροπ οιητώ ν χ α μ η λ ή ς δ ια φ ο ρ ά ς εισ ό δ ο υ - εξό δ ο υ, α λλά α υ το ί είνα ι, γ εν ικ ά, δ υ σ εύ ρ ετο ι. Η α να ζήτηση τ η ς μ έσ η ς οδού μ α ς ο δ ή γ η σ ε σ τη χρήσ η ρυθμιζόμενω ν σ τα θ ερ ο π ο ιη τώ ν μ ε ρ εύ μ α τα η ρ εμ ία ς, Σχ. 5. Ένα συναρμολογημένο πρωτότυπο. Ε Λ Ε Κ Τ Ο Ρ 2 /

17 Κατάλογος υλικών Α ν τισ τά σ εις : R1.R3 = R2 = 3,3 ΚΩ R4 = 2,4ΚΩ 1 % R5,R6,R7,R10 = 10ΚΩ R8 = 2,2ΚΩ R9 = 220ΚΟ R11 = 470ΚΩ R12 = 1,8 ΚΩ R13 = 100Ω R14 = 220Ω R15 = 22ΚΩ Ρ1 = 47ΚΩ Π υκνω τές: C1 = 100nF 250V A C C 2.C 4 = 470pF 16V C3.C11 = 10pF 16V C 5 = 100pF 16V C 6,C 7,C 9,C 10 = 100nF 6 3 V C 8 = 220nF 6 3 V C 12 = 10nF 6 3 V Η μιαγω γοί: D1.D2 = BAT43 (S chottky) LED1 = κόκκινο LED 5 m m Br1 = γ έφ υ ρ α α ν ό ρ θ ω σ η ς B40C800, 4 0 V 0,8A σ τρ ο γ γ υ λ ή IC1 = LM317T σε θήκπτ0220 IC2 = LM337T σε θήκη Τ0220 IC3 = MC34151 IC4 = A T tin y V * π ρ ο γ ρ α μ μ α τισ μ έν ο ς, με κωδικό: IC5 = TSOP 1736 (δέκτης IR 36 khz*) IC6 = TLC272 ή TL062* Δ ιά φ ο ρ α : F1 = α σ φ ά λ εια β ρ α δ έο ς τή ξη ς 3,15Α με α σ φ α λ ειο θ ή κ η κατάλληλη για πλακέτα και καπάκι Re1 = δ ισ τα θ ή ς η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς 12V* με ένα τύ λιγμ α και μια επ αφή 16Α π.χ, Finder # V (w w w, re ic h e lt.d e ) S1 = πιεστικός διακόπ της μ ια ς κα νονικά α ν ο ικ τή ς επ αφ ής Tr1 = μετασχηματιστής 2X 76V 1,5 VA Tr2 = α ντιπ α ρ α σ ιτικό πηνίο δ α κ τυ λ ιο ειδ ο ύ ς π υρήνα 2Α με 4 επιπλέον σπείρες δ ια το μ ή ς 0,5 m m 2 * Κ1.Κ2 = τριπλή κλέμα Κ3 = διπλή σ ειρά 2X3 ακίδω ν OIL) Πλακέτα, κω δικός π αραγγελίας: * βλ. κείμενο Σχ. 6. Ρύθμιση των ψηφίω ν-ασφαλειώ ν του ATtiny25. Remote_isr: If Relay = 0 Then V a i t n s 1 If PINB.2 = 0 Then Relay = 1 End If End If Return 'Bu11on f row remote con t ro1 pressed 'If relay is reset 'Blocks sporadic short pulses from TS0P13XX 'Relay should be set Σχ. 7. Τμήμα του πηγαίου κώδικα. Η ρ ο υ τίν α εξυπηρέτησης διακοπών καταπνίγει τους π αρασιτικούς π αλμούς του IC5. ρ ίς δ υ σ κο λία τ ο 1 W, επ ίσης. Λύση σ το π ρόβλημα, δ ίν ει έν α εξά ρ τη μ α α λ λ ιώ τικο από τ α ά λλα ', γνω σ τό μ ε τ ο όνομα Δ ισ τα θ ή ς η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς (βλ. ένθ ετο ). Έ ν α ς δ ισ τα θ ή ς η λ εκτρ ο ν ό μ ο ς απ ορροφ ά ε ν έ ρ γ ε ια μόνο τ ις σ τιγ μ έ ς που δ ιεγ ε ίρ ε τα ι ή α π ο δ ιεγείρ ετα ι, επ ιτρ έπ ο ντά ς μα ς να θ εω ρ ή σ ο υ μ ε πω ς η κατανάλω σή το υ είν α ι π ρακτικά, μηδενική. Σ ε ό τι α φ ο ρ ά, τώ ρα, το ν α ισ θ η τή ρ α ρ εύ μ α το ς, α π ο φ ύγα μ ε να χρησ ιμ οπ οιήσ ο υ μ ε μια σ υνηθισ μένη αντίσ τα σ η λόγω τ η ς θ ε ρ μ ό τη τα ς που α να π τύ σ σ ετα ι επ ά νω τ η ς (σπ ατάλη ε ν έ ρ γ ε ια ς και π άλι!). Π ρ ο τιμ ή σ α μ ε έν α α υ το σ χ έδ ιο μ ετα σ χ η μ α τισ τή φ τια γ μ ένο με τη β ο ή θ εια εν ό ς α ντιπ α ρ α σ ιτικού πηνίου δ α κ τυ λ ιο ειδ ο ύ ς π υρήνα (σχ. 3). Το π ρ ω τεύον το υ αποτ ε λ ε ίτ α ι από τ ρ ε ις ή τέ σ σ ε ρ ις σ π είρ ες σ ύ ρ μ α το ς δ ια το μ ή ς 0,5 m m 2 (τις τ υ λ ί γ ο υ μ ε εμ είς ), ενώ τ ο δ ε υ τε ρ ε ύ ο ν από 30 έω ς 40 (είνα ι ή δ η τυ λ ιγ μ έ ν ες). Σ ημειώ νο υ μ ε ό τι α υ τό που μ α ς εν δ ια φ έ ρ ε ι εδώ δ εν ε ίν α ι η α υτεπ αγω γή, α λλά ο λ ό γ ο ς μ ετα σ χ η μ α τισ μ ο ύ που είν α ι ίσ ο ς με 1:10. Σ τη σ υ νέχεια, η ενα λλα σ σ ό μ ενη τά σ η το υ δ ε υ τε ρ ε ύ ο ν το ς ενισ χ ύ ετα ι 23 φ ο ρ έ ς από τ ο ν IC6A κα ι ά λ λ ες 48 φ ο ρ έ ς από το ν IC6B, ο οπ οίος τα υ τό χ ρ ο ν α τη ν η μι-α νορ θώ νει. Η σ υνολική απ ολαβή ρ υ θ μ ίζετα ι μέσω τ η ς Ρ1 από 50 έω ς 1000 φ ο ρ ές. Από τη σ τιγμ ή που η εσ ω τερ ική τά σ η κα τω φ λιο ύ IC4 σ τη ν κα τά σ τα σ η α να μ ο νής κ υ μ α ίν ετα ι γύ ρ ω σ το -0,5 V (τά σ η σ τα ά κρα το υ C8) ε ίν α ι π ρ ο φ α ν ές πω ς μ ια π τώ ση τά σ η ς ίση με 0,1 mv σ το π ρ ω τεύον το υ Tr2 α ρ κ εί γ ια να μας δώ σ ει τ α επ ιθ υ μ η τά α π ο τελέσ μ α τα. Αν 24 Ε λ Ε Κ Γ Ο Ρ

18 και πάλι, α ντιμ ετω π ίσ ετε π ρόβλημ α ε υ α ισ θ η σ ία ς, α υ ξή σ τε τη ν R8 ή, αν δ εν τα π ά τε κα λά μ ε τ ο κ ο λλη τή ρ ι, ε το ιμ α σ τε ί τ ε γ ια μια μικρή επ έμβαση σ το λογ ισ μ ι κό τ η ς εφ α ρ μ ο γ ή ς. Δ ο κιμ ά σ τε, λοιπόν, να μ ειώ σ ετε τη σ τα θ ερ ά τ η ς ευ α ισ θ η σ ί α ς α π ο φ εύ γ ο ν τα ς όμω ς να τη ν κ ά ν ετε μ ικ ρ ό τερ η από 50. Υ π ενθυμίζουμε ό τι ο π υκνω τής C8 π α ίζει τ ο ρ ό λ ο το υ πυκνω τή εξο μ ά λ υ ν σ η ς α ν α δ εικ ν ύ ο ν τα ς σ τα ά κρα το υ τη ν τά σ η που α ν τισ το ιχ εί σ το ρ εύ μ α τη ς σ υ σ κευ ή ς (τάση κα τω φ λιού: -0,5 V). Η τιμ ή το υ σ ε σ υνδυασ μ ό μ ε τ ις τιμ έ ς τω ν R6, R10 και R11 εξα σ φ α λ ίζ ει μια σ τα θ ερ ά χ ρ όνου ίση μ ε 50 m sec. Η R6 π ερ ιο ρ ίζει τη σ τάθμη τω ν π αλμώ ν φ ό ρ τισ η ς τ ο υ πυκνω τή. To IC5 είν α ι έν α σ ύ ν θ ετο ε ξά ρ τη μ α σ το εσ ω τερ ικ ό το υ οπ οίου φ ιλ ο ξενο ύ ν τα ι τό σ ο ο α ισ θ η τή ρ α ς υπ ερύθρω ν (IR) όσο κα ι ο α π α ρ α ίτη το ς εν ισ χ υ τή ς / μ ο ρ φ ο π ο ιη τή ς παλμώ ν. Το ρ εύ μ α λ ε ι το υ ρ γ ία ς το υ ε ίν α ι ίσο μ ε 1 m A σ ε τά σ η λ ε ιτο υ ρ γ ία ς + 5 V. Υ π άρχουν δ ιά φ ο ρ ε ς π α ρ α λ λ α γ ές το υ σ υ γκεκρ ιμ ένο υ ο λ ο κληρω μένου που δ ια φ έρ ο υ ν ω ς π ρος τη ν ευ α ισ θ η σ ία το υ ς σ τη σ υ χ νότη τα το υ λα μ β α νό μ ενο υ σ ή μ α το ς (30 έω ς 56 KHz). Α ν κα ι ο κ α τα σ κ ευ α σ τή ς π ρ ο τείν ει δ ια φ ο ρ ετικ ή π α ρ α λλα γή σύμφ ω νη μ ε τη σ υ χ ν ό τη τα το υ χρ η σ ιμ ο π ο ιο ύ μ ενο υ τ η λ εχ ειρ ισ τη ρ ίο υ, σ τα π ειρ ά μ α τά μ α ς δ ι α π ισ τώ σ αμε πω ς η καμπ ύλη α π όκρισ ης τω ν παραπάνω εξα ρ τη μ ά τω ν δ εν είνα ι Σχ. 8. Ο Διακόπτης α ντί-α ναμονής' τοπ οθετημένος στο κουτί του. Μ ην ξεχώσετε το κόκκινο δια φ ανές καπάκι. (ευτυχώ ς) τό σ ο σ τε ν ή. Ο σ υ γ γ ρ α φ έα ς είχ ε και μ ε τ ις υπ όλοιπ ες π α ρ α λ λ α γ ές δ ο κ ίμ α σ ε τη ν π α ρ α λλα γή τω ν 36 ΚΗζ το υ IC5. μ ε οκτώ δ ια φ ο ρ ετικ ά τη λ ε χ ε ιρ ισ τή ρ ια Α ς μ ιλ ή σ ο υ μ ε όμω ς λ ίγ ο κ α ι γ ια τ α (και τρ ιώ ν α κόμ α που είχ ε δ α ν εισ τε ί από ε υ φ υ ή η λ εκ τρ ο ν ικ ά. Γ ι α υ τά, τ ο β α σ ι φ ίλ ο υ ς το υ!) επ ιβ εβ α ιώ νοντα ς τη ν α λ ή κ ό τε ρ ο κ ρ ιτή ρ ιο επ ιλο γή ς δ εν μπ ορεί θ εια τ η ς παραπ άνω διατύπ ω σ ης. Η απόσ να είν α ι η μ ικ ρ ό τερ η κατανάλω ση. Π α ρ τα σ η λή ψ η ς δεν ή τα ν π οτέ μ ικ ρ ό τερ η όλα α υτά, ο...δπ όδαρος AVR που δ ια τω ν 10 μέτρω ν. Α νά λογα α π ο τελέσ μ α τα λ έ ξ α μ ε γ ι α υ τή ν τη ν εφ α ρ μ ο γ ή φ α ίν ετα ι Δισταδείς ηλεκτρονόμοι Για να μειώ σουμε α κόμ α π ερισ σ ότερο την κατανάλω ση της κατασκευής μας, χ ρ η σ ιμ ο π οιήσαμε ένα δ ισ τα θ ή η λ εκτρ ο νόμο, κύ ρ ιο γνώ ρισ μ α το υ ο π ο ίο υ είναι η κατανάλω ση ρ εύ μ α το ς μ ό ν ο τις χ ρ ο νικές σ τιγμ ές που αλλάζει κατάσταση. Στην α γ ο ρ ά δ ια τίθεντα ι δ ύ ο τύποι δ ισ τα θ ώ ν ηλεκτρονόμω ν: ο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς μ α νδ ά λω σ η ς ο ο π ο ίο ς δ ια τη ρ ε ί ται σ την τρ έχ ο υ σ α θέσ η το υ με τη βοήθεια εν ό ς μηχα νικού μ α ν δ ά λ ο υ ή εν ό ς ελ α τη ρ ίο υ και ο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς ενα π ο μ είνα ντο ς μ α γνητισ μ ο ύ ο ο π ο ίο ς ενεργοπ οιείται μέσω σ υ νεχ ο ύ ς ρ ε ύ μ α το ς και δ ια τη ρ είτα ι σ τη ν κα τά σ τα σ η α υ τή εξ α ιτία ς το υ ενα π ομείνα ντα μα γνητισ μ ού το υ μαγνητικού κυκλώ ματος. Για να επανέλθει στην αρχική το υ κα τά σ τα ση αρκεί να διέλθει από το τύ λιγμ ά το υ σ υνεχές ρ εύ μ α α ντίθ ετη ς φ ο ρ ά ς και έντα σ ης ίσης με το 10 έως 2 5 % το υ ο ν ο μ α σ τικ ο ύ ρ εύ μ α το ς διέγερ σ ης. 1 Στη δική μα ς σ χεδίασ η οι τά σ εις δ ιέγ ερ σ η ς και α π ο δ ιέγερ σ η ς είναι ίδιες δ ια φ έρ ο ν τα ς Σχ. 9. Ο όισταόής ηλεκτρονόμος της μ ό ν ο σ την π ολικότητα και τη δ ιά ρκεια. Έτσι λοιπ όν για τη δ ιέγερ σ η αρκεί έν α ς π αλμός εφ αρ μογής μας. δ ιά ρ κ εια ς 100 m sec και έντα σ η ς 100 ma, ενώ για την α π ο δ ιέγερ σ η (επ α να φ ορά σ την η ρεμ ία ] ένα ς παλμός ίδ ια ς έντασ ης αλλά α ντίθετης π ολικότητας με δ ιά ρ κεια 10 msec, Εκτός από το ν π ρ ο τεινόμενο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο (σχ. 9) μπορεί να χρησ ιμ οπ οιηθεί και κά π οιος ά λ λ ο ς ενα π ο μ είνα ντο ς μ α γ ν η τισ μ ο ύ με δ ύ ο δ ια φ ο ρ ετικ ά τυλίγματα. Σε μια τέτοια περίπτωση, το ένα τύ λιγμ α διεγείρ ει (μανδαλώ νεύ το ν οπ λισμό του, ενώ το δ εύ τερ ο το ν α π οδιεγείρει (απελευθερώ νει]. Η σ υ ν δ εσ μ ο λ ο γ ία το υ προβλέπει τη σ ύ νδεσ η εν ό ς από τα δ ύ ο ά κ ρ α το υ καθ' εν ό ς τυ λίγμ α το ς στα -5 V, ο δ η γώ ντα ς τα δ ύ ο ά λλα σ τις α κίδ ες 7 (μανδάλω ση] και 5 (απελευθέρω ση] το υ IC3. Αν έχοντα ς ολοκληρώ σ ει τις παραπάνω σ υνδέσ εις, ο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο ς α ρ νείτα ι να α π ο δ ιεγερ θ εί, τότε θ α πρέπει να σ υ νδ εθ εί α νά π ο δ α το ένα από τα δ ύ ο τυ λίγματα ή / και να α υ ξη θ εί η δ ιά ρ κ εια το υ π αλμού α π ο δ ιέγ ερ σ η ς (σ τα θ ερ ά του λογισ μικού). Ε Λ Ε Κ Γ Ο Ρ 2 /

19 ό τι π λη ρ ο ί κα ι α υ τή ν τη ν π ρ ο δ ια γρ α φ ή, α φ ο ύ τρ α β ά ε ι μ ό λις 100 μα σ τη ν χ α μ η λή, α λλά ε ξ α ιρ ε τικ ά βολική, σ υ χ νότη τα τω ν 128 ΚΗζ. Ο ι έ ξ ι α κ ίδ ες γ ε ν ικ ή ς χ ρ ή σ η ς που δ ια θ έ τει υ π ερεπ α ρκούν γ ια τη ν π α ρ ο ύσ α εφ α ρ μ ο γ ή. Το λ ο γ ισ μ ικ ό που έχ ο υ μ ε γ ρ ά ψ ε ι γ ι α υ τό ν Κάνει θ α υ μ ά σ ια τη δ ο υ λ ειά το υ, χω ρ ίς κα νένα α π ολύτω ς π ρόβλημα. Α ν όμω ς θ ε λ ή σ ε τε να τ ο επ α υ ξή σ ετε, ίσω ς χ ρ ε ια σ τε ί να α ν τικ α τα σ τή σ ετε το ν π ρ ο τεινό μ ενο τύ π ο με έν α ν ισ οδύνα μ ο μ ε μ ε γ α λ ύ τερ η μνήμη όπω ς π.χ. μ ε το ν A Ttiny45 (μνήμης π ρ ο γ ρ ά μ μ α το ς 4 KByte) ή τ ο ν ATtiny85 (μνήμη π ρ ο γ ρ ά μ μ α το ς 8 Kbyte). Το λ ο γ ι σ μικό τ η ς εφ α ρ μ ο γ ή ς έ χ ε ι έκ τα σ η μ ό λις 800 byte κα ι β ο λ ε ύ ε τα ι ά ν ετα σ ε ό λ ο υ ς το υ ς παραπάνω τύ π ους. Από τη σ τιγμ ή που ο ι α κ ίδ ες το υ μικ ρ ο ελ ε γ κ τή δ εν ε ίν α ι σ ε θέσ η να δώ σ ουν ισ χ υ ρ ά ρ εύ μ α τα, είν α ι επ ιτα κτική η α νά γκη χ ρ ή σ η ς κα τά λληλω ν απομονω - τώ ν / οδηγώ ν. Για τη δ ο υ λ ειά α υ τή επιλ έχ θ η κ ε έν α ο λοκληρω μ ένο C M O S με ε ξ α ιρ ε τικ ά μικρό ρ εύ μ α η ρ ε μ ία ς (μ ερ ικά μα), που τα υ τό χ ρ ο ν α π ρ α γμ α το π ο ιεί και τ ις α π α ρ α ίτη τες α λ λ α γ έ ς σ τά θ μ η ς από τ α + 5 V σ τα V. Τ ο μ ικρ ό α υ τό τ έ ρ α ς είν α ι σ ε θέσ η να π α ρ έχ ει ρ εύ μ α τα 2 χ 1,5 A (!) λ ύ ν ο ν τα ς μ α ς κά θε π ρόβλημα. Από τη σ τιγμ ή μ ά λισ τα, που τ ο καλω διώ σ ουμε σ ε σ υ ν δ εσ μ ο λ ο γ ία Push - Pull γ λ υ τώ ν ο υ μ ε τ ις π ρ ό σ θ ετες δ ιό δ ο υ ς π ρ ο σ τα σ ία ς, όσ ο μ εγά λο η λ εκ τρ ο ν ό μ ο κα ι αν χρησ ιμ οπ οιήσ ουμε! Σ τη θέσ η τω ν δ ύ ο τε λ εσ τικ ώ ν το π ο θ ετή σ α μ ε εξα ρ τή μ α τα χ α μ η λ ή ς κα τα νά λω σ ης όπω ς π.χ. τ ο TLC272 με ρ ε ύ μα λ ε ιτο υ ρ γ ία ς 1,5 m A ή τ ο TL062 με ρ εύ μα, μ όλις, 0,2 ma. Έ χ ο ν τα ς κά νει α υ τή ν τη ν επ ιλογή, η σ υνολική κα τα νά λω ση το υ κ υ κλώ μ α το ς μ α ς π ερ ιο ρ ίζετα ι σ τα 50 έω ς 80 m W. Σ υ γ κ ρ ίν ο ν τα ς τη ν μ ε τ ις ισ χ είς που κα τα να λώ νουν σ την κα τά σ τα σ η α ναμονής ο ι π ε ρ ισ σ ό τερ ες η λ ε κ τρ ικ έ ς σ υ σ κευ ές, η τιμ ή α υ τή είν α ι κ υ ρ ιο λ εκτικ ά α μ ελ η τέα. Ο Δ ια κό π της α ντι-α να μ ο νή ς κ α ίει μ ό λις μ ια κιλο β α τώ ρ α τ ο χρόνο! Για τ ο ν π ερ α ιτέρ ω π ερ ιο ρ ισ μ ό τη ς κατα ν ά λ ω σ η ς θα π ρέπ ει να δ ώ σ ετε ιδ ια ίτε ρη σ η μ α σ ία σ το ν χ ρ η σ ιμ ο π ο ιο ύ μ ενο μ ε τα σ χ η μ α τισ τή. Αν κα ι ο ι α π ο δ ό σ εις τω ν τε λ ευ τα ίω ν έχ ο υ ν α υ ξ η θ ε ί σ η μ α ντικά τ ις τ ε λ ε υ τ α ίε ς δ εκ α ετίες, τ α μ ο ν τέλ α χαμηλ ή ς ισ χύος (1-2 VA) εξα κ ο λ ο υ θ ο ύ ν να έχ ο υ ν α π ώ λειες τ η ς τά ξ η ς τω ν 100 έω ς 400 mw. Γ ια τ ο λ ό γ ο α υ τό α ν α ζη τή σ τε τ ο κ α λ ύ τε ρ ο δυνα τό, α φ ού α υ τό ς θα δ ο υ λ εύ ε ι 24 ώ ρ ες τ ο 24ω ρο! Κατασκευή και προγραμματισμός Η σ υνα ρ μ ο λόγησ η τ η ς κα τα σ κ ευ ή ς είνα ι πολύ απλή, ειδ ικ ά αν χρησ ιμοπ οιη θ ε ί η π λα κέτα το υ σχ. 4. Κ αλό ε ίν α ι να το π ο θ ετη θ ο ύ ν β ά σ εις σ ε ό λ α τ α ο λ ο κληρω μ ένα ή, α ν α υ τό είν α ι αδύνα τον, το υ λ ά χ ισ το ν γ ια τ ο μ ικ ρ ο ελ εγ κ τή. Μ ε το ν τρ ό π ο α υ τό κ α θ ίσ τα τα ι δ υ ν α τό ς ο (επ α να )π ρ ο γρ α μ μ α τισ μ ό ς το υ μέσω ε ξ ω τερ ικ ή ς σ υ σ κ ευ ή ς π ρ ο γ ρ α μ μ α τισμού. Φ υσικά, ο A Ttiny25 μπ ορεί να π ρ ο γ ρ α μ μ α τισ τε ί κα ι πάνω σ την π λα κέτ α σ υ ν δ έο ν τα ς τ ις α κ ίδ ες το υ Κ3 σ ε μια σ υσ κευ ή π ρ ο γρ α μ μ α τισ μ ο ύ ISP, όπως π.χ. σ το ν Π ρ ο γ ρ α μ μ α τισ τή U SB που π α ρ ο υ σ ιά σ α μ ε σ το Ε λέκτο ρ το υ π ερ α σ μένου Ν οεμβρίου. Το λ ο γ ισ μ ικ ό που π ρέπ ει να π ε ρ ά σ ε τε σ τη μνήμη Flash φ ιλ ο ξ ε ν ε ίτα ι σ το α ρ χ είο ANTI-STANDBY.HEX, ενώ τ ο α ντίσ το ιχ ο π η γα ίο μαζί μ ε τ α α π α ρ α ίτη τα σχόλια, σ το ANTI-STANDBY.BAS. Ζ η τή σ τε τα μα ς μέσω em ail. Ό π ω ς ή δ η θα α ντιλη- φ θ ή κα τε, γ ια τη ν α νάπ τυξη το υ λ ο γ ισ μ ι κού χρησιμ ο π ο ιή θ η κε ο μ ε τα γ λ ω ττισ τή ς BASCOM -AVR, μ ια δοκιμ α σ τική έκδοσ η το υ οπ οίου φ ιλ ο ξ ε ν ε ίτα ι σ τη δ ιεύ θ υ ν ση τ η ς π αραπ ομπ ής [6]: Η χρήσ η τ η ς BASIC ω ς γλώ σ σ α ς π ρ ο γρ α μ μ α τισ μ ο ύ επ ιτρ έπ ει τη ν εύ κ ο λ η τροπ οπ οίησ η το υ λο γισ μ ικο ύ, κ ά νοντα ς τ ο να τ α ιρ ιά ξ ε ι σ τις δ ικ έ ς σ α ς α νά γκες. Α νά μ εσ α σ τις γ ρ α μ μ έ ς το υ π η γα ίο υ κώ δικα, ξεχ ω ρ ίζει ένα τμ ή μ α (σχ. 7) σ το οποίο σ ημειώ νον τα ι ο ρ ισ μ ένες εν το λ έ ς που έχ ο υ ν ω ς σκοπό τη ν κατάπ νιξη τω ν π α ρασ ιτικώ ν παλμώ ν που α ν α δ εικ ν ύ ει π ερ ισ τα σ ια κά τ ο IC5. Αν σ κ ο π εύ ετε ν α χ ρ η σ ιμ ο π ο ιή σ ετε τη ν κ α τα σ κευ ή σ τα ό ρ ια τ η ς α ντο χ ή ς τη ς, ε κ τό ς από μ ια σ α φ ώ ς μ ε γ α λ ύ τερη α σ φ ά λεια, θα π ρέπ ει να κ ο λ λ ή σ ετε πάνω σ το υ ς χ α λ κ ο δ ια δ ρ ό μ ο υ ς που μ ε τα φ έ ρ ο υ ν τ α 230 V AC από τ η ν π ρίζα λ ή ψ ης (Κ1) σ τη ν π ρίζα π α ρ ο χής (Κ2) δύο κ ο μ μ ά τια χ ά λκινο υ μονόκλω νου σ ύ ρ μ α το ς. Μ ε α υ τό ν τ ο ν τρ ό π ο ενισ χ ύ ετα ι η α ντοχή τ ο υ ς σ τα υ ψ η λ ό τερ α ρεύ μ α τα. Π ερ ιττό να σ η μειώ σ ουμε, πω ς τό σ ο α υ τ έ ς ο ι γ ρ α μ μ έ ς όσο και π ολλά ά λλα σ η μ εία το υ κυ κλώ μ α το ς έχ ο υ ν επ ικίνδυνη υψ ηλή τά σ η. Για τ ο λ ό γ ο α υ τό θ α π ρέπ ει π ά ντα να λ α μ β ά ν ε τε τ ις α π α ρ α ίτη τες π ρ ο φ υ λά ξεις. Σ την π ερίπ τω ση που έ χ ε τε σ τα χ έρ ια σ ας έν α δ ισ τα θ ή η λ εκ τρ ο ν ό μ ο δ ια φ ο ρ ε τικ ό από α υ τό ν που σ η μ ειώ ν ετα ι σ τον κ α τά λ ο γ ο υλικώ ν θα π ρέπ ει να δ ια β ά σ ε τ ε π ρ ο σ εκ τικ ά τ ις ο δ η γ ίες που δ ίνο ντα ι σ το σ χ ετικό ένθ ετο. Από τη σ τιγμ ή που κ ο λ λ ή σ ετε ό λ α τα εξα ρ τή μ α τα σ τις π ρ ο β λεπ ό μ ενες θ έ σ εις το υ ς κα ι π ρ ο γ ρ α μ μ α τίσ ετε τ ο IC4, τ ο επ όμενο που μ ένει να κ ά ν ετε ε ίν α ι η το π ο θ έτη σ η τ η ς π λ α κ έτα ς μέσ α σ ε ένα κ ο υ τί ABS. Σ α ς π ρ ο τείν ο υ μ ε να χ ρ η σ ι μ ο π ο ιή σ ετε έν α μ ε δ ια φ α ν έ ς κόκκινο μπ ροστινό καπ άκι (σχ. 8), έτσ ι ώ σ τε να κ α τα φ έρ ν ο υ ν ο ι υ π έρ υ θ ρ ες α κ τίν ε ς τω ν τη λ ε χ ειρ ισ τη ρ ίω ν να β ρ ίσ κουν τ ο...σ τό χ ο τ ο υ ς (IC5). Σ ε ό τι α φ ο ρ ά τ η σ ύνδεσ η τ η ς κα τα σ κευ ή ς, τ α π ρ ά γμ α τα ε ίν α ι και ε κ ε ί απλά, α φ ο ύ το π ο θ ε τε ίτα ι μ ετα ξύ τ η ς π ρίζα ς τω ν 230 V (στον το ίχ ο το υ σπιτιού), κ α ι τ η ς σ υ σ κ ευ ή ς που θ έ λ ε τε να ε λ έ γ ξε τε. Σ την π ερίπ τω ση που α ντί γ ια μία θ έ λ ε τε να ε λ έ γ ξ ε τ ε π ερ ισ σ ό τερ ε ς (τη λεό ρ α σ η, δ ο ρ υ φ ο ρ ικ ό δ έκτη, βίντεο, DVD κλπ) μ π ο ρ είτε να σ υ ν δ έσ ετε σ τη ν έξο δ ο τ η ς κ α τα σ κ ευ ή ς (Κ2) ένα σ υνηθισ μένο πολύπριζο. Α μέσ ω ς μ ε τά τη σ ύνδεσ η τ η ς π λα κέτ α ς το υ Δ ια κόπ τη α ντι-α να μ ο νή ς σ την π ρίζα τω ν 230 V AC κα ι χω ρ ίς κα μ ία συνδ εδ εμ έν η σ υσ κευή, τ ο εν δ ε ικ τικ ό LED θ α π ρέπ ει να μ ένει σ βησ τό. Α ν π ιέσ ετε τ ό τ ε τ ο δια κό π τη S1 ή κάπ οιο π λή κτρ ο το υ τη λ ε χ ειρ ισ τη ρ ίο υ, θα α κ ο ύ σ ετε ένα σ ύντομ ο κλικ (δ ιέγ ερ σ η η λεκτρ ο νό μ ο υ ), ενώ τα υ τό χ ρ ο ν α θα α νά ψ ει τ ο LED. Μ ετά από 10 δ ευ τερ ό λ επ τα, θα α κουσ τεί ά λλο έν α κλικ (επ α ναφ ορά τ ο υ η λ ε κτρ ονόμου) κ α ι το LED θ α σ βήσει. Αν επ ιβ εβ α ιώ σ ετε α υ τή ν τη ν λ ειτο υ ρ γ ία, η κ α τα σ κευ ή σ α ς ε ρ γ ά ζ ε τα ι κα νονικά και ε ίν α ι έτο ιμ η γ ια χρήση, ( ) Δ ικτυακοί σύνδεσμοι [1] Τεχνικό εγχειρίδιο ATtiny25: h ttp ://w w w. datasheets, org. u k /p d fl attiny25-datasheetlattiny25-datasheet.htm l [2 ] Τεχνικό εγχειρίδιο TSOP17XX: w w w. vishay. c o m ld o c s l l p d f [3 ] Τεχνικό εχχειρίδιο MC34151: h t t p : //w w w.o n s e m l.c o m /p u b /C o lla t e r a l/ M C D.P D F [4 ] Τεχνικό εχχειρίδιο ηλεκτρονόμου: w w w. finder. d e lc o m u n ilp d fls 4 0 D E.p d f [5 ] Λειτουργία ηλεκτρονόμου εναττομείναντος μαγνητισμού: h t tp : //w w w.s c h r a c k r e la y s.c o m /le x ic o n / M agnetsystem E. asp [6 ] ΜεταγλωττιστήςΒΑδΟΟΜ-ΑνΡ: w w w. m c s e le c. co m 26 ΕΛΕΚΤΟ Ρ 2 /2008

20 Μονάδα απεικόνισης για τροφοδο Ενδείξεις τάσης, ρεύματος και άλλων μεγεθών Από τον Oliver Micic Κάδε τροφοδοτικό που σέβεται τον εαυτό του οφείλει να απεικονίζει τόσο την στάδμη της τάσης εξόδου του όσο και το ρεύμα που παρέχει στο φορτίο του. Η μονάδα που παρουσιάζουμε σήμερα, είναι σε δέση να καλύψει τις παραπάνω ανάγκες μετατρέποντας το τροφοδοτικό σας, ειδικά αν είναι παλιό, σε μια σύγχρονη και ευέλικτη συσκευή. Δεν κάνει όμως μόνο αυτό. Ο ενσωματωμένος μικροελεγκτής εξασφαλίζει πολλές ακόμα χρήσιμες λειτουργίες που σίγουρα αξίζει να εκμεταλλευτείτε. Τεχνικά χαρακτηριστικά - Μετρούμενη τάση: 0-30 V - Μετρούμενο ρεύμα: 0-5 Α ή 0-50 A - Ένδειξη μεγίστου ρεύματος (Ιρ) - Μέτρηση ισχύος: W - Επιλογή περιοχής μέτρησης ισχύος (χρήση JP10: 150 ή 800 W - Απεικόνιση ενέργειας σε K W h - Χρόνος λειτουργίας σε ώρες ή λεπτά (σε ημέρες μετά από μια εβδομάδα) - Απεικόνιση σε μ ο ρ φ ή οριζόντιου ραβδογράμματος - Επιλεγόμενη μ ο ρ φ ή απεικόνισης (αποθηκεύεται στην EEPROM) - Επιλογή απεικόνισης Ah / Ιρ (η επιλογή μπορεί να γίνεται και σε κατάσταση λειτουργίας) - Φωτιζόμενη οθόνη LCD - Προαιρετική χρήση αισθητήρα θερμοκρασίας συνοδευόμενου από λογισμικό ρύθμισης - Μ ο ρ φ ή σάντουιτς': οι πλακέτες της κατασκευής και της οθόνης τοποθετούνται η μια πάνω από την άλλη - Λογισμικό διαθέσιμο σε δύο παραλλαγές: μια για οθόνες 2x16 και μια για οθόνες 4x20 χαρακτήρων Είναι βέβαιο πως κανείς δεν θα ήθελε να...σκαλίσει ένα τροφοδοτικό εξοπλισμένο ήδη με όργανα μέτρησης τάσης και ρεύματος. Αλλά και στην περίπτωση ενός λιγότερο...προικισμένου τροφοδοτικού, ακόμα και ο πιο πιστός φίλος του κολλητηριού, θα απέφευγε να... εμπλακεί με καλώδια και πλακέτες προκειμένου να τοποθετήσει μια πρόσθετη μονάδα απεικόνισης. Το κόστος των παραπάνω μονάδων είναι τόσο μεγάλο, που αξίζει, ίσως, να αγοράσει κάποιος ένα καινούργιο τροφοδοτικό εφοδιασμένο, εξ αρχής, με όργανα μέτρησης. Προς τι λοιπόν το ενδιαφέρον για μια κατασκευή σαν την δίκιά μας; Η απάντηση είναι απλή: Η Μονάδα απεικόνισης για τροφοδοτικά που παρουσιάζουμε σε αυτές εδώ τις σελίδες, εκτός από την απεικόνιση της τάσης και του ρεύματος, καταφέρνει να απεικονίζει και κάμποσο ακόμα εξίσου χρήσιμα ηλεκτρικά μεγέθη. Δικαιολογεί, λοιπόν, και τα χρήματά της, αλλά και το χρόνο που απαιτεί για την εγκατάστασή της. Για την εμφάνιση των μετρούμενων και υπολογιζόμενων μεγεθών, χρησιμοποιεί μια φωτιζόμενη οθόνη υγρών κρυστάλλων (LCD) δύο ή τεσσάρων γραμμών. Οι τιμές των μεγεθών εμφανίζονται είτε με μορφή αριθμητικών χαρακτήρων είτε ως οριζόντιοι ράβδοι μεταβλητού μήκους προσομοιώνοντας τα αναλογικά όργανα μέτρησης. Οι τάσεις που μπορούν με μετρηθούν κυμαίνονται από 0 έως +30 V, ενώ τα ρεύματα μεταξύ 0 έως 5 Α ή 0 έως 50 Α (εξαρτάται από την τιμή της αισθητήριας αντίστασης). Θα ήταν όμως λάθος μας να σταματή- ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

21 σουμε εδώ. Αξιοποιώντας την υπολογιστική ισχύ του μικροελεγκτή μπορούμε να κάνουμε την κατασκευή μας να απεικονίζει την μεγίστη τιμή του ρεύματος που έχει απορροφήσει το φορτίο, την ισχύ που παρέχεται σε αυτό, τις αμπερώρες (Ah) που ζήτησε (εξαιρετικά χρήσιμη λειτουργία αν φορτίζετε μπαταρίες) και, τέλος, τις κιλοβατώρες (KWh) της ενέργειας που καταλήξανε σε αυτό. Επιτρέπει επίσης τον προσδιορισμό του χρόνου που θα θέσει αυτόματα εντός λειτουργίας τη μονάδα ισχύος του τροφοδοτικού, ενώ εποπτεύοντας την έξοδο ενός αισθητήρα θερμοκρασίας, μπορεί να αποφασίσει για το πότε θα την θέσει εκτός, διεγείροντας έναν (εξωτερικό) ηλεκτρονόμο. Με την προϋπόθεση πως ο αισθητήρας είναι θερμικά ενωμένος με τον ψύκτη των τρανζίστορ ισχύος του τροφοδοτικού, εξασφαλίζεται η καλύτερη δυνατή προστασία των τελευταίων έναντι των υπερβολικών απαιτήσεων του φορτίου. Το ίδιο όμως χρήσιμος μπορεί να φανεί και στην περίπτωση που μετρά τη θερμοκρασία μιας φορτιζόμενης μπαταρίας, διακόπτοντας τη φόρτιση μόλις εντοπίσει υπερθέρμανση. Στην περίπτωση που δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα θα πρέπει να είστε έτοιμοι να...αντιμετωπίσετε πάνω στην οθόνη το μήνυμα no sensor (σε οθόνες 4x16 χαρακτήρων) ή no tmp (σε οθόνες 2x16 χαρακτήρων). Ας μην πούμε όμως περισσότερα. Το ένθετο με τα τεχνικά χαρακτηριστικά της κατασκευής μας μιλάει από μόνο του. Το τεχνικό επιτελείο του Ελέκτορ μελετάει ήδη την προσθήκη και άλλων ακόμα λειτουργιών που αναμένεται να υλοποιηθούν με μια απλή αναβάθμιση του λογισμικού. Μικροελεγκτής με ADC Η κατασκευή μας αποτελείται από δύο δομικές μονάδες: την οθόνη LCD και την πλακέτα πάνω στην οποία περιέχονται τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η πρώτη διαθέτει δύο σειρές ακίδων κατά μήκος των μικρότερων πλευρών της (διάταξη DIP), ενώ η δεύτερη δύο σειρές αντίστοιχων υποδοχών. Με τον τρόπο αυτό η αποκατάσταση των συνδέσεών τους επιτυγχάνεται με ένα απλό κούμπωμα. Από τη στιγμή που κανείς δεν ήθελε εξαρτήματα Επιφανειακής Στήριξης (SMD) και με δοσμένο το μικρό μέγεθος της οθόνης, η πλακέτα της κατασκευής μας θα έπρεπε να ήταν αρκετά μικρή. Θα ήταν αδύνατον, επομένως, να φιλοξενήσει πολλά εξαρτήματα. Κατά συνέπεια, το κύκλωμα, όφειλε να είναι όσο το δυνατόν πιο απλό (σχ. 1). Οι παραπάνω απαιτήσεις μας ανάγκασαν να αναζητήσουμε ένα μικροελεγκτή που θα είχε μέσα του τις περισσότερες, αν όχι όλες, τις βαθμίδες που χρειαζόμασταν και, απαραιτήτως, ένα μετατροπέα Αναλογικού σε Ψηφιακό (A/D). Ως καταλληλότερος κρίθηκε ο AVR ATMega28-16PC της Atmel, που χρησιμοποιήσαμε τελικά στην εφαρμογή μας. Διαθέτει συνολικά 28 ακίδες που είναι κατανεμημένες σε τρεις (σχεδόν) ανεξάρτητες θύρες, σε ένα ζευγάρι ακίδων απαραίτητο για τη o p e n = 5 0 A /8 0 0 W Τ adjust o p e n = p e a k c u r r e n t lo w v o lta g e d e te c tio n c lo s e d = 5 A /1 5 0 W c lo s e d = A h Σχ. 1, Ένα τυπικό κύκλωμα μικροελεγκτή εξοπλισμένο με βαθμίδες π ροσαρμογής αναλογικώ ν τάσεων. 2 8 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

22 Σχ. 2. Οι τιμές των μετρούμενω ν μεγεθώ ν όπως φ αίνονται στην ο θ ό ν η της κατασκευής μας. σύνδεση του κρύσταλλου χρονισμού (Χ1 μαζί με τους πυκνωτές C10, C11) και μια ακόμα στην οποία εφαρμόζεται την στιγμή της επιβολής της τροφοδοσίας, το σήμα αρχικοποίησης (Power On Reset, POR). Για την παραγωγή του τελευταίου φροντίζει ένα τυπικό κύκλωμα αντίστασης πυκνωτή (R8, C6). Σημειώνουμε ότι η οθόνη LCD συνδέεται σε έξι ακίδες της θύρας D. Η εκάστοτε συμπεριφορά του μικροελεγκτή καθορίζεται μέσω των βραχυκυκλωτήρων JP1 - JP4 ως εξής: Ο JP1 χρησιμοποιείται αποκλειστικά και μόνο για τη βαθμονόμηση της μονάδας, όπως θα περιγραφτεί σε επόμενη ενότητα. Ο JP2 προσδιορίζει την περιοχή μέτρησης του ρεύματος (ανοικτός: 0-50 Α, κλειστός: 0-5 Α) στο επίπεδο του λογισμικού. Σε ότι αφορά στο υλικό, το εξάρτημα που αποτελεί το κλειδί για τη μέτρηση είναι η αισθητήρια αντίσταση που συνδέεται σε σειρά με το φορτίο Σχ. 3. Η σύνδεση της α ισθητήριας α ντίστασης. Ο έλεγχος χαμηλής τάσης τροφοδοσίας είναι εξ ορισμού εκτός λειτουργίας, αφού δεν έχει να προσφέρει τίποτα σε ένα τροφοδοτικό ισχύος που συνδέεται στο δίκτυο. Αποδεικνύεται όμως εξαιρετικά χρήσιμος στην περίπτωση που η πλακέτα μας χρησιμοποιείται σε κατασκευές που τροφοδοτούνται από επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Θα συμφωνήσετε και εσείς πως η παρακολούθηση της τάσης των τελευταίων έχει πολύ μεγάλη σημασία για την απρόσκοπτη λειτουργία των κατασκευών. Παρακολουθώντας την τάση στη θύρα ΡΒ3 (ακίδα 17) μπορείτε να έχετε μια καλή εικόνα για το τι συμβαίνει με τις μπαταρίες. Αν τη βρείτε υψηλή, η τάση τους είναι μικρότερη των +10,8 V. Αν τη βρείτε χαμηλή, είναι μεγαλύτερη των +11,8 V. Με τον τρόπο αυτό αποτρέπονται οι βαθιές εκφορτίσεις που είναι εξαιρετικά καταστροφικές για τις μπαταρίες. Η ενεργοποίηση της διαδικασίας εποπτείας της χαμηλής τάσης πραγματοποιείται μέσω του βραχυκυκλωτήρα JP3. Ο βραχυκυκλωτήρας JP4 προσδιορίζει το αν θα εμφανίζεται στην οθόνη των 2x16 χαρακτήρων η στιγμιαία τιμή του απορροφούμενου ρεύματος (κλειστός) ή οι αμπερώρες που έχει ζητήσει μέχρι εκείνη τη στιγμή το φορτίο (ανοικτός). Στην πιο συνηθισμένη περίπτωση (βραχυκυκλωτήρας κλειστός) εμφανίζονται στην οθόνη οι τιμές της τάσης, του στιγμιαίου ρεύματος, του μέγιστου ρεύματος και της ισχύος. Για λόγους που έχουν σχέση με την εξοικονόμηση χώρου, η τιμή του μέγιστου ρεύματος εμφανίζεται στο δεξιότερο μέρος της πρώτης γραμμής χωρίς το σύμβολό της. Η τιμή της ανανεώνεται συνεχώς για όση ώρα αυξάνεται το παρεχόμενο ρεύμα, ενώ μένει σταθερή όταν το ρεύμα είναι μικρότερο από αυτήν (για 2 sec). Ο παραπάνω βραχυκυκλωτήρας μπορεί να εισάγεται / αφαιρείται ακόμα και όταν η κατασκευή μας βρίσκεται σε κατάσταση λειτουργίας. Η ευκολία αυτή οφείλεται στο διαρκή υπολογισμό των Αμπερωρών που εκτελείται στο παρασκήνιο. Με λίγα λόγια, μπορείτε να αντικαταστήσετε το βραχυκυκλωτήρα με έναν συνηθισμένο διακόπτη ΟΝ - OFF που τοποθετώντας τον στην πρόσοψη του τροφοδοτικού, θα μπορείτε να επιλέγετε το τι θέλετε να βλέπετε! Από τη στιγμή που μια τόσο μικρή οθόνη όσο αυτή των 2x16 γραμμών δεν έχει χώρο για να δείξει όλα τα μετρούμενα / υπολογιζόμενα μεγέθη, θα έπρεπε να βρεθεί μια λύση για να τα...βλέπουμε όλα. Για το λόγο αυτό τοποθετήθηκε ο διακόπτης S1 (ποδαράκι 12) μέσω του οποίου μπορούμε να επιλέγουμε το ραβδόγραμμα της μέγιστης τιμής ρεύματος, της ενέργειας, των αμπερωρών, του χρόνου λειτουργίας και της θερμοκρασίας. Η μέτρηση του χρόνου είναι, ούτως ή άλλως, απαραίτητη για τον υπολογισμό των KWh και των Ah. Αν αντί για οθόνη των 2x16 χαρακτήρων χρησιμοποιήσετε μια των 4x20, τότε όλα τα παραπάνω μεγέθη εμφανίζονται ταυτόχρονα (σχ. 2). Σε μια τέτοια περίπτωση ο διακόπτης S1 είναι περιττός. Τα αναλογικά κυκλώματα Ο μετατροπέας Αναλογικού σε Ψηφιακό (A/D) του μικροελεγκτή επικοινωνεί με τον εξωτερικό κόσμο μέσω των ακίδων της θύρας C. Πιο συγκεκριμένα, στην είσοδο ADC0 (ακίδα 23) φθάνει μια τάση ανάλογη της τάσης εξόδου του τροφοδοτικού, ενώ στην ADC1 (ακίδα 24) μια τάση ανάλογη του ρεύματος φορτίου. Από τη στιγμή που το εύρος της αναλογικής τάσης σε κάθε μια από αυτές τις ακίδες οφείλει να είναι το πολύ ίσο με την τάση τροφοδοσίας του μικροελεγκτή (+5 V), είναι προφανές πως για την μέτρηση της τάσης εξόδου του τροφοδοτικού θα χρειαστούμε έναν ωμικό διαιρέτη. Με τη βοήθειά του, η τάση εξόδου των 0-30 V υποβιβάζεται σε μια περισσότερο ασφαλή κυμαινόμενη μεταξύ 0-4,7 V περίπου. Η δίοδος ζένερ D2 παίζει ρόλο ψαλιδιστή προστατεύοντας το μικροελεγκτή από τις επικίνδυνες αιχμές. Αν και η μέτρηση της τάσης εξόδου είναι μια απλή υπόθεση, δεν ισχύει, δυστυχώς, το ίδιο και για τη μέτρηση του ρεύματος. Το ρεύμα εξόδου (φορτίου) περνάει μέσα από μια αισθητήρια αντίσταση χαμηλής τιμής που παρεμβάλλεται μεταξύ της θετικής εξόδου του ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

23 τροφοδοτικού και του αντίστοιχου βύσματος στην πρόσοψη του κουτιού (σχ. 3). Ανάλογα με τη μεγίστη τιμή της διακύμανσής του η παραπάνω αντίσταση έχει τιμή 1 ιπω (περιοχή 0-50 Α) ή 10 πιω (περιοχή 0-5 Α). Οι ακίδες αίσθησης της αισθητήριας αντίστασης καταλήγουν στο κύκλωμα του τελεστικού ενισχυτή TL081 (IC4). Το εξάρτημα αυτό είναι καλωδιωμένο σαν ένας τυπικός μη αναστρέφων ενισχυτής, αν και ο τρόπος που τροφοδοτείται είναι λίγο ασυνήθιστος. Η ακίδα 4 του ολοκληρωμένου είναι συνδεδεμένη, ως είθισται, στη γη. Κατ αντιστοιχία η ακίδα 7 τροφοδοτείται από την τάση εξόδου του τροφοδοτικού όπως αυτή εμφανίζεται πάνω στο βύσμα της πρόσοψης του κουτιού. Μετρώντας την πτώση τάσης που προκαλεί το ρεύμα έχοντας ως αναφορά τη θετική γραμμή τροφοδοσίας αποφεύγουμε τη ρύθμιση της τάσης απόκλισης του τελεστικού λόγω του δυναμικού της γης. Κάτι τέτοιο, δεν ενοχλεί βέβαια το TL081, περιορίζει όμως το κύκλωμα επιτρέποντας του να μετράει το ρεύμα μόνο όταν η τάση εξόδου του τροφοδοτικού είναι μεγαλύτερη από +4,5 V. Η τάση απόκλισης της εξόδου ρυθμίζεται με τη βοήθεια μιας εξωτερικής μεταβαλλόμενης αντίστασης. Από εκεί και πέρα τα πράγματα είναι απλά. Η τάση εξόδου του τελεστικού οδηγείται μέσω του Τ 1 στην είσοδο ADC1 του μικροελεγκτή, προκειμένου να αξιολογηθεί η στάθμη της. Με επιλεγμένη κλίμακα μετρήσεων (0-50 Α) η διακριτική ικανότητα είναι ίση με 50 ma με δοσμένο, φυσικά, ότι ο μετατροπέας A/D εργάζεται με ανάλυση 10 δυαδικών ψηφίων. Λαμβάνοντας υπόψη ένα σφάλμα της τάξης του +/-1 ή των LSB οφειλόμενο στην κβαντοποίηση, το σφάλμα μέτρησης είναι ίσο με 1% (μετρούμενο ρεύμα ίσο με 10 Α). Η διακριτική ικανότητα είναι σαφώς καλύτερη στην κλίμακα των 0-5 Α, όπου το λιγότερο σημαντικό ψηφίο της απεικονιζόμενης τιμής αντιστοιχεί σε 5 ma. Για τη μέτρηση της τάσης ισχύουν περίπου τα ίδια πράγματα, μόνο που εδώ το λιγότερο σημαντικό ψηφίο αντιστοιχεί σε 30 mv. Οι παραπάνω τιμές κρίνονται στο σύνολό τους κάτι παραπάνω από ικανοποιητικές για ένα εργαστηριακό όργανο μέτρησης. Η τάση τροφοδοσίας του αναλογικού τμήματος της κατασκευής πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο καθαρή. Για Configuration and Security bits Π r Γ BootLockl2 I BootLock11 [" BootLock02 Γ BootLockOI Γ Lock2 Γ Lockl Γ Γ WOTON Γ IV CKOPT W EESAVE Γ B00TS21 Γ BOOTSZO P BOOTRST Γ BODLEVELP godenjiv SUT1 P SUTO P CKSEL3 P CKSEL2 P CKSEL1 P CKSELO PC Refer io device datasheet please Cancel [" Qk ClearAl j Sel Al ^tie Bead Ex. 4. Χαρακτηριστική οβόνη ρύθμισ ης των ψηφίων-ασφαλειώ ν του PonyProg. * Chip configuration Lock bits W LB1 P LB2 P BLB01 PBLB02 P BLB11 P BLB12 P P C Γ AVRctockf ^ T l KHz ^nj*j Reed Elate Cocftfl 8MHz Imprxtanf Prop armed bits are 0 (unchecked). unprogrammed bis are 1(checked) Calbrabon b)4e(st 0xfi8 0x68.0x60.0x62 (least srgnfrcant led) Ex. 5. Χαρακτηριστική οθ όνη ρύθμισ ης των ψηφίων-ασφαλειώ ν του TwinAVR. το λόγο αυτό φιλτράρεται από το συνδυασμό των L1 και C12. Ο προαιρετικός αισθητήρας θερμοκρασίας (LM335Z) συνδέεται στην είσοδο ADC5 (ακίδα 28) του μικροελεγκτή. Για την τροφοδοσία του μικροελεγκτή με +5 V μεριμνά ένας τυπικός σταθεροποιητής τύπου 7805 (IC1) περιστοιχισμένος από κάμποσους πυκνωτές και μια δίοδο προστασίας. Η είσοδος του καταλήγει στην ακίδα κόλλησης PC1. Σε αυτήν θα πρέπει να εφαρμόζουμε πάντα τάση μεγαλύτερη των +8 V και μικρότερη των +30 V. Την τάση αυτή θα πρέπει να την εξασφαλίσουμε με κάποιο τρόπο από το ίδιο το τροφοδοτικό στο οποίο σκοπεύουμε να ενσωματώσουμε την κατασκευή μας. Αν αντί για τροφοδοτικό επιτηρούμε μια μπαταρία των +12 V, τότε μπορούμε άμεσα να συνδέσουμε Σχ. 6. Η όψη μεταξοτυπίας πάνω στην οποία σημειώνεται η θέση των εξαρτημάτων. 30 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

24 BS250 BS250P Μ Η ' I 7 77 D S S Ό ( 3 ( 3 Σχ. 7. To BS250 δ ια τίθ ετα ι σ ε δ ύ ο π α ρ α λ λ α - γ ές μ ε δ ια φ ο - ρ ετικ ή ακίδων. Κατάλογος υλικών Αντιστάσεις. R1 = 2 7 Κ Ω R2.R3 = 2 7 Κ Ο 1 % R4 = 10ΚΩ 1 % R5 = 10 Ω R6.R8 = 1Κ Ω R7 = 10 0 Ω 0,1% R9 = 10 Κ Ω R10 = 10 Κ Ω 0,1% Ρ1 = 10ΚΩ ρυθμιστική Ρ2 = 100ΚΩ ρυθμιστική cermet δ ιά τα ξη Αισθητήρια αντίσταση ακρίβειας 1 πτιω 50 A 0.5%* ή 10 γυίω 5 A 0.5%*, τύπου PBV R001 ή R01 Πυκνωτές: (όλοι με απόσταση ακίδων 2,5 m m ) C1,C3-C7,C9,C12 = 10OnF C 2 = 10ΟμΡ 16V C 8 = 10nF C10,C11 = 22pF κεραμικός Ημιαγωγοί: D1 = 1N4004 D2,D3 = δίοδος ζένερ 7,2V 500 m V T1= BS250* IC1 = 7805 σθ220) IC2 = LM335 C092) a Σχ. 8. Το π α ρ α π ά νω FET έχει τη δ ι ά τα ξ η τω ν α κίδω ν το υ BS250P, α λ λ ά α ν α φ έ ρ ε τα ι ω ς BS250 (χω ρίς Ρ'Χ IC3 = A T M e g a 8 PC, προγραμματισμένος για οθόνες 4x20 χαρακτήρων, κωδικός: IC4 = TL081P (DID Πηνίο: L1 = 10μΗ Διάφορα: Χ1 = κρύσταλλος 8 MHz Μια επίχρυση βάση 8 ακίδων Μια επίχρυση βάση 28 ακίδων Οθόνη LCD 2x16 ή 4x20 χαρακτήρων με ακίδες σε διάταξη DIP και οπίσθιο φωτισμό JP1 = (προσωρινός) πιεστικός διακόπτης JP2.JP3 = βραχυκυκλωτήρας ή συρμάτινη γέφυρα JP4 = βραχυκυκλωτήρας ή διακόπτης μιας επαφής* Ψύκτης μορφής U θερμικής αντίστασης 12 K / W (για το IC1) 4 κύλινδροι απόστασης μήκους 18 m m Δ ύ ο σειρές των 10 υποδοχών με απόσταση ακίδων 2.0 m m (αφαιρέστε την μια υποδοχή) Πλακέτα, κωδικός: Λογισμικό: πρόγραμμα μικροελεγκτή και διάγραμμα τυπωμένου κυκλώματος**. *βλ. κείμενο ενημερωθείτε από τα γραφεία μας ή μέσω , την ακίδα PC1 στο θετικό της πόλο. Τονίζουμε πως στην περίπτωση που η τάση είναι μεγαλύτερη των +15 V θα πρέπει οπωσδήποτε να χρησιμοποιηθεί ψύκτης μεγαλύτερων διαστάσεων. Ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή Αν θέλετε να προγραμματίσετε μόνοι σας το μικροελεγκτή θα πρέπει να κατεβάσετε το σχετικό αρχείο.zip από το δικτυακό τόπο του Ελέκτορ. Περιέχει τον κώδικα σε μορφές.bin και.hex σε δύο παραλλαγές: μια για οθόνες LCD των 2x16 χαρακτήρων και μια για οθόνες των 4x20 χαρακτήρων. Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στα ψηφία - ασφάλειες. Στα σχ. 4 και οχ. 5 φαίνονται δύο χαρακτηριστικές οθόνες σχετικές με την παραπάνω ρύθμιση, προερχόμενες από τα προγράμματα TwinAVR και PonyProg. Ο μικροελεγκτής που διατίθεται προγραμματισμένος από τα γραφεία μας περιλαμβάνει το λογισμικό υποστήριξης των μεγάλων οθονών. Θυμηθείτε επίσης, πως όταν θελήσετε να κάνετε αναβάθμιση λογισμικού, θα πρέπει υποχρεωτικά προτού περάσετε τον καινούργιο κώδικα, να παρεμποδίσετε τη διαγραφή της μνήμης EEPROM, ενεργοποιώντας το ομώνυμο ψηφίο - ασφάλεια. Με αυτόν τον τρόπο θα διατηρηθούν όλες οι ρυθμίσεις που θα έχετε κάνει έως εκείνη τη στιγμή. Συναρμολόγηση, ρύθμιση και εγκατάσταση Η συναρμολόγηση των εξαρτημάτων γίνεται πάνω στην πλακέτα που φαίνεται στο σχ. 6. Η απουσία Εξαρτημάτων Επιφανειακής Στήριξης εγγυάται την εύκολη και απροβλημάτιστη λειτουργία της πλακέτας. Σε αυτό άλλωστε συντελεί και η χρήση βάσεων για τα δύο ολοκληρωμένα. Σε ότι αφορά την οθόνη LCD μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιουσδήποτε τύπους των 2x16 ή των 4x20 χαρακτήρων, αφού όλοι έχουν το ίδιο μέγεθος. Αυτό που θα πρέπει να σας απασχολήσει είναι η θέση των ακίδων τους (διάταξη DIL). Ο αισθητήρας θερμοκρασίας μπορεί να κολληθεί απευθείας πάνω στην πλακέτα ή στα άκρα ενός θωρακισμένου καλωδίου μικρού μήκους που θα τον ενώνει με αυτήν. Το ένα από τα δύο άκρα ισχύος της αισθητήριας αντίστασης συνδέεται κατ ευθείαν στο βύσμα της θετικής γραμμής ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

25 του τροφοδοτικού (ή του θετικού πόλου της μπαταρίας). Το καλώδιο που μεταφέρει την τάση αυτού του σημείου στην πλακέτα καταλήγει στην ακίδα κόλλησης ΡΩ4της πλακέτας. Το άλλο άκρο ισχύος της αισθητήριας αντίστασης συνδέεται με ένα καλώδιο μεγάλης διατομής στην έξοδο του τροφοδοτικού ή με ένα μικρότερης διατομής αλλά σαφώς μικρότερου μήκους. Από το ίδιο σημείο ξεκινάει και ένα ακόμα (λεπτότερο) καλώδιο που μεταφέρει την τάση του παραπάνω σημείου στην πλακέτα της κατασκευής μας. To FET που συνδέεται στην έξοδο του τελεστικού είναι τύπου BS250 ή BS250P. Και οι δύο παραλλαγές αφορούν στον ίδιο τύπο εξαρτήματος, διαφέροντας μόνο σε ότι αφορά τη θέση των ακίδων της Πηγής (Source) και της Εκροής (Drain). Το περίεργο είναι ότι διατίθενται στην αγορά πολλά FET με διάταξη ακίδων σύμφωνη με αυτή του BS250P, αλλά στη θήκη τους δεν σημειώνεται ο χαρακτήρας Ρ. Αν δεν θέλετε να πέσετε σε μια τέτοια παγίδα συμβουλευτείτε τη φωτογραφία του σχ. 8. Σε οποιαδήποτε περίπτωση, η εσφαλμένη τοποθέτηση του FET θέτει σε κίνδυνο την...ακεραιότητα του μετατροπέα A/D που φιλοξενείται στο εσωτερικό του μικροελεγκτή. Από τη στιγμή που ολοκληρώσετε τη συναρμολόγηση της πλακέτας, το επόμενο που έχετε να κάνετε, είναι ένας σχολαστικός οπτικός έλεγχος. Αμέσως μετάπροχωράτε στον...ηλεκτρικό έλεγχο, συνδέοντάς την σε μια μπαταρία των 12 V ή σε ένα τροφοδοτικό ρυθμισμένο στα +13,8 V. Και στις δύο περιπτώσεις καλό είναι να αποφύγετε τη σύνδεση οποιουδήποτε φορτίου. Την πρώτη φορά που θα θέσετε σε λειτουργία την κατασκευή είναι απαραίτητο να προχωρήσετε σε μια σειρά ρυθμίσεων οι οποίες αντισταθμίζουν τις ανοχές των αντιστάσεων R2 - R4 (1%). Για να τις διεκπεραιώσετε, θα πρέπει να συνδέσετε ένα πολύμετρο (βολτόμετρο) στην έξοδο του τροφοδοτικού και έναν πιεστικό διακόπτη στις ακίδες του βραχυκυκλωτήρα JP1. Στη συνέχεια, πιέστε το διακόπτη τόσες φορές, όσες χρειάζεται για να δείτε στην οθόνη LCD την ίδια ένδειξη τάσης που βλέπετε και στην οθόνη του πολυμέτρου σας. Τονίζουμε ότι αυτή η ρύθμιση πραγματοποιείται έχοντας ρυθμίσει το τροφοδοτικό στα +13,8 V και έχοντας αποσυνδέσει οποιοδήποτε Σχ. 10. Η ο θ ό ν η LCD ε φ α ρ μ ό ζ ε ι α π ό λ υ τα σ τη ν π λα κ έτα τη ς κ α τα σ κευής. φορτίο. Η τελική ρύθμιση αποθηκεύεται αυτόματα στην EEPROM του μικροελεγκτή μετά από 10 δευτερόλεπτα. Αν για κάποιο λόγο θελήσετε να επαναλάβετε την παραπάνω ρύθμιση κάποια άλλη στιγμή, κρατήστε συνεχώς πιεσμένο το διακόπτη και δώστε τροφοδοσία στην πλακέτα. Μόλις δείτε το σχετικό μήνυμα στην οθόνη, επαναλάβατε τη διαδικασία που αναφέραμε προηγουμένως. Στη συνέχεια είναι σκόπιμο να επέμβετε στη ρυθμιστική αντίσταση Ρ2, έτσι ώστε να φέρετε στα ίσα της την ένδειξη του ρεύματος (ρύθμιση συμμετρίας του IC4). Γ ια το σκοπό αυτό αρκεί να συνδέσετε στην έξοδο του τροφοδοτικού ένα φορτίο σε σειρά με το πολύμετρό σας που θα έχετε ήδη γυρίσει στην κλίμακα των Αμπέρ. Περιστρέψτε το δρομέα του Ρ2 έως ότου η ένδειξη ρεύματος στην οθόνη LCD συμπέσει με εκείνη του πολυμέτρου. Αν αποφασίσετε να χρησιμοποιήσετε το LM335, τότε θα πρέπει να υπολογιστεί και γι αυτό ο σχετικός διορθωτικός συντελεστής. Η διαδικασία είναι ανάλογη με εκείνες των προηγουμένων ρυθμίσεων. Αναζητήστε ένα ψηφιακό θερμόμετρο, τοποθετήστε το κοντά στον αισθητήρα και πιέστε το διακόπτη του βραχυκυκλωτήρα JP1 τόσες φορές, όσες απαιτούνται για τη σύμπτωση των δύο ενδείξεων (θερμομέτρου και οθόνης LCD). Σε κάθε μια πίεση η ένδειξη μεταβάλλεται κατά 1 oc, επιστρέφοντας αυτόματα στους 0 oc μόλις εμφανιστεί στην οθόνη η τιμή των 20 oc. Ο διορθωτικός συντελεστής αποθηκεύεται (όπως και οι προηγούμενοι) στην μνήμη EEPROM. Οι ρυθμίσεις ολοκληρώνονται με μια μικρή επέμβαση στο δρομέα της Ρ1. Περιστρέψτε τον έως ότου πάρετε την καλύτερη δυνατή αντίθεση στην οθόνη LCD. Προγραμματισμένες αναβαθμίσεις Ο συγγραφέας εργάζεται ήδη για την ανάπτυξη ενός ελαφρά τροποποιημένου λογισμικού που θα επιτρέπει τη χρήση των νεότερων ATMega88 και ATMega168. Οι τύποι αυτοί έχουν την ίδια διάταξη ακίδων με αυτήν του χρησιμοποιούμενου μικροελεγκτή, διαθέτοντας μεγαλύτερη μνήμη EEPROM. Στη συνέχεια παραθέτουμε τις πρόσθετες λειτουργίες που θα είναι σε θέση να υλοποιήσει το καινούργιο λογισμικό. Γ ια μερικές από αυτές η ανάπτυξη έχει ήδη ολοκληρωθεί, ενώ για τις υπόλοιπες χρειάζεται λίγα ακόμα δουλειά. Αποθήκευση σε μνήμη του χρόνο λειτουργίας, τις KWh και τις Ah με δυνατότητα διαγραφής. Επιλογή από μια μεγάλη ποικιλία αισθητηρίων αντιστάσεων (1 mo, 10 πιω ή 60 πιω τύπου DIN. Μια επίσκεψη στο δικτυακό τόπο του Ελέκτορ είναι αρκετή για να ενημερωθείτε σχετικά με την ημερομηνία που θα είναι διαθέσιμη η αναβαθμισμένη έκδοση του λογισμικού. ( ) Δ ι κ τ υ α κ ο ί σ ύ ν δ ε σ μ ο ι Δ ι κ τ υ α κ ό ς τ ό π ο ς τ ο υ σ υ γ γ ρ α φ έ α : h ttp ://w w w.d g 7 x o.d e /s e lb s tb a u /n t- power-modul. html Πληροφορίες σχετικές με το BS250: h ttp ://w w w. dg 7χο. d e /s e lb s tb a u /d c - power-meter_info_bs250.pdf 32 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

26 Πλακέτα οδήγησης για λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας Προθέρμανση, ανάφλεξη και φωτισμός με ένα ολοκληρωμένο και λίγα εξαρτήματα Από τον Τ. A. Babu Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως μπορεί να μας υπηρετούν για περισσότερο από ένα αιώνα, αλλά σύντομα 9α μπουν στο περιδώριο υποκαδιστούμενοι από τους λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας. Τις υπηρεσίες που μέχρι σήμερα προσέφεραν για τον φωτισμό του γραφείου μας, των δρόμων και του δωματίου, αναλαμβάνουν σιγά-σιγά οι ηλεκτρονικοί λαμπτήρες CFL (compact fluorescent lamps-συμπαγείς λαμπτήρες φδορισμού). Σε αντίδεση με τους παλιούς λαμπτήρες πυρακτώσεως, οι λαμπτήρες CFL για να ανάψουν και να λειτουργήσουν σωστά, προϋποδέτουν και την παρουσία κάποιων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Στην συνέχεια του άρδρου περιγράφουμε ένα κύκλωμα για την δουλειά αυτή. Η μικρή πλακέτα που παρουσιάζουμε είναι σχεδιασμένη για την οδήγηση ενός γυμνού ηλεκτρονικού λαμπτήρα, ενός δηλαδή σωλήνα φθορισμού ο οποίος δεν διαθέτει κανένα κύκλωμα οδήγησης στην φωλιά (ντουί) που βιδώνει στην υποδοχή τροφοδοσίας του λαμπτήρα. Οι γυμνοί λαμπτήρες CFL διατίθενται σε διάφορες μορφές και σχήματα, και συνήθως διαθέτουν τέσσερις ακροδέκτες. Αντίθετα, οι εμπορικοί λαμπτήρες CFL κυκλοφορούν σαν έτοιμα υποκατάστατα Σχήμα 1. Ένας λαμπτήρας CFL με βιδωτή βάση τύπου για άμεση αντικατάσταση των παραδοσιακών λαμπτήρων πυρακτώσεως. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

27 F1 Σχήμα 3. Κυκλωματιχό διάγραμμα του κυκλώματος οδήγησης ενός λαμπτήρα CFL Ολη σχεδόν την δουλειά την κάνει ένα ολοκληρωμένο FAN7710 της Fairchilp. Σχήμα 2. Παράδειγμα γυμνού λαμπτήρα CFL με ακροδέκτες. Ο συγκεκριμένος λαμπτήρας διαθέτει μόνον δύο ακροδέκτες, αλλά ο πυκνωτής βρίσκεται στο μέρος του στελέχους που προεξέχει μεταξύ των ακροδεκτών. 3 4 ΕΛΕΚΓΟΡ 2/2008

28 Σχήμα 4. Λειτουργικό διάγραμμα του FAN7710 της Fairchild. bobbin spacers / \ Σχήμα 5. Κατασκευή και συναρμολόγηση του πηνίου του κυκλώματος. m don t forget to place and adjust spacers to get required inductance value winding on bobbin with isolation tape των παλιών λαμπτήρων πυρακτώσεως (οι οποίοι σύντομα θα καταργηθούν δια νόμου!), και διαθέτουν μία βάση από κεραμικό ή ABS με το παραδοσιακό σπείρωμα Ε (όπου το Ε προέρχεται από το Edison ). Οι σύγχρονοι αυτοί λαμπτήρες -ένα παράδειγμα των οποίων εικονίζεται στο Σχήμα 1- αναφέρονται συχνά και ως ηλεκτρονικοί λαμπτήρες οικονομίας" ή βιδωτοί λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας, και πωλούνται σε τιμές από 3 ευρώ έως 10 ευρώ ανάλογα με τον τύπο και την ισχύ. Το κύκλωμα που παρουσιάζουμε αποτελεί μία ξεχωριστή πλακέτα ελέγχου που αποσκοπεί για χρήση με γυμνούς λαμπτήρες CFL (Σχήμα 2) οι οποίοι συνήθως απαντώνται στην βιομηχανία (έχουν ήδη αρχίσει να υποκαθιστούν τον φωτισμό λαμπτήρων υδραργύρου). Οι γυμνοί λαμπτήρες CFL είναι σχεδιασμένοι για χρήση με ξεχωριστό κύκλωμα ελέγχου. Όπως ισχύει και με τους παραδοσιακούς λαμπτήρες φθορισμού, το κύκλωμα και ο λαμπτήρας θα πρέπει να είναι συμβατά μεταξύ τους. Οι εν λόγω λαμπτήρες διατίθενται σε εκδόσεις μικρής EAEKTOP

29 ισχύος για την αντικατάσταση των παραδοσιακών λαμπτήρων πυρακτώσεως, αλλά και σε εκδόσεις μέσης και μεγάλης ισχύος για την αντικατάσταση των παραδοσιακών λαμπτήρων φθορισμού ή ακόμη και των λαμπτήρων εκφόρτισης υψηλής έντασης (HID). Όποιος θέλει να έχει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους λαμπτήρες CFL και τα αντίστοιχα κυκλώματα οδήγησης, μπορεί να επισκεφθεί τον δικτυακό τόπο την παραπομπής [1], Εάν πιστέψουμε αυτά που αναγράφονται στην συσκευασία, ένας λαμπτήρας CFL με ισχύ 20 W έχει ίδια απόδοση με ένα λαμπτήρα πυρακτώσεως με ισχύ 100 W, και κατά συνέπεια προσφέρει μία οικονομία της τάξης του 75 % τουλάχιστον. Από την άλλη βέβαια δεν υπάρχουν επίσημες μέθοδοι επιβεβαίωσης των συγκεκριμένων ισχυρισμών! Παρότι ένας λαμπτήρας τύπου CFL έχει σίγουρα μεγαλύτερη διάρκεια ζωής συγκρινόμενος με τον προκάτοχο του από βολφράμιο, το θέμα τιμή / διάρκεια ζωής έχει εγείρει πολλές διαμάχες σχετικά με το κατά πόσον τα πάντα είναι πράσινα και όμορφα. Στο συγκεκριμένο πάντως άρθρο δεν πρόκειται να ασχοληθούμε καθόλου με αυτό το ζήτημα, και θα περιοριστούμε στις καθαρά τεχνικές απόψεις που αφορούν τον έλεγχο ενός γυμνού λαμπτήρα CFL. Η ενεργοποίηση ενός γυμνού λαμπτήρα φθορισμού Το κύκλωμα που εικονίζεται στο Σχήμα 3 χρησιμοποιεί ένα εξειδικευμένο ολοκληρωμένο τύπου FAN7710 από την Fairchild. Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 4, η εν λόγω μονάδα συνδυάζει ένα κύκλωμα οδήγησης πύλης στα 625 V, δύο MOSFET στα 550 V, ένα κύκλωμα ελέγχου συχνότητας και ένα ρυθμιστή διακλάδωσης (shunt), μαζί με έλεγχο ZVS και λειτουργία ανίχνευσης ανοικτού κυκλώματος λαμπτήρα, όλα στριμωγμένα σε ένα πραγματικά συμπαγές ολοκληρωμένο 8 ακροδεκτών σε συσκευασία DIP. Η υψηλή του λειτουργικότητα μαζί με τις βαθμίδες προστασίας εξοικονομούν χώρο στο κύκλωμα, μειώνουν την κατανάλωση και εξασφαλίζουν αυξημένη αξιοπιστία. Μπράβο! Η γραμμή της τάσης εισόδου (στην Σχήμα 6. Το σχέδιο τοποθέτησης των εξαρτημάτων στην πλακέτα. Η σχεδίαση της πλευράς του χαλκού έχει λάβει υπόψη και την ηλεκτρική ασφάλεια. Κατάλογος εξαρτημάτων Αντιστάσεις: R1 = 470 ΚΩ R2 = 82 ΚΩ Πηνία: L1 = 2,5 mh (δείτε δίπλα) Πυκνωτές: C1 = 100 nf 25 V C2 = 470 pf 1000 V C3 = 33 nf 630 V C4 = 10 pf 400 V C5 = 10 pf 50 V C6 = 2 nf V Ημιαγωγοί: D1, D2, D7 = UF4007 D3 - D6 = 1N4007 IC1 = FAN7710N (Fairchild) Δ ιά φ ο ρ α K1, K2, K3 = Τερματικοί α κρ ο δ έκτες πλακέτας με βήμα 7,5m m le a d p itc h F1 τήξεω ς) = α σ φ ά λεια, 100mAT (βραδείας Πλακέτα, ολο κληρω μ ένο FAN7710N και πηνίο 2,5 mh, κω δικός π α ρ α γγελία ς από τα γ ρ α φ εία το υ π εριοδικού Ελεκτορ. 36 Ελ ε κ τ ο ρ 2/2008

30 συγκεκριμένη περίπτωση 230 VAC 50 Hz) υπόκειται αρχικά σε μία ανόρθωση για να προκόψει μία τάση διαύλου περίπου 320 V DC. Η αντίσταση εκκίνησης R1 παρέχει την αρχική (μικρό-) ισχύ στο ολοκληρωμένο FAN7710. Το ολοκληρωμένο αρχίζει στην συνέχεια να ταλαντώνεται και το κύκλωμα ενίσχυσης τάσης που αποτελείται από τα C2, D2 και D7 παρέχει ρεύμα στον ακροδέκτη VDD, ο οποίος στην συνέχεια σταθεροποιείται μέσω του εσωτερικού ρυθμιστή διακλάδωσης στα 15 V. Το κύκλωμα ταλάντωσης του FAN7710 παρέχει τρεις διαφορετικές συχνότητες: μία για την προθέρμανση του αερίου στον σωλήνα φθορισμού, μία για την εκκίνηση αυτού και μία για την κατάσταση λειτουργίας (δείτε το ένθετο με τις αντίστοιχες -απλοποιημένες- μαθηματικές σχέσεις). Εκτός από όλα αυτά, προστατεύει το κύκλωμα της βάσης από χαμηλές τάσεις AC καθώς και από συνθήκες απουσίας του λαμπτήρα. Η ασφάλεια F1 στην γραμμή τροφοδοσίας παρέχει την τυπική ηλεκτρική προστασία. Κατασκευή του πηνίου Η πλακέτα, το ολοκληρωμένο FAN7710N, και το πηνίο των 2,5-mH διατίθενται σαν σετ από τα γραφεία του περιοδικού. Παρόλα αυτά όμως όποιος επιθυμεί μπορεί να προμηθευτεί τα μέρη του πηνίου και να το κατασκευάσει μόνος του. Ας καταγράψουμε πρώτα τις προδιαγραφές του πηνίου: Επαγωγή: 2,5 πιη Υλικό πυρήνα: Epcos Ν19 ή ισοδύναμο Μέγεθος πυρήνα: 20/10/6 Μπομπίνα: Ε19 Κενό: 1,5 πιπι Διάμετρος ύρματος: 0,2 mm (SWG #32) Πλήθος σπειρών: 280 Τώρα μπορούμε να μελετήσουμε το Σχήμα 5 σχετικά με τις κατασκευαστικές λεπτομέρειες. Στην αρχή τυλίγουμε τις 280 σπείρες του επισμαλτωμένου χάλκινου σύρματος (ECW) στην μπομπίνα τύπου Ε19. Με την βοήθεια ενός ξυραφιού, γυμνώνουμε τις άκρες του σύρματος σε μία απόσταση περίπου 5 mm. Τρεις συχνότητες Σε κανονική λειτουργία, η συχνότητα ταλάντωσης του FAN7710 ισούται με: f = 4 X 109 / RT όπου RT = R2 = 82 ko. Η συχνότητα προθέρμανσης είναι ό μ ω ς αρκετά υψηλότερη, και υπολογίζεται από την σχέση: f pre = 1,6 X f osc Και τέλος έχουμε την συχνότητα εκκίνησης, την οποία παίρνουμε από την σχέση: f = [0,3 X (5 - V rcu) + 1] X f ign CPH osc όπου V cph είναι η τάση στον C3, Στην συνέχεια εφαρμόζουμε λίγη κόλληση και ελέγχουμε την ηλεκτρική συνέχεια του πηνίου. Περνάμε τα πτερύγια (σε μορφή Ε) του πυρήνα μέσα στην μπομπίνα όπως περιγράφεται στο σχήμα και ρυθμίζουμε το κενό αέρα στο 1,5 mm, το οποίο είναι απαραίτητο για να επιτύχουμε την επιθυμητή επαγωγή. Το τελευταίο βήμα είναι να τυλίξουμε το πλαίσιο του πυρήνα με μονωτική ταινία. Η πλακέτα Στα εργαστήρια του περιοδικού Ελεκτορ σχεδιάσαμε μία πλακέτα για το κύκλωμα της κατασκευής, η οποία εικονίζεται στο Σχήμα 6 μαζί με το σχέδιο τοποθέτησης των εξαρτημάτων. Για όσους ενδιαφέρονται να κατασκευάσουν οι ίδιοι την πλακέτα, το σχέδιο της χάλκινης πλευράς της πλακέτας διατίθεται με μορφή αρχείου pdf. Γ ια την διευκόλυνση μάλιστα των αναγνωστών, το σχέδιο περιλαμβάνεται σε κανονική και σε κατοτττρική μορφή. Ζητήστε το μας είτε τηλεφωνικά είτε μέσω . Η τοποθέτηση των εξαρτημάτων είναι απλούστατη, αφού η πλακέτα είναι ιδιαίτερα ευρύχωρη και τα εξαρτήματα είναι όλα σε τυπική συσκευασία. Η καλωδίωση προς το δίκτυο και τον λαμπτήρα καθώς και όλες οι υπόλοιπες συνδέσεις θα πρέπει να είναι σύμφωνες με τους κανόνες ηλεκτρικής ασφάλειας. Προσοχή Το κύκλωμα συνδέεται απ ευθείας με το δίκτυο και φέρει θανατηφόρες τάσεις. Θα πρέπει κατά συνέπεια να εφαρμόζονται όλοι οι κανόνες ηλεκτρικής προστασίας, έτσι ώστε να μην υπάρχει ενδεχόμενο επαφής με κάποιο μέρος του κυκλώματος όταν αυτό είναι σε λειτουργία. ( Ι) Σ ύ ν δ ε σ μ ο ι σ τ ο δ ι α δ ί κ τ υ ο [ 1 ] w w w. p a v o u k. o r g / h w / l a m p / e n i n d e x. h t m l ΕΛΕΚΓΟΡ 2/

31 Μετρήσεις απόδοσης σε χαμηλή ισχύ Ενας πρακτικός οδηγός Από τους Michael Day και Jatan Nalk, Texas Instruments Η συνολική απόδοση ενός συστήματος αποτελεί σημαντική σχεδιαστική παράμετρο, ειδικά για διατάξεις που τροφοδοτούνται από μπαταρία δεδομένου ότι έχει να κάνει τόσο με την απαιτούμενη χωρητικότητα της μπαταρίας όσο και τον χρόνο λειτουργίας της συσκευής. Σωστοί υπολογισμοί της απόδοσης του συστήματος αλλά και του χρόνου λειτουργίας είναι δυνατόν να επιτευχδούν μόνον εφ όσον οι μετρήσεις απόδοσης της τροφοδοσίας είναι ακριβείς. Switching Converter Static vs Dynamic Losses lout Σχήμα 1. Σύγκριση στατικών και δυναμικών απωλειών ενός μεταγωγέα. Σχήμα 2. Η λειτουργία μεταγωγής σε κατάσταση PFM. Τα περισσότερα συστήματα που τροφοδοτούνται από μπαταρία, για να βελτιώσουν την απόδοση της τροφοδοσίας σε υψηλά φορτία αξιοποιούν μία τεχνική τροφοδοσίας η οποία καλείται διαμόρφωση παλμών κατά συχνότητα [pulse frequency modulation (PFM)]. Τα ίδια χαρακτηριστικά που επιτρέπουν την τεχνική PFM να επιτυγχάνει υψηλές αποδόσεις στην παροχή τροφοδοσίας, αποτελούν προκλήσεις στην διαδικασία σωστής μέτρησης και υπολογισμού της απόδοσης. Όταν πραγματοποιούμε μετρήσεις σε μετατροπείς DC/DC που χρησιμοποιούν τεχνική PFM, θα πρέπει να δίνεται η κατάλληλη προσοχή ώστε οι μετρήσεις να είναι ακριβείς. Λόγω της φύσης του μετατροπέα που λειτουργεί με διαμόρφωση PFM, η διάταξη ελέγχου είναι διαφορετική από αυτή ενός μετατροπέα που λειτουργεί με διαμόρφωση PWM. Πραγματικά, μία λανθασμένη διάταξη δοκιμών είναι δυνατόν να οδηγήσει σε εσφαλμένα δεδομένα μετρήσεων τα οποία είναι πιθανόν να αποκλίνουν σημαντικά από τις προδιαγραφές του φυλλαδίου δεδομένων. Στο άρθρο που ακολουθεί μελετάμε την τεχνική PFM καθώς και το πώς μας βοηθάει να διατηρούμε υψηλές αποδόσεις σε μικρά φορτία. Δίνουμε επίσης μερικές βασικές κατευθύνσεις οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν τον μηχανικό στο να πάρει ακριβείς μετρήσεις απόδοσης. Διαμόρφωση παλμών κατά συχνότητα (PFM) Η διαμόρφωση παλμών κατά συχνότητα είναι μία μέθοδος μεταγωγής η οποία χρησιμοποιείται ευρύτατα σε μετατροπείς τάσης DC/DC με σκοπό να βελτιώσει την απόδοση σε χαμηλά φορτία. Η συγκεκριμένη μέθοδος αναφέρεται επίσης σαν κατάσταση ριπής (burst mode) ή κατάσταση εξοικονόμησης ισχύος (power save mode (PSM)). Η τεχνική PSM παρουσιάζει σε σχέση με την παραδοσιακή τεχνική PWM ένα βασικό πλεονέκτημα: στα μικρά φορτία, μειώνει την απαγόμενη ισχύ. Ένας μετατροπέας μεταγωγής εμφανίζει δύο τύπους απω- 38 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

32 λειών: στατικές και δυναμικές. Οι στατικές απώλειες είναι σταθερές ανεξάρτητα του φορτίου του ρεύματος, ενώ αντίθετα οι δυναμικές απώλειες αυξάνουν παράλληλα με το ρεύμα του φορτίου. Ένα παράδειγμα στατικών απωλειών είναι το ρεύμα ηρεμίας που αναλώνεται σε ένα ολοκληρωμένο. Το συγκεκριμένο ρεύμα χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των εσωτερικών κυκλωμάτων όπως είναι οι τελεστικοί ενισχυτές, τα εσωτερικά ρολόγια κ.λ.π. Οι δυναμικές απώλειες από την άλλη διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: απώλειες αγωγής και απώλειες μεταγωγής. Οι απώλειες αγωγής εξαρτώνται από το φορτίο και περιλαμβάνουν απώλειες οφειλόμενες σε πτώσεις τάσης στα MOSFET του τροφοδοτικού και τις επαγωγές. Όσο υψηλότερα τα ρεύματα, τόσο μεγαλύτερες οι απώλειες. Ένας μετστροπέ- Σχήμα 3. Σύγκριση απόδοσης μεταξύ PFM και PWM έπειτα από ακριβείς μετρήσεις απόδοσης. TPS62350 Efficiency (Vln=3.6V, Vout-1.2V) Output Current (ma) Σχήμα 4. Διάταξη μέτρησης απόδοσης σε λειτουργία PWM. Ελ ΕΚΤΟΡ 2/

33 απώλειες επικρατούν σε χαμηλότερα ρεύματα εξόδου. Σχήμα 5. Κυματομορφές ρεύματος εισόδου. Σχήμα 6. Διάταξη μέτρησης απόδοσης σε λειτουργία PFM. TPS62350 Efficiency (Vin=3.6V, Vout=1.2V) Output Current (ma) Σχήμα 7. Σύγκριση λειτουργίας PFM με και χωρίς πυκνωτές εισόδου. ας όμως έχει και απώλειες εξαρτώμενες από την συχνότητα μεταγωγής, στις οποίες περιλαμβάνονται απώλειες ενεργοποίησης και διακοπής των MOSFET, απώλειες οδήγησης πυλών, και απώλειες στο σώμα των διόδων οι οποίες εμφανίζονται σε κάθε κύκλο μεταγωγής. Όπως υποδηλώνει και το όνομα τους οι συγκεκριμένες απώλειες είναι ανάλογες της συχνότητας μεταγωγής, και οι περισσότερες απώλειες εξαρτώνται επίσης και από το φορτίο. Στο Σχήμα 1 περιγράφονται οι δυναμικές και στατικές απώλειες των ολοκληρωμένων χαμηλής ισχύος. Η συγκεκριμένη καμπύλη δείχνει ότι οι δυναμικές απώλειες επικρατούν στα υψηλότερα ρεύματα εξόδου, ενώ οι στατικές Κατάσταση εξοικονόμησης ισχύος (PSM) Σε μία προσπάθεια μείωσης των απωλειών στα μικρά φορτία, πολλοί μετατροπείς λειτουργούν σε κατάσταση εξοικονόμησης ισχύος. Στην κατάσταση αυτή, για μικρά φορτία χρησιμοποιείται ένα τύπος λειτουργίας PFM. Η συγκεκριμένη λειτουργία χρησιμοποιεί διάφορα σχήματα εξοικονόμησης ενέργειας, με σκοπό να διατηρήσει υψηλή απόδοση σε μικρά φορτία. Σε αντίθεση με την κατάσταση PWM στην οποία ο μετατροπέας βρίσκεται σε διαρκή μεταγωγή, η λειτουργία PFM επιτρέπει στον μετατροπέα να μετάγει σε σύντομες ριπές. To TPS62350 βελτιστοποιεί την απόδοση σε όλο το εύρος της τάσης εισόδου, αλλάζοντας το ρεύμα φόρτου όταν εισέρχεται σε λειτουργία PFM. Το κατώφλι ρεύματος για να εισέλθει σε λειτουργία PFM είναι Vin/25 Ω και όταν βρεθεί σε αυτή τη λειτουργία, μετάγει μόνον όσο χρειάζεται για να εξυπηρετήσει το φορτίο και να διατηρήσει την τάση εξόδου. Όταν η τάση εξόδου πέσει κάτω από ένα προκαθορισμένο σημείο το ολοκληρωμένο ξαναρχίζει την μεταγωγή, και όσο αυτό μετάγει η τάση εξόδου αυξάνει. Αυτό μπορεί να διαρκέσει για ένα ή περισσότερους κύκλους. Μόλις η τάση φθάσει πάνω από το κατώφλι σταθεροποίησης, ο μετατροπέας διακόπτει εκ νέου την μεταγωγή. Η τάση εξόδου πέφτει, ενώ το ρεύμα φορτίου παρέχεται από τον πυκνωτή εξόδου. Όταν η τάση εξόδου πέσει ξανά κάτω από το κατώφλι, ο μετατροπέας ξεκινά ξανά την μεταγωγή. Στην διάρκεια που ο μετατροπέας δεν μετάγει, μπορούμε να επιτύχουμε σημαντική εξοικονόμηση ισχύος. Στο Σχήμα 2 εικονίζεται αυτή η διαδικασία μεταγωγής. Όταν ο μετατροπέας δεν μετάγει, το ρεύμα ηρεμίας μειώνεται σημαντικά μέσω διακοπής όλων των εσωτερικών κυκλωμάτων που δεν χρησιμοποιούνται. Το μόνο ενεργό εσωτερικό κύκλωμα που παραμένει ενεργό είναι ο συγκριτής που παρακολουθεί την τάση εξόδου. Όταν δεν υπάρχει μεταγωγή, όλες οι απώλειες μεταγωγής μηδενίζονται. Οι περισσότεροι μετατροπείς λειτουργούν σε κατάσταση ασυνεχούς αγωγής (DCM) όντας σε λειτουργία PFM. Η κατάσταση DCM διατηρεί το ρεύμα του πηνίου σε θετικές τιμές, διαφορετικά θα εδημιουργούντο περιττές απώλειες τόσο στην επαγωγή όσο και στους διακόπτες ισχύος. Το αποτέλεσμα των συγκεκριμένων σχημάτων εξοικονόμησης ισχύος είναι μία σημαντική αύξηση της απόδοσης σε μικρά φορτία, συγκρινόμενη με την τυπική λειτουργία PWM. Στο Σχήμα 3 εικονίζεται η απόδοση τόσο σε λειτουργία PWM όσο και PFM. Παρατηρούμε λοιπόν ότι στην λειτουργία PFM και για ρεύμα φορτίου στο 1 ma, έχουμε μία αύξηση στην απόδοση κατά 55 %, έναντι της PWM. Μέτρηση PWM και PFM Τα πλεονεκτήματα εξοικονόμησης ισχύος της λειτουργίας PFM είναι σημαντικά στην παράταση του χρόνου λειτουργίας εφαρμογών που υποστηρίζονται από μπαταρίες. Παρόλα όμως αυτά, για να μπορέσουμε να μοντελοποιήσουμε σωστά την απόδοση του συστήματος και τον χρόνο λειτουργίας, θα πρέπει να μετρηθεί με ακρίβεια η απόδοση τροφοδοσίας τόσο σε PWM όσο και σε PFM. Κατά την μέτρηση της απόδοσης μετατροπέων DC/DC και για να έχουμε ακριβείς μετρήσεις, είναι σημαντικό να συνδέσουμε σωστά τους μετρητές ρεύματος και τάσης. Στο Σχήμα 4 εικονίζεται η διάταξη που θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε για να επιτύχουμε ακριβείς μετρήσεις σε λει- 4 0 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

34 I l. I τουργία PWM. Παρατηρούμε λοιπόν στο σχήμα τις κρίσιμες θέσεις τοποθέτησης των μετρητών ρεύματος και τάσης, για κάθε μέτρηση. Τα περισσότερα εργαστηριακά τροφοδοτικά διαθέτουν απεικόνιση της τάσης εξόδου, αλλά για υπολογισμούς απόδοσης είναι σημαντικό να μην χρησιμοποιούμε τις ενδείξεις αυτές. Αντ αυτού συνδέουμε απ ευθείας στα άκρα εισόδου της προς έλεγχο συσκευής, ένα βολτόμετρο. Με τον τρόπο αυτό είμαστε βέβαιοι ότι η μετρούμενη τάση είναι η πραγματική τάση εισόδου στην συσκευή, και δεν περιλαμβάνονται τίποτε πρόσθετες πτώσεις τάσεις στα άκρα του μετρητή ρεύματος ή των καλωδίων από την έξοδο του τροφοδοτικού. Το αμπερόμετρο θα πρέπει να τοποθετηθεί μεταξύ του τροφοδοτικού και του του σημείου μέτρησης της τάσης εισόδου. Ένα δεύτερο βολτόμετρο θα πρέπει να τοποθετηθεί στα άκρα εξόδου της ελεγχόμενης συσκευής για να μετρήσει σωστά τις τιμές της τάσης εξόδου. Η τάση εξόδου μάλιστα θα πρέπει να μετρηθεί στο σημείο σταθεροποίησης της τροφοδοσίας, και όχι στο φορτίο. Να σημειώσουμε ότι τόσο η τάση εισόδου όσο και η τάση εξόδου μετρούνται με κλέμες (συνδέσμους τύπου Kelvin). Με τον τρόπο αυτό είμαστε βέβαιοι ότι δεν θα έχουμε εσφαλμένες μετρήσεις οφειλόμενες σε πτώσεις επάνω στον σύνδεσμο. Για να έχουμε σωστή τιμή ρεύματος φόρτου, η σύνδεση του αμπερομέτρου στην έξοδο γίνεται σε σειρά με το φορτίο όπως εικονίζεται στο Σχήμα 4. Μέτρηση απόδοσης Τα ίδια χαρακτηριστικά που οδηγούν την λειτουργία PFM σε υψηλή απόδοση, αποτελούν παράγοντες που δυσχεραίνουν την ακριβή μέτρηση της απόδοσης. Η τριγωνική κυματομορφή στο Σχήμα 5 αναπαριστά το ρεύμα εισόδου ενός μετατροπέα που λειτουργεί σε κατάσταση PFM. Ο μετατροπέας αντλεί ρεύμα μόνον όταν μετάγεται. Τα περισσότερα σύγχρονα πολύμετρα δεν μετρούν σωστά το μέσο ρεύμα εισόδου ενός τροφοδοτικού που λειτουργεί σε κατάσταση PFM. Αντί να μετρήσουν το μέσο ρεύμα, μετρούν την τιμή RMS, η οποία είναι πάντοτε μεγαλύτερη από το μέσο ρεύμα. Η μόνη εξαίρεση του κανόνα, είναι όταν η κυματομορφή είναι καθαρά DC. Ο μηχανικός μπορεί να επιτύχει ακριβή μέτρηση της απόδοσης μόνον όταν μετρά το μέσο ρεύμα. Αυτό μπορούμε να το πετύχουμε εύκολα εάν προσθέσουμε στην είσοδο της μετρούμενης μονάδας ένα μεγάλο πυκνωτή, όπως εικονίζεται στο Σχήμα 6. Με τον τρόπο αυτό το τροφοδοτικό του εργαστηρίου παρέχει στην μονάδα ένα ρεύμα DC. Ο πρόσθετος πυκνωτής φιλτράρει τις AC συνιστώσες του ρεύματος που χρησιμοποιεί η μονάδα, και επιτρέπει στο εργαστηριακό τροφοδοτικό να παράσχει μόνον το μέσο ρεύμα DC. Η DC κυματομορφή του Σχήματος 5 περιγράφει το ρεύμα εισόδου με ένα επιπρόσθετο πυκνωτή στα άκρα εισόδου της ελεγχόμενης μονάδας όπως φαίνεται στο Σχήμα 6. Η σωστή τοποθέτηση του αμπερομέτρου στην είσοδο επιτρέπει την ακριβή μέτρηση του μέσου ρεύματος εισόδου. Παρότι η κυματομορφή του ρεύματος μέσα στο όργανο μέτρησης είναι καθαρά DC, το ρεύμα που παρέχεται από τον επιπρόσθετο πυκνωτή μοιάζει με την πιο πάνω τριγωνική κυματομορφή, χωρίς μετατόπιση DC. Ο ρόλος λοιπόν του πυκνωτή μπορεί να θεωρηθεί σαν διαχωρισμός του ρεύματος εισόδου σε AC και DC. Ένα καλό σημείο εκκίνησης για τον προσδιορισμό της τιμής του επιπρόσθετου πυκνωτή, είναι να επιλέξουμε μία τιμή 20 φορές μεγαλύτερη από αυτή στην είσοδο του τροφοδοτικού. Το εργαστηριακό ρεύμα τροφοδοσίας το μετράμε με ένα αμπερόμετρο και ένα παλμογράφο, για να είμαστε βέβαιοι ότι πρόκειται για κυματομορφή DC. Εάν εξακολουθεί να υπάρχει κάποια συνιστώσα AC, αυξάνουμε την χωρητικότητα. Οι προστιθέμενοι πυκνωτές θα πρέπει να παρουσιάζουν σχετικά χαμηλή τιμή ESR (<100 πιω). Εάν για την μέτρηση της απόδοσης σε PFM χρησιμοποιήσουμε την διάταξη ελέγχου που εικονίζεται στο Σχήμα 4, οι μετρήσεις είναι δυνατόν να αποκλίνουν έως 15 % από την πραγματική απόδοση. Η απόκλιση μάλιστα αυτή, διευρύνεται όσο μικρότερη είναι η τάση εισόδου και όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα φόρτου. Στο Σχήμα 7 συγκρίνουμε τις μετρήσεις απόδοσης που πήραμε με και χωρίς επιπρόσθετο πυκνωτή στην είσοδο. Η ανάγκη παρουσίας του πυκνωτή είναι προφανής από το γεγονός ότι οι μετρήσεις χωρίς τον συγκεκριμένο πυκνωτή δίνουν μία απόδοση 5 % μικρότερη σε σχέση με τις μετρήσεις που προκύπτουν παρουσία πυκνωτή εισόδου. Συμπέρασμα Η απόδοση με μικρά φορτία είναι κρίσιμη για την διάρκεια ζωής της μπαταρίας σε φορητές εφαρμογές. Η λειτουργία PFM χρησιμοποιεί διάφορες τεχνικές για την βελτίωση της απόδοσης σε μικρά φορτία, αλλά μία εσφαλμένη μέτρηση απόδοσης μπορεί να θάψει τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν. Θα πρέπει κατά συνέπεια να δίνεται μεγάλη προσοχή κατά την μέτρηση της απόδοσης σε μετατροπείς τάσης DC- DC, έτσι ώστε να έχουμε ακριβείς μετρήσεις. Εκτός αυτού, θα πρέπει στην είσοδο του μετατροπέα να προστίθεται ένας μεγάλος πυκνωτής, ο οποίος διασφαλίζει την σωστή μέτρηση της απόδοσης σε λειτουργία PFM. ( Ι) Λίγα λόγια για τους συντάκτες Ο M ichael Day είναι υπεύθυνος του τμήματος εφ α ρ μ ο γών χαμηλής ισχύος (Low Power/SWIFT A pplications) στην Texas Instruments. Πήρε πτυχίο BSEE (Bachelor o f Science in Electrical Engineering) και MSEE (Masters in Science in Electrical Engineering) στην παλμική ισχύ (Pulsed Power) από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο Lubbock του Τέξας. Ο Jata n Naik είναι μηχανικός αναλογικώ ν εφαρμογώ ν στα προϊόντα διαχείρισης ισχύος (Power M an ag em en t Products), στην Texas Instruments. To πτυχίο BSEE το πήρε από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Dallas. Ε λ Ε Κ Γ Ο Ρ 2 /

35 Ασύρματη μεταφορά ισχύος Από τον Martin Ossmann Η ασύρματη μεταφορά ισχύος χρησιμοποιείται ήδη σε πολλές εφαρμογές όπως είναι οι ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες, οι ετικέτες RFID και το "γέμισμα" των ηλεκτρικών οχημάτων. Υπάρχουν επίσης σχέδια για την τροφοδοσία μέσω ασύρματης μεταφοράς ισχύος, κινητών τηλεφώνων και φορητών υπολογιστών. Στο άρθρο που ακολουθεί περιγράφουμε την αρχή λειτουργίας της ασύρματης μεταφοράς ισχύος καθώς και κάποια σημεία τα οποία πιστεύουμε ότι χρήζουν προσοχής. Εκτός από την περιγραφή των θεωρητικών αρχών, παρουσιάζουμε και κάποια πραγματικά μεγέθη από υπάρχουσες υλοποιήσεις. 42 ΕΛΕΚΓΟΡ 2/2008

36 Η ασύρματη παροχή πληροφορίας προχωρά με ταχύτατους ρυθμούς: ραδιόφωνα, τηλεοράσεις, κινητά τηλέφωνα, ασύρματα δίκτυα (WLAN) και Zigbee, μας βεβαιώνουν ότι η μεταφορά και ανταλλαγή δεδομένων μέσω ραδιοκυμάτων είναι πλέον γεγονός και τεχνικά αξιόπιστη. Κοιτώντας πολλές φορές τον χαμό από καλώδια τροφοδοτικών επάνω στο γραφείο μας, αναρωτιόμαστε πότε θα έλθει και η ώρα της ασύρματης μεταφοράς ισχύος. Στο άρθρο που ακολουθεί περιγράφουμε το γιατί αυτή η ώρα αργεί ακόμη. Μήκη κύματος 'Οταν ο κόσμος μιλά για ασύρματη μεταφορά ισχύος, ανα- φέρεται συχνά σε κεραίες που χρησιμοποιούνται για την εκπομπή αυτής της ασύρματης ισχύος. Όπως είναι γνωστό η λειτουργίας μίας κεραίας μπορεί να είναι αποδοτική, μόνον όταν οι γεωμετρικές διαστάσεις της κεραίας είναι ίδιας τάξης μεγέθους με το μήκος κύματος του σήματος που εκπέμπεται. Είναι επίσης γνωστό ότι το μέγεθος [Ένβετο 1] Χωρητική μεταφορά ισχύος Ενα υποθετικό σύστημα χωρητικής εκπομπής ισχύος στα 13,5 MHz σαν κύβος με ακμή 10 cm, θα μπορούσε να έχει την μορφ ή του παρακάτω σχήματος, όπου το επάνω και το κάτω μέρος αποτελούνται από δύ ο μεταλλικές πλάκες, Οι πλάκες αυτές σχηματίζουν τον "πυκνωτή εκπομπής" και συνδέονται με την πηγή τρ ο φ ο δοσίας. Στο μέσον βρίσκονται δύ ο πυκνωτικές πλάκες με απόσταση μεταξύ τους 1 m m και 5 cm απόσταση από τις ακραίες πλάκες, οι οποίες εξυπηρετούν στην εξαγωγή ισχύος από το σύστημα. Η ισχύς που αντλείται από το σύστημα οδηγείται σε μία αντίσταση R με τιμή 100 Ο. Ο σκοπός είναι να εκπέμψουμε από την α ντίσταση αυτή μία ισχύ Ρ1 της τάξης του 1 W. Table 1 Frequency Wavelength 10 khz 30 km 100 khz 3 km 1 MHz 300 m 10 MHz 30 m 100 MHz 3 m 1 GHz 30 cm εκπομπής σε επίπεδα ισχύος είναι αμελητέο, όταν η κατασκευαστική δομή της κεραίας είναι μικρή σε σχέση με το μήκος κύματος. Για τον λόγο αυτό καλό είναι να εξετάσουμε την σχέση μεταξύ των συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται στην πράξη, το εύρος των οποίων είναι μεταξύ μερικών ΚΗζ και αρκετών GHz, με τα αντίστοιχα μήκη κύματος που εικονίζονται στον Πίνακα 1. Εάν θεωρήσουμε ότι το σύστημα της κεραίας θα πρέπει να είναι μικρότερο από 1 μέτρο, τότε βλέπουμε ότι ακόμη και στην συχνότητα των 13,56 MHz (που χρησιμοποιείται σε εφαρμογές ISM και RFID) είναι μικρό σε σχέση με το μήκος κύματος. Τα συστήματα της κατηγορίας αυτής είναι αυτά ακριβώς με τα οποία θα ασχοληθούμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Στα συστήματα αυτά, τα πάντα βρίσκονται σε μία περιοχή η οποία στην θεωρία των κεραιών καλείται περιοχή εγγύς πεδίου. Η περιοχή του εγγύς πεδίου χαρακτηρίζεται από μία μετατόπιση φάσης σχεδόν 90 μοιρών μεταξύ του ηλεκτρικού (Ε) και μαγνητικού (Η) πεδίου. A υτό στην ουσία σημαίνει ότι εκπέμπεται άεργη ισχύς, οπότε το ποσοστό της πραγματικής ισχύος είναι σχετικά μικρό. Τα συστήματα τα οποία είναι μικρά σε σχέση με το μήκος κύματος μπορούν σε γενικές γραμμές να περιγραφούν χωρίς να χρειάζεται να ληφθεί υπόψη η διάδοση των κυμάτων. Κάτι τέτοιο σημαίνει ουσιαστικά ότι δεν υπάρχει ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Είναι κατά Η δομή ενός χωρητικού συστήματος Το πόσο δύσκολο είναι το εγχείρημα αυτό εύκολα το διαπιστώνουμε εάν εξετάσουμε το ισοδύναμο κύκλωμα που εικονίζεται στο παρακάτω σχήμα και υπολογίσουμε κατά προσέγγιση τις τιμές των εξαρτημάτων, Για τον σκοπό αυτό θεω ρούμε ότι οι πυκνωτές είναι ιδανικοί πυκνωτές επίπεδων πλακών όπου μπορούμε να α γ ν ο ήσουμε τα πεδία σκέδασης. Καταλήγουμε λοιπόν στο ισοδύναμο κύκλωμα που περιγράφεται στο 'επόμενο σχήμα: Ισοδύναμο κύκλωμα ενός χωρητικού συστήματος Η τάση στα άκρα της αντίστασης είναι UR= ρίζα <Ρ X R) = 10 V. Το ρεύμα μέσα από την αντίσταση είναι lr= 0JRχ RD = 0,1 A. Η εμπέδηση του πυκνωτή παράλληλων πλακών είναι περίπου 100 Ο στα 13,56 MHz, το οπ οίον σημαίνει ότι το ρεύμα μέσα από την (πολύ μικρή) αντίσταση σειράς είναι περίπου IS = 0,14 A, Το πρόβλημα είναι πλέον σαφές: η πηγή τρ ο φ ο δ ο σ ία ς θα πρέπει να παράγει μία τάση αρκετά μεγάλη ώστε να προκαλεί την διέλευση μέσα από τους δύο πυκνωτές σειράς στα 2 pf, ενός ρεύματος 140 ma. Στα 13,56 ΜΗζ, προκύπτει ότι χρειαζόμαστε μία τάση 1,4 kv - για να εκπέμψουμε μόλις 1 w a tt ισχύος. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

37 [Ένδετο 2] Ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστή Ένας μετασχηματιστής με ίδιο πρωτεύον και δευτερεύον πηνίο (και με επαγωγή ανοικτού κυκλώματος U είναι δυνατόν να περιγράφει μέσω του Σχήματος 2α. Οι συμβατικοί μετασχηματιστές έχουν κατά κανόνα ένα υψηλό συντελεστή ζεύξης (k = 1), οπότε η επαγωγή σκέδασης Is είναι μικρή οε σχέση με την κύρια επαγωγή Lm.Το ρεύμα μαγνήτισης I,το οποίο κατά κάποιο τρόπο δεν συνεισφέρει στην μεταφορά ισχύος είναι δυνατόν να παραμείνει χαμηλό εάν χρησιμοποιήσουμε τον κατάλληλο αριθμό σπειρών στα πηνία. [Ένδετο 3] Συντελεστής ζεύξης Τυλίξαμε 70 σπείρες από πολύκλωνο σύρμα 30 χ 0,1 m m σε δύο φόρμες τύπου PS47 χ 14,9 (δείτε την φωτογραφία). Το αποτέλεσμα ήταν μία επαγωγή (L) περίπου 150 μη για κάθε πηνίο. Η εσωτερική διάμετρος ήταν περίπου 30 m m, η εξωτερική διάμετρος περίπου 32 m m, και το ύψος του πηνίου ήταν περίπου 9 mm. Ο συντελεστής ζεύξης k μετρήθηκε μέσω μετρήσεως του λόγου τάσης σε απουσία φορτίου. Τα αποτελέσματα του συντελεστή ζεύξης σε συνάρτηση με την απόστασης μεταξύ των πηνίων παρατίθενται στον διπλανό πίνακα: Απόσταση σε m m k 0 0,33 3 0, , , , ,01 Τα συστήματα ασύρματης μεταφοράς ισχύος παρουσιάζουν κατά κανόνα χαμηλό συντελεστή ζεύξης, οπότε το Lm είναι μικρό σε σχέση με το L. Το ρεύμα μαγνήτισης εμφανίζεται σαν ένα τεράστιο, "άχρηστο" ορθογωνικό ρεύμα. Το ισοδύναμο κύκλωμα Π που εικονίζεται στο Σχήμα 2b αντιστοιχεί σε επίπεδο ηλεκτρικής συμπεριφοράς στο ισοδύναμο κύκλωμα Τ. Εάν ο μετασχηματιστής δεν έχει συμμετρική δομή, στο κάθε ισοδύναμο κύκλωμα θα πρέπει να προστεθεί και ένας ιδανικός μετασχηματιστής όπως εικονίζεται στο Σχήμα 2c. Ο μετασχηματιστής αυτός εκπροσωπεί ουσιαστικά τον λόγο σπειρών π που προκύπτει από το διαφορετικό πλήθος σπειρών στις δύο περιελίξεις. Σχήμα 2c Σχήμα 2d Ο ιδανικός μετασχηματιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μεταθέσει την δευτερεύουσα επαγωγή του ισοδύναμου κυκλώματος Π στην δευτερεύουσα πλευρά (λαμβάνοντας υπόψη τον λόγο σπειρών π του μετασχηματιστή]. Καταλήγουμε λοιπόν στο ισοδύναμο κύκλωμα που εικονίζεται στο Σχήμα 2d, τα μέρη του οποίου εύκολα μπορούν να ερμηνευτούν με φυσικούς όρους. Η επαγωγή L αποτελεί ουσιαστικά την επαγωγή του πρωτεύοντος μετρούμενη με το δευτερεύον τοποθετημένο σε άπειρη απόσταση (μηδενική ζεύξη). Lsec είναι η επαγωγή του δευτερεύοντος κάτω από τις ίδιες συνθήκες. Εάν οι δύο περιελίξεις έλθουν η μία κοντά στην άλλη, ενεργοποιείται η επαγωγή σειράς Lg. Η επαγωγή αυτή αντιστοιχεί στην δυνατότητα ζεύξης της μαγνητικής ροής, και οε ασθενείς ζεύξεις είναι πολύ μεγάλη. Στην πράξη είναι πολύ δύσκολο να μεταφέρουμε ένα υψηλό ρεύμα χωρίς να έχουμε μεγάλη πτώση τάσης στα άκρα του μετασχηματιστή με χαμηλή ζεύξη. Τελειώνοντας, ο ιδανικός μετασχηματιστής εκπροσωπεί την σχέση μεταξύ των τάσεων και ρευμάτων πρωτεύοντος και δευτερεύοντος, η οποία είναι δυνατόν να μεταβληθεί αλλάζοντας τον λόγο σπειρών. συνέπεια δυνατό να διαχωρίσουμε τα συστήματα που λειτουργούν με επαγωγική ζεύξη από τα συστήματα που λειτουργούν με χωρητική ζεύξη. Η βασική ιδέα των συστημάτων χωρητικής ζεύξης περι- γράφεται στο ένθετο περί Χωρητικής μεταφοράς ισχύος. Την στιγμή που η διηλεκτρική σταθερά του αέρα (ή του κενού) είναι πολύ μικρή, είναι μάλλον δύσκολο να μεταφέρουμε ισχύς μέσω χωρητικής ζεύξης. Αντιλαμβανόμαστε λοιπόν γιατί τα περισσότερα συστήματα στην πράξη χρησιμοποιούν επαγωγική ζεύξη. Επαγωγική ζεύξη Όπως αναφέραμε και νωρίτερα, η διάδοση των κυμάτων δεν αποτελεί σημαντικό παράγοντα, οπότε στην περίπτωση επαγωγικά συζευγμένων συστημάτων είναι σημαντικό να έχουμε σαφή αντίληψη του πώς λειτουργεί ένας μετασχηματιστής. Για τον λόγο αυτό θα χρειαστεί να εξετάσουμε το συγκεκριμένο θέμα με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Ένα ισοδύναμο κύκλωμα θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε το θέμα ευκολότερα. Τα διάφορα ισοδύναμα κυκλώματα που χρησιμοποιούμε εδώ, περιγράφονται στο ένθετο Ισοδύζ=ο Σχήμα 1: Αντιστάδμιση της επαγωγής. ζ=ο 44 ΕλΕΚΤΟΡ 2/2008

38 ναμα κυκλώματα μετασχηματιστή. Το κύκλωμα που εικονίζε- ται στο Σχήμα 2d δίνει μία καλή αναπαράσταση της κατάστασης σε ένα σύστημα με ασθενή επαγωγική ζεύξη, παρότι οι παράμετροι του είναι δυνατόν να μετατραπούν σε ισοδύναμο κύκλωμα Τ. Μετασχηματιστές Σαν πρώτο παράδειγμα ας θεωρήσουμε δύο κυκλικά πηνία με ίδιο πλήθος σπειρών, τοποθετημένα σε μία συγκεκριμένη απόσταση μεταξύ τους. Η συμπεριφορά ενός μετασχηματιστή αυτής της μορφής μπορεί να περιγράφει από το αντίστοιχο ισοδύναμο κύκλωμα. Για τον σκοπό αυτό υπάρχουν πολλές επιλογές: στην συγκεκριμένη περίπτωση χρησιμοποιούμε τα συμμετρικά ισοδύναμα κυκλώματα Π και Τ. Τα δύο αυτά κυκλώματα παρουσιάζουν την ίδια συμπεριφορά, αλλά σε κάποιες περιπτώσεις το ένα ή το άλλο εξυπηρετούν καλύτερα στην κατανόηση κάποιου συγκεκριμένου θέματος. Ας εξετάσουμε αρχικά το κύκλωμα Τ. Εάν μετρήσουμε την πρωτεύουσα επαγωγή κάτω από συνθήκες απουσίας φορτίου, καταλήγουμε στην τιμή L = Ls + Lm. Η συγκεκριμένη τιμή είναι αρκετά χρήσιμη στην πράξη, και συχνά καλείται επαγωγή του μετασχηματιστή. Μία σημαντική σε σχέση με την ασύρματη μεταφορά ισχύος παράμετρος, είναι ότι τα πηνία του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος βρίσκονται σε χαλαρή ζεύξη. Η ζεύξη περιγράφεται από τον συντελεστή ζεύξης k, ο οποίος ελαττώνεται όσο αυξάνει η απόσταση μεταξύ των πηνίων. Μετρήσαμε τον συντελεστή ζεύξης σε διάφορες αποστάσεις, και τα αποτελέσματα παρατίθενται στο ένθετο Ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστή. Στην περίπτωση μας (όπου το πρωτεύον και το δευτερεύον είναι ολόιδια), ο συντελεστής ζεύξης είναι όπως φαίνεται και από το ισοδύναμο κύκλωμα, ο ίδιος με τον λόγο της τάσης κάτω από συνθήκες απουσίας φορτίου. Ένας συντελεστής ζεύξης υψηλότερος από 0,4 αποτελεί σπάνια περίπτωση στην ασύρματη μεταφορά ισχύος. Όπως φαίνεται και από τον πίνακα η τιμή είναι συχνά πολύ χαμηλότερη, σε αντίθεση με ένα συμβατικό μετασχηματιστή όπου ο συντελεστής ζεύξης είναι συχνά υψηλότερος από 0,95. Τώρα θα χρειαστεί να εξετάσουμε τις συνέπειες αυτού του χαμηλού συντελεστή ζεύξης. Λειτουργία συντονισμού Όταν ο συντελεστής ζεύξης είναι χαμηλός, η επαγωγή (Ls) του ισοδύναμου κυκλώματος Τ είναι σχεδόν ίδια με την επαγωγή L και κατά συνέπεια εμφανίζει στο κύκλωμα υψηλή εμπέδηση. Ένας τρόπος να αποφύγουμε το πρόβλημα αυτό είναι με την χρήση μίας χωρητικότητας σειράς Cs, η οποία θα αντισταθμίσει την επαγωγή σειράς. Αυτό ακριβώς εικονίζεται στο Σχήμα 1. Με τον τρόπο αυτό δημιουργούμε δύο συντονιζόμενα σε σειρά κυκλώματα, τα οποία στην ιδανική περίπτωση και στην συχνότητα συντονισμού μηδενίζουν την εμπέδηση σειράς. Παρόλα αυτά, υπάρχει ακόμη ένα πρόβλημα διότι όταν ο συντελεστής ζεύξης είναι μικρός η εμπέδηση Lm είναι επίσης μικρή. Το γεγονός αυτό προκαλεί δίπλα στο επιθυμητό ρεύμα Is, [Ένδετο 4] Τροφοδοτικό λαμπτήρα αλογόνου ΙΟ watt Στην φω τογραφία εικονίζεται ένα σύστημα το οποίο είναι σε θέση να τροφ οδοτήσ ει ένα λαμπτήρα α λογό νου 12 V / 10 W από μία απόσταση 3 με 8 mm. Οπως φαίνεται και από το βασικό σχηματικό διάγραμμα, το πρωτεύον κύκλωμα συντονισμού οδηγείται από ένα ζευγάρι MOSFET τα οποία λειτουργούν σε διάταξη push-pull. Οι περιελίξεις του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος βρίσκονται στα δ ύ ο μέρη ενός πυρήνα τύπου ΡΜ36. Η πρωτεύουσα περιέλιξη αποτελείται από 26 σπείρες σ ύρματος RF litze ΙόΟ χ 0,1 mm), η επαγωγή Lpri του οποίου είναι 60 μη. Ο πυκνωτής στο πρωτεύον κύκλωμα είναι τύπου ΜΚΡ10 με χωρητικότητα 0,2 pf. Τα τρανζίστορ BUZ10 (RDSon = 0,07 Ω) οδηγούνται από ένα ολοκληρω μένο οδήγησης τύπου IR2113. Το κύκλωμα τροφ οδοτείτα ι από μία πηγή 12 V DC. Ασύρματο τροφοδοτικό για λαμπτήρα αλογόνου 10 W. Το δευτερεύον έχει 55 σπείρες και επαγωγή Lsec 270 μη. Ο λόγο ς σπειρών που προκύπτει επιτρέπει στον λαμπτήρα των 12 V να λειτουργεί με μία τάση κοντά στην ο νο μ α στική τάση λειτουργίας του. Ο πυκνωτής στο δευτερεύον κύκλωμα είναι τύπου ΜΚΡ10 και έχει χωρητικότητα 0,1 pf. Ο λαμπτήρας α λογό νου C12 V, 10 W ) τρ οφ οδοτείται απ' ευθείας από το δευτερεύον τύλιγμα με την συχνότητα λειτουργίας των 50 KHz. Το βασικό σχηματικό διάγραμμα του συστήματος μεταφοράς Το ρεύμα στο πρωτεύον και σε κανονική λειτουργία είναι περίπου 5 Α (ενεργή τιμή). Η ά εργος ισχύς στον πυκνωτή του πρωτεύοντος θα είναι κατά συνέπεια Ν = 400 VA (= I 2 X Zc, όπου Zc = 16 Ω). Αυτό σημαίνει ότι η ά ερ γος ισχύς είναι 40 περίπου φ ο ρ ές μεγαλύτερη από την μεταφερόμενη ισχύ, ακόμη και όταν το κενό αέρα είναι σχετικά μικρό. Ε Λ Ε Κ Γ Ο Ρ

39 [Ένβετο 5] Εξομοίωση πεδίου Ο αναλυτικός υπολογισμός των πεδίων στα εφαρμοσμένα συστήματα μεταφ οράς ισχύος είναι συχνά αδύνατος. Σε α υ τές τις περιπτώσεις εξυπηρετεί πολλές φ ο ρ ές η εξομοίω ση πεδίου, για να μπορέσουμε τουλάχιστον να εκτιμήσουμε τα αποτελέσματα. Το αποτέλεσμα λοιπόν μίας τέτοιας εξομοίω - σης εικονίζεται στην παρακάτω εικόνα. Το μαγνητικό πεδίο ενός πηνίου εκπομπής Στο μέσον βρίσκεται ένας αγώ γιμος δακτύλιος ο οποίος εκπροσωπεί το πηνίο εκπομπής. Ο δακτύλιος αυτός παράγει ένα μαγνητικό πεδίο, και πάνω από αυτό τον "πομπό εξομοιώ νουμε μία μικρή ράβδο φερρίτη. Οπως μπορούμε να δούμε στην εικόνα, αν και η ράβδος "απορροφά" οτο άμεσο περιβάλλον της το πεδίο, δεν αλλάζει δραματικά το πεδίο του πηνίου εκπομπής. Αυτό σημαίνει ότι σε μεγάλες αποστάσεις δεν είναι δυνατό να αυξήσουμε σημαντικά τον συντελεστή ζεύξης α κό μη και εάν χρησιμοποιήσουμε πυρήνες φερρίτη, για τον απλό λόγο ότι ένα μεγάλο μέρος της μαγνητικής ροής που παρά- γεται από τον πομπό δεν είναι δυ νατό ν να κατευόυνδεί προς τον δέκτη, Κάτω από το πηνίο εκπομπής εξομοιώ νουμε επίσης και ένα δακτύλιο χαλκού, ο οποίος και αυτός επηρεάζει το πεδίο μόνον στον άμεσο χώ ρο γύρω του. Από αυτό μπορούμε να συνάγουμε ότι τα πηνία με πυρήνα αέρα είναι ακόμη πιο ακατάλληλα για την επίτευξη καλών συντελεστών ζεύξης, Ένα μεγάλο μέρος του πεδίου του πηνίου εκπομπής δεν επηρεάζεται από την παρουσία οποιουδήποτε αντικειμένου, και το μαγνητικό πεδίο συμπεριφέρεται ουσιαστικά με τον ίδιο τρόπο που θα συμπεριφερόταν ένα πεδίο ενός ανενόχλητου πηνίου. Η αντίστοιχη ισχύς πεδίου εμφανίζεται στο σύστημα απλώς σαν μία επιπρόσθετη ά εργος ισχύ η οποία θα πρέπει να παρασχεθεί στο σύστημα. Η εν λόγω ά ερ γος ισχύς συνοδεύεται από ένα ρεύμα, και το ρεύμα αυτό προκαλεί επιπρόσθετες απώλειες σε όλα τα ωμικά στοιχεία του κυκλώματος. Από μία εξομοίωση πεδίου μπορούμε συχνά να εξάγουμε αξιόπιστες τιμές σχετικά με την επαγωγή και τον συντελεστή ζεύξης. Είναι επίσης δυνατό να πάρουμε κάποιες ενδείξεις σχετικά με τις απώλειες που θα πρέπει να αναμένουμε λόγω των ρευμάτων eddy. Με την πληροφορία αυτή μπορούμε να υπολογίσουμε την απόδοση του συστήματος από τα πρώτα κιόλας βήματα της σχεδίασης. Για μία ρεαλιστική βέβαια απ ο τίμηση του συστήματος, η υλοποίηση πολύ καλών εκτιμήσεων είναι "εκ των ων ουκ άνευ", και σε πολλές περιπτώσεις πάρα πολύ δύσκολη. [Ένθετο 6] Ανάγνωση καρτών RFID της Mifare από απόσταση Οι κάρτες M ifare τις οποίες περί γράψαμε στο τεύχος Οκτωβρίου 2006 του περιοδικού Ελεκτορ, είναι κάρτες "εγγύς πεδίου" και σύμφωνα με τον κατασκευαστή είναι αδύνατον να αναγνω στούν από απόσταση. Για να δούμε πόσο πραγματικά δύσκολο είναι αυτό, μπορούμε να κάνουμε κάποιους προσεγγιστικούς υπολογισμούς. Υποθέτουμε ότι η κεραία εκπομπής είναι είναι ένας κυκλικός βρόγχος με ακτίνα R ενός μέτρου και απλή περιέλιξη (Ν = 1). Η ένταση του μαγνητικού πεδίου Η σε συνάρτηση με την απόσταση d (δείτε το π αρακάτω σχήμα) είναι δυνατόν να υπολογιστεί με την βοήθεια της α κόλουθης σχέσης: R2 Το συγκεκριμένο ρεύμα θα πρέπει να ρέει μέσα από την κεραία εκπομπής σε μία συχνότητα f = 13,56 MHz. Εάν θεω ρήσουμε ότι το πηνίο αποτελείται από μία σπείρα σ ύρματος ακτίνας r = 1 mm, η επαγωγή της κεραίας εκπομπής υπολογίζεται κατά προσέγγιση με την βοήθεια της σχέσης: L= μ0 (in 8 R-2 ) =8.8μΗ r Στην συχνότητα f των 1386 MHz, η σχέση δίνει μία εμπέδηση πηνίου ZL περίπου 750 Ο. Αυτό σημαίνει ότι η τάση U στα άκρα της κεραίας θα πρέπει να είναι περίπου 750 Ο X 5,46 A = 4,2 kv, το οπ οίον δεν είναι και τόσο απλό. Η αντίστοιχη ά εργος ισχύς ταλάντωσης Ν είναι ίση με U X I = (4,2 X 5,64) kva = 24 kva. Σύμφωνα με το πρότυπο ISO ο συγκεκριμένος τύπος κάρτας RFID λειτουργεί με ένταση μαγνητικού πεδίου στην περιοχή Hmjn = 1,5 A /m έως Hmax = 7,5 A/m. Εάν θέλουμε να έχουμε ένταση πεδίου 1 A/m, μπορούμε να υπολογίσουμε ότι απαιτείται ένα ρεύμα I = 5,64 Α. Οπως μπορούμε λοιπόν να δούμε από αυτό το α ρ ιθ μητικό παράδειγμα, δεν είναι και τόσο εύκολο να διαβάσει κανείς μία κάρτα M ifare RFID σε σχετικά μεγάλη απόσταση. 46 Ελ ε κ τ ο ρ 2/2oos

40 [Ένβετο 7] Ασύρματη τροφοδοσία LED Στη διπλανή εικόνα έχουμε μία διάταξη για την παροχή τρ ο φ ο δο σ ία ς σε ένα λευκό LED. Η μέγιστη απόσταση με την διάταξη αυτή στην οποία το LED εξσκολουδεί να εκπέμπει κάποιο φως, είναι αρκετά μεγάλη και φθάνει τα 1,3 m. Ο πομπός ισχύος χρησιμοποιεί το ίδιο κύκλωμα push-pull που χρησιμοποιεί και το τρ οφ ο δοτικό λαμπτήρα α λογό νου 10 W. Το πηνίο εκπομπής (το πρωτεύον του μετασχηματιστή) απο- τελείται από 15 σπείρες σύρματος HF litze (90 χ 0,1 m m ) τυ λιγμένο γύρω από μία κυκλική φ ό ρμα με διάμετρο 22 cm. Η επαγωγή του είναι 100 μη, και ο πυκνωτής συντονισμού (τύπου ΜΚΡ10) έχει χωρητικότητα 0,1 pf. Η συχνότητα λειτουργίας είναι 50 ΚΗζ. Η εμπέδηση του πηνίου μαζί με τον πυκνωτή που π ροκύπτει είναι 31Α Ο. Η εκπεμπόμενη ισχύς είναι I2 X Ζ0 = 1,2 kva, μολονότι το ρεύμα στο πρωτεύον είναι μόλις ό Αβ((. Το πηνίο εκπομπής παρουσιάζει μία αντίσταση συνεχούς 0,25 Ο, η οποία προκαλεί μία απαγωγή ισχύος περίπου (ό A)2 X 0,25 Ο = 9 W, την στιγμή βέβαια που το LED λαμβάνει μόλις μερικά m W ισχύος. Οι απώλειες μεταγωγής είναι τουλάχιστον (36 Α)2 X 0,07 Ο = 2,5 W, Η τάση στα άκρα του πυκνωτή είναι le(l X Ζ0 = 200 V. Το πηνίο στην λήψη αποτελείται από 250 σπείρες χάλκινου σ ύρματος διαμέτρου 0,2 mm, τυλιγμένο γύρω από μία ράβδο φερρίτη με διάμετρο 10 m m και μήκος 60 mm. Η επαγωγή του είναι Α,6 mh, και συντονίζεται με μία χωρητικότητα 2,2 nf. Το φ ο ρτίο αποτελείται από ένα λευκό LED. Ο διαχω ρισμός στην φω το γραφία είναι περίπου 30 cm, και στην απόσταση αυτή το LED είναι αρκετά φωτεινό, Η μέγιστη απόσταση πριν το LED σβήσει τελείως είναι περίπου 1,3 m. Χωρίς την ράβδο φερρίτη η μέγιστη απόσταση είναι περίπου 20 cm, με εμπέδηση 680 μη και χωρητικότητα 15 nf. Τροφοδοσία ενός LED σε απόσταση 30 cm. και ένα ορθογωνικό (quadrature) ρεύμα lq. Στα ένθετα όπου περιγράφεται ένα Τροφοδοτικό λαμπτήρα αλογόνου 10 watt, η Ανάγνωση καρτών RFID Mifare από απόσταση και ένα Ασύρματο τροφοδοτικό LED, υπάρχουν κάποια παραδείγματα με πραγματικούς αριθμούς. Λόγω της τάσης συντονισμού, τα συγκεκριμένα κυκλώματα είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν μόνον σε ένα στενό εύρος συχνοτήτων, κάτι το οποίο αποτελεί μειονέκτημα. Τα πηνία και οι πυκνωτές σε τέτοια συστήματα είναι εξαρτήματα υψηλής ονομαστικής ισχύος και κατά συνέπεια δεν είναι εύκολο να ρυθμιστούν (και σε καμία περίπτωση κατά την λειτουργία), όταν για παράδειγμα θέλουμε να αντισταθμίσουμε την ολίσθηση σε υψηλές θερμοκρασίες. Άεργος ισχύς Η ιδέα της χρήσης επιπλέον εξαρτημάτων για τον σχηματισμό κυκλωμάτων συντονισμού με σκοπό την αντιστάθμιση των άεργων εξαρτημάτων (πηνία ή πυκνωτές) παρουσιάζει σημαντικά μειονεκτήματα, δεδομένου ότι καταλήγει σε μία επιπλέον ανταλλαγή αέργου ισχύος μεταξύ των εξαρτημάτων αυτών. Στα πραγματικά συστήματα ασύρματης μεταφοράς ισχύος, η άεργος ισχύς είναι αισθητά υψηλότερη της πραγματικά μετα- φερόμενης ισχύος (δείτε επίσης την εισαγωγική παρατήρηση σχετικά με τις περιοχές εγγύς πεδίου και απόμακρου πεδίου των κεραιών). Η εν λόγω άεργος ισχύ οδηγεί σε σημαντικά υψηλότερες τάσεις και ρεύματα. Αυτό δεν θα αποτελούσε πρόβλημα εάν τα εξαρτήματα ήταν χωρίς απώλειες, αλλά δυστυχώς είμαστε υποχρεωμένοι να χρησιμοποιήσουμε πραγματικά εξαρτήματα. Το παράδειγμα με το Τροφοδοτικό λαμπτήρα αλογόνου 10 watt με ασύρματη σύνδεση που περιγράφεται στο ένθετο, αποτελεί μία ένδειξη των τιμών που θα πρέπει να αναμένουμε. Όπως είναι προφανές, είμαστε υποχρεωμένοι να χρησιμοποιήσουμε πυκνωτές υψηλής τάσης. Την ίδια στιγμή οι πυκνωτές θα πρέπει να παρουσιάζουν πολύ χαμηλή ενεργή αντίσταση σειράς, διαφορετικά η ισχύς που θα αναλώνεται στους πυκνωτές θα είναι υψηλότερη από την πραγματική μεταφερόμενη ισχύ. Η απώλειες που υπάρχουν στα εξαρτήματα λόγω της αέργου ισχύος, καθιστούν πολύ δύσκολη την επίτευξη καλών αποδόσεων. Στην συνέχεια θα μελετήσουμε με κάποια λεπτομέρεια μερικούς μηχανισμούς απωλειών. Μηχανισμοί απωλειών Όσον αφορά τα πηνία, οι απώλειες ρευμάτων eddy αποτελούν συχνά τον καθοριστικό παράγοντα για την ασύρματη μεταφορά ισχύος. Τα πηνία είναι συχνά περιελίξεις με πυρήνα αέρα, ή πηνία με αυτό που καλείται πολύ μεγάλο κενό αέρα. Εάν λάβουμε υπόψη το κλασσικό επιδερμικό φαινόμενο το σημαίνει συγκέντρωση του ρεύματος στην επιφάνεια του αγωγού λόγω του ίδιου μαγνητικού πεδίου, καταλήγουμε σε πολύ αισιόδοξες τιμές όσον αφορά την αυξημένη εμπέδηση. Στην συγκεκριμένη περίπτωση η περιέλιξη βρίσκεται εντός του δικού της ισχυρού πεδίου, το οποίο σε πολύ χαμηλές συχνότητες προκαλεί έντονες απώλειες ρευμάτων eddy. Οι απώλειες αυτές καλούνται συχνά απώλειες προσέγγισης. Στο ένθετο 8 φαίνεται η επίδραση του φαινομένου προσέγγισης αρκετά έντονα. Στις υψηλότερες συχνότητες γίνονται επίσης εμφανείς οι απώλειες μαγνητικής υστέρησης στους πυρήνες φερρίτη. Από την άλλη θα πρέπει να ληφθούν υπόψη και οι απώλειες μεταγωγής στα τρανζίστορ της βαθμίδας εξόδου του πομπού. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

41 Αστό απαιτεί συχνά προσεκτική σχεδίαση για να ελαχιστοποιηθούν οι καθαρές απώλειες. Στα συστήματα που λειτουργούν σε σχετικά υψηλές συχνότητες, σημαντικός παράγοντας καθίστανται οι διηλεκτρικές απώλειες στους μονωτές. Εάν στην γειτονική περιοχή υπάρχουν ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά, είναι προφανές ότι τα ρεύματα eddy επάγονται σε αυτά, γεγονός το οποίο προκαλεί θέρμανση. Αυτό είναι επιθυμητό αποτέλεσμα όταν συζητάμε για επαγωγικό ψήσιμο, αλλά στους υπόλοιπους τύπους συστημάτων θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα ώστε τα μαγνητικά πεδία να μην επιδρούν σε άλλες συσκευές ή ακόμη και ανθρώπους. Είναι βέβαια λογικό οι απώλειες αυτές να επιδρούν αρνητικά και στις επιδόσεις που μπορούμε να έχουμε στην πράξη. Σε συστήματα μεγάλης εμβέλειας η θωράκιση είναι πολλές φορές ανέφικτη, επειδή διαφορετικά το χρήσιμο πεδίο θα εξασθενούσε σημαντικά.το επόμενο σημαντικό ζήτημα είναι οι πυκνωτές συντονισμού που χρησιμοποιούνται. Είναι γεγονός ότι άγουν υψηλά ρεύματα τα οποία με την σειρά τους οδηγούν σε υψηλές τάσεις (αρκετές εκατοντάδες volt μέχρι μερικές χιλιάδες KV). Συνήθως είναι αναγκαίο να χρησιμοποιούνται πυκνωτές με μικρές απώλειες ( υψηλό Q ). Η ισχύς Pc την οποία απάγει λόγω της αέργου ισχύος Nc ένας πυκνωτής ο οποίος έχει τιμή Qc όσον αφορά τον συντελεστή Q, δίνεται κατά προσέγγιση από την σχέση Pc = Nc χ Qc. Στην περίπτωση μας οι δυσκολίες προκύπτουν από το γεγονός ότι η άεργος ισχύς Nc είναι συχνά πολλαπλάσια της πραγματικής ισχύος που μεταφέρεται. Σαν αποτέλεσμα αυτού, η ισχύς που απάγεται στα άεργα εξαρτήματα είναι δυνατόν να είναι ιδίας τάξης μεγέθους με την μεταφερόμενη ισχύ, παρ όλη την χρήση πολύ καλών πυκνωτών. Σύνοψη Μέχρι στιγμής περιγράψαμε αρκετούς μηχανισμούς που επιδρούν στην σχεδίαση συστημάτων ασύρματης μεταφοράς ισχύος με επαγωγική ζεύξη και η εφαρμογή στην πράξη απαιτεί προσεκτική μελέτη όλων αυτών των παραμέτρων. Ίσως κάποια στιγμή, να φθάσουμε στο επιθυμητό αποτέλεσμα της χρήσης του φορητού μας υπολογιστή χωρίς μπαταρία, αξιοποιώντας την ασύρματη μεταφορά ισχύος. ( ) Σ ύ ν δ ε σ μ ο ι σ τ ο δ ι α δ ί κ τ υ ο h t t p : / / w e b. m i t. e d u / n e w s o f f i c e / / w i r e l e s s h t m l h t t p : l l e n. w i k i p e d i a. o r g / w i k i / W i T r i c i t y h t t p : / / w w w. w i t r i c i t y n e t. [Ενδετο 8] Το φαινόμενο της προσέγγισης Τα πηνία που χρησιμοποιούνται στα συστήματα ασύρματης μεταφ οράς ισχύος λειτουργούν με σχετικά υψηλές εντάσεις μαγνητικών πεδίων, οι οποίες επιδρούν επίσης στις σπείρες των πηνίων. Εάν λάβουμε υπόψη μόνο την αυξημένη εμπέ- δηση λόγω του επιδερμικού φ αινομένου που προκύπτει από το μαγνητικό πεδίο του ίδιου του αγωγού, καταλήγουμε στην καμπύλη Α του παρακάτω διαγράμματος, από το οποίο α ντιλαμβανόμαστε ότι τα πηνία θα μπορούσαν άνετα να χρησ ιμοποιηθούν σε συχνότητες κάτω από τα 100 KHz. Εάν μετρήσουμε την εμπέδηοη (ισοδύναμη εμπέδηση σειράς), καταλήγουμε στην καμπύλη Β, όπως αυτή προκύπτει από τα σημεία μέτρησης. Στην συγκεκριμένη καμπύλη περιγράφεται η πραγματική χαρακτηριστική εμπέδησης, δεδομένου ότι λαμβάνει υπόψη και το ισχυρό συνολικό πεδίο (φαινόμενο προσέγγισης). Οπως μπορούμε να δούμε, η εμπέδηση στα 10 ΚΗζ είναι ήδη σημαντικά υψηλότερη σε σχέση με την αντίσταση σ υνεχούς (DC). Στην περίπτωση λοιπόν αυτή, καλό θα ήταν να χρησιμοποιήσουμε πολύκλωνω λεπτό σ ύρμα τύπου HF litze. Για να μπορέσουμε να έχουμε αξιόπιστες προβλέψεις για τον π ροσδιορ ισ μ ό του βέλτιστου τύπου σύρματος, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσουμε ένα καλό πρόγραμμα εξομοίω οης πεδίου. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα περιγράφεται η σημασία που έχει το να συνυπολογίσουμε τις απώλειες του συστήματος. Χαρακτηριστικές εμπέδησης με επιδερμικό φαινόμενο (Α) και φαινόμενο προσέγγισης Β) ( = μετρούμενη τιμή) 4 8 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

42 Οικονομία στην ενέργεια Ένα δοκιμαστικό οργάνω ν μέτρησης ισχύος ΓΙόση ενέργεια καταναλώνει η καινούργια μας τηλεόραση LCD ή πλάσμα όταν λειτουργεί και πόση όταν υποτίθεται είναι κλειστή; Εάν πράγματι δέλουμε να ελέγχουμε την ενέργεια που καταναλώνουμε όταν βρισκόμαστε στο σπίτι, τότε 0α πρέπει να γνωρίζουμε πόση ενέργεια καταναλώνει η κάδε συσκευή που χρησιμοποιούμε. Για τον σκοπό αυτό κυκλοφορούν στην αγορά αρκετοί εύχρηστοι μετρητές ενέργειας, τους οποίους απλώς τοποδετούμε στην πρίζα και αυτόματα έχουμε στην οδόνη τους μία ένδειξη της ισχύος που αναλώνει η αντίστοιχη συσκευή. Το ερώτημα που προκύπτει είναι πόσο ακριβείς είναι αυτοί οι μετρητές και τι μπορούμε τελικά να μετρήσουμε με την Βοήδεια τους. Φέραμε λοιπόν μερικούς από αυτούς τους μετρητές στα εργαστήρια του περιοδικού Ελεκτορ, όπου και τους υποβάλαμε σε μία σειρά από δοκιμές. Το θέμα της ενέργειας απασχολεί πλέον όλο και περισσότερο κόσμο, αλλά σε πολλές περιπτώσεις είναι δύσκολο να εκτιμήσει κανείς εάν το ποσό της ενέργειας που αναλώνει μία συσκευή είναι μικρό ή μεγάλο. Για ένα ηλεκτρονικό μάλιστα το ενδιαφέρον της αναλισκόμενης από κάποια συσκευή ενέργειας είναι ακόμη μεγαλύτερο, ειδικά όταν τόσο στο σπίτι όσο και στο γραφείο υπάρχουν πολλές μονάδες οι οποίες πρέπει να λειτουργούν χωρίς διακοπή. Για να μπορέσουμε να μειώσουμε την ενέργεια που καταναλώνουν θα πρέπει πρώτα απ όλα να γνωρίζουμε πόση ενέργεια καταναλώνει ή κάθε συσκευή όταν λειτουργεί, αλλά και πόση ενέργεια καταναλώνει όταν είναι κλειστή (σε αναμονή). Η απάντηση είναι πολύ εύκολη όταν πρόκειται για κάποιους λαμπτήρες πυρακτώσεως, όπου η κατανάλωση αντιστοιχεί επ ακριβώς στην ονομαστική ισχύ που είναι τυπωμένη επάνω τους, ενώ όταν κλείνουμε τον διακόπτη τότε η κατανάλωση πραγματικά διακόπτεται. Στις περισσότερες όμως συσκευές τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Η ονομαστική ισχύς δεν αντιστοιχεί απαραίτητα στην καταναλισκόμενη ισχύ, ενώ είναι εντελώς άγνωστο το ποσό της ισχύος που αναλώνεται όταν η συσκευή βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής. Υπάρχουν πάρα πολλές συσκευές όπως υπολογιστές, οθόνες, τηλεοπτικοί δέκτες και βίντεο, στις οποίες δεν υπάρχει πραγματικός διακόπτης απενεργοποίησης (on/off), αλλά μόνον ένα πλήκτρο αναμονής (standby). Ένα άλλο παράδειγμα λανθάνουσας κατανάλωσης είναι οι μικροί μετασχηματιστές δικτύου, οι οποίοι καλώς ή κακώς τυγχάνουν ευρύτατης χρήσης. Η σχεδίαση της συσκευής την οποία υποστηρίζει ο κάθε μετασχηματιστής απλοποιείται σημαντικά, δεδομένου ότι ο κατασκευαστής δεν είναι υποχρεωμένος να συμφωνεί με κάποιες αυστηρές προδιαγραφές σχετικά με την ηλεκτρική ασφάλεια. Σε πολλές φορητές συσκευές όπως είναι οι αναπραγωγείς MP3 και τα κινητά τηλέφωνα, ο μετασχηματιστής χρησιμοποιείται μόνον κατά την φόρτιση των μπαταριών και στην συνέχεια αποσυνδέεται. Σε πολλές όμως άλλες μονάδες ο μετασχηματιστής δικτύου παραμένει μονίμως συνδεδεμένος, και αυτό κοστίζει σε ενέργεια! Οι αναλογικοί μάλιστα μετασχηματιστές είναι δυνατόν να καταναλώνουν αρκετά watt την ώρα που είναι συνδεδεμένοι ακόμη και χωρίς φορτίο, και εάν αθροίσουμε το σύνολο των μετασχηματιστών που έχουμε σπίτι, θα διαπιστώσουμε ότι η συνολική τους κατανάλωση δεν είναι διόλου ευκαταφρόνητη. Η μέτρηση Επενδύοντας ένα μικρό ποσό στην αγορά ενός μετρητή Ελ ε κ τ ο ρ

43 1gg.9 u I1D.118 r Hz Φ 0:00:35 Q. _2x E 239(1 \... / C \... \... / Λ \ ι ι., Γ / f t \, \ " ι ι \ I J /...\ 1 1 \ \! / \ ν /... \.../. ν _ / V / 11/15/07 10:31:59 230U 50Hz 10 EH50160 PREU BACK NEXT PRINT USE ενέργειας, μπορούμε πολύ εύκολα να μετρήσουμε την ενέργεια που αναλώνει η κάθε συσκευή την ώρα που λειτουργεί ή την ώρα που βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής. Η ποικιλία των διαθέσιμων μετρητών ενέργειας που κυκλοφορούν στην αγορά είναι μεγάλη, ενώ η μορφή τους είναι απλή. Ένας ρευματολήπτης στην μία πλευρά και ένας ρευματοδότης στην άλλη, ενώ υπάρχει μία μικρή οθόνη και μερικά πλήκτρα ελέγχου. Εισάγουμε τον ρευματολήπτη του μετρητή ενέργειας στην πρίζα του τοίχου και στον ρευματοδότη συνδέουμε την συσκευή που θέλουμε να μετρήσουμε, οπότε στην οθόνη εμφανίζεται ένα πλήθος μετρούμενων μεγεθών. Στα μεγέθη αυτά περιλαμβάνονται η τρέχουσα τάση δικτύου, η κατανάλωση ρεύματος, η αναλισκόμενη ισχύς, και σε μερικές περιπτώσεις έχουμε επίσης το συνημίτονο (φ) και το σύνολο της ισχύος που έχει καταναλωθεί από την ώρα που συνδέσαμε τον μετρητή. Εκτός από αυτά, στις περισσότερες συσκευές έχουμε την δυνατότητα να εμφανίσουμε και το κόστος χρήσης της συσκευής, θα πρέπει όμως πρώτα να εισάγουμε την τιμή της κιλοβατώρας (σε κάποιες μάλιστα μονάδες υπάρχει διάκριση μεταξύ κανονικού και μειωμένου [νυχτερινού] τιμολογίου). Πολλοί οργανισμοί συνιστούν την χρήση των μονάδων αυτών έτσι ώστε ο καταναλωτής να είναι ενήμερος της ενέργειας που χρησιμοποιούν διάφορες οικιακές συσκευές, ενώ έχουν υπάρξει και περιπτώσεις όπου κάποιοι οργανισμοί διέθεσαν ανάλογους μετρητές ενέργειας στους καταναλωτές -για μερικές εβδομάδες- δωρεάν. Δεν υπάρχει όμως κανένα πρόβλημα να αγοράσουμε οι ίδιοι ένα μετρητή, την στιγμή που στην αγορά κυκλοφορούν μοντέλα με κόστος που ξεκινά από μόλις 10 ευρώ περίπου. Οι μονάδες Για τους σκοπούς του άρθρου συλλέξαμε εννέα διαφορετικούς μετρητές ενέργειας που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά, όπου όλοι σχεδόν οι έχουν την ίδια σχεδίαση (αυτή που αναφέραμε νωρίτερα). Υπάρχουν δύο μόνον μονάδες που διαφέρουν: η Energy Control 3000 της Voltcraft (ένας ασύρματος σταθμός μέτρησης με διάφορους τύπους αισθητήρων) και η Energy-Monitor ΕΜ600 της ELV Γερμανίας (ένα σύστημα διαιρούμενο σε δύο μέρη, όπου το κομμάτι της οθόνης είναι δυνατόν να τοποθετηθεί σε διαφορετική θέση). Οι λεπτομέρειες για κάθε ένα από τα όργανα αυτά περιγράφονται στις επί μέρους περιγραφές. Ένα όργανο μέτρησης ενέργειας είναι χρήσιμο μόνον εφ όσον μπορεί να δώσει μία αξιόπιστη μέτρηση. Τα περισσότερα από τα όργανα που δοκιμάσαμε, παρουσιάζουν -σύμφωνα με τον κατασκευαστή τους- μία ακρίβεια της τάξης του 1 % ± 1 W, το οποίον θεωρητικά είναι περισσότερο από επαρκές. Στην πράξη βέβαια παρουσιάστηκαν κάποια σημεία τα οποία σίγουρα θα πρέπει να ληφθούν υπ όψη. Κατά την μέτρηση ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως με ονομαστική ισχύ 150 W το κάθε όργανο θα δώσει πιθανότατα την σωστή ένδειξη. Τα πράγματα όμως είναι διαφορετικά όταν μετράμε σήματα με διαφορά φάσης, όπως είναι για παράδειγμα ένας λαμπτήρας φθορισμού ή ένα πλυνπίριο. Στις περιπτώσεις αυτές η ένδειξη είναι πιθανόν να αποκλίνει σημαντικά από την σωστή τιμή, όταν η τιμή του συνημίτονου (φ) είναι κακή. Μεγάλο πρόβλημα είναι επίσης οι συσκευές που διαθέτουν τροφοδοτικά μεταγωγής. Στις συσκευές αυτές έχουμε συχνά ένα συνδυασμό παραμόρφωσης της κυματομορφής και ολίσθησης φάσης, τα οποία καθιστούν την μέτρηση πολύ πιο δύσκολη. Τελειώνοντας να αναφέρουμε ότι σε πολύ μικρά φορτία, η ακρίβεια μπορεί να είναι ανεπαρκής. Σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές μας ενδιαφέρει να γνωρίζουμε το ποσό τη ισχύος που αναλώνεται σε κατάσταση αναμονής. Όταν λοιπόν η οθόνη του υπολογιστή είναι σβηστή, καταναλώνει 1 W ή 5 W; Κάποιοι από τους μετρητές που δοκιμάσαμε δείχνουν να μην έχουν καμία άποψη, και απλώς μεταπηδούν από την μία τιμή στην άλλη ή δίνουν μία εντελώς εσφαλμένη τιμή. Σε ορισμένες περιπτώσεις ο κατασκευαστής αναφέρει ότι το όργανο δεν είναι κατάλληλο για μετρήσεις μικρών ισχύων, αλλά καλό είναι να το γνωρίζουμε αυτό πριν αγοράσουμε τον μετρητή. Η δοκιμή Γ ια να μάθουμε το πόσο χρήσιμοι είναι στην πράξη αυτοί οι φτηνοί μετρητές ενέργειας, τους δοκιμάσαμε στα εργαστήρια του περιοδικού Ελεκτορ με την βοήθεια κάποιων τυπικών φορτίων, και συγκρίναμε τις μετρήσεις τους με ένα επαγγελματικό μετρητή ενέργειας της Fluke, τον Power Quality Analyzer τύπου 434 (δείτε την φωτογραφία). Ο συγκεκριμένος μετρητής με τιμή πάνω από 4000 ευρώ, ανήκει προφανώς σε μία εντελώς διαφορετική κατηγορία που δεν έχει καμία σχέση με τους μετρητές που ελέγχουμε, αλλά παρέχει εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις τις οποίες μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σαν 50 Ελ ε κ τ ο ρ 2/2008

44 Τιμή RMS και συν (φ) Η μέτρηση της ισχύος που αναλώνεται σε ένα φ ορτίο είναι κατ' αρχάς πολύ εύκολη: το μόνο που χρειάζεται είναι πολλαπλασιάσουμε την RMS τιμή της τάσης με αυτή του του ρεύματος: Ρ = U X I Η δουλειά αυτή μπορεί να γίνει με την βοήθεια δύο πολυμέ- τρων. Η τάση δικτύου έχει συνήθω ς σταθερή τιμή και είναι (λογικά] ημιτονοειδής, οπότε η κατανάλωση ισχύος ελέγχεται από το ρεύμα. Ο ορισ μός του έχει ως εξής: Η ενεργός τιμή (RMS) ενός μεταβαλλόμενου ρεύματος ισούται με αυτή ενός συνεχούς ρεύματος το οποίο εφαρμοζόμενο επάνω στην ίδια σταθερή αντίσταση για το ίδιο χρονικό διάστημα, θα παράγει το ίδιο ποσό θερμότητας. Παλιότερα, τα όρ γανα μέτρησης ενέργειας λειτουργούσαν επάνω σε αυτή τη βάση. Η τιμή RMS είναι δυνατόν να υπολογιστεί μέσω ολοκλήρω σης του ρεύματος μέσα σε μία ημι -περίοδο, ή με άλλα λόγια δ ι αιρώ ντας την κυ- ματομορφ ή σε μικρά τμήματα για το κάθε ένα από τα οποία υπολογίζουμε την ισχύ. Εάν όλα αυτά συνδυαστούν θα έχουμε μία τελική τιμή της μορφής: ΐΤ + ΐί+ ΐί.,.Ι η / = Είναι λοιπόν προφανές ότι η RIVIS τι{1ή του ρεύματος είναι ίση με την τετραγωνική ρίζα του μέσου όρ ου των τετραγώνων. Στην περίπτωση ημιτονοειδούς κυματομορφής, η παραπάνω εξίσωση μπορεί να απλοποιηθεί στην: / = _L V Ο ταν το φ ορτίο δεν είναι τελείως ωμικό, ή χρησιμοποιείται κάποιος ρυθμιστής φάσ ης (dimmer), το ό ρ γ α ν ο δυσκολεύεται να υπολογίσει την τιμή RMS, και πολλά ό ρ γανα δεν απεικονίζουν την σωστή τιμή. Εάν για παράδειγμα υπάρχει δ ια φ ο ρ ά φάσ ης μεταξύ τάσης και ρεύματος σε ένα κινητήρα (επαγωγικό φορτίο), δεν μετατρέπε- ται σε πραγματική ισχύ ολόκληρο το ρεύμα που αντλείται. Ένα μέρος του ρεύματος χρησιμοποιείται για την δημιουργία του μαγνητικού πεδίου ή για την φόρτιση και εκφόρτιση των πυκνωτών. Το συγκεκριμένο ρεύμα είτε θα προηγείται είτε θα έπεται της τάσης, και η δ ια φ ορ ά αυτή εκφράζεται ως τιμή συν(φ) Εάν συν(φ) = 1 δεν υπάρχει καθόλου ολίσθηση φάσης. Ο σο μικρότερες όμως είναι οι τιμές, τόσο μεγαλύτερη η δ ια φ ο ρ ά φάσης. Αυτό το "χαμένο" μέρος ισχύος αναφ έρεται και ως "άεργος ισχύς", η οποία επιστρέφει στο δίκτυο αλλά θα πρέπει ούτως ή άλλως να παρέχεται. Στον λογαριασμό που αναφέρεται στους οικιακούς καταναλω τές, η τιμή του συν(φ) δεν έχει καμία σημασία δεδομένου ότι ο μετρητής της ΔΕΗ μετράει -σε κιλοβάτ- την πραγματική ισχύ. Ο ρισμένοι από τους μετρητές ενέργειας εμφ ανίζουν επίσης και το συν(φ) του φορτίου. κ αναφορά. Ευχαριστούμε την εταιρεία Fluke για την ευγενή χορηγία -για μερικές ημέρες- του οργάνου, έτσι ώστε να μπορέσουμε να πραγματοποιήσουμε το δοκιμαστικό. Τι φορτία χρησιμοποιήσαμε; ξεκινήσαμε με μερικά ωμικά φορτία για να μετρήσουμε την ακρίβεια σε μικρά και μεγάλα φορτία. Για τον σκοπό αυτό επιλέξαμε τιμές στα 2 W, 100 W και 1000 W. Για να ελέγξουμε επίσης κατά πόσο επηρεάζει τις μετρήσεις ένα κακό συνημίτονο (φ), χρησιμοποιήσαμε ένα επαγωγικό φορτίο με την μορφή λαμπτήρα φθορισμού και τέλος μετρήσαμε ένα τροφοδοτικό μεταγωγής από μία συσκευή αναπαραγωγής DVD. Με βάση όλα τα παραπάνω, είμαστε σε θέση να έχουμε μία αρκετά καλή εικόνα όσον αφορά την χρησιμότητα και την ποιότητα των μετρήσεων των συγκεκριμένων μετρητών ισχύος. Τα αποτελέσματα Τα αποτελέσματα άλως των μετρήσεων τα παραθέτουμε στον πίνακα που βρίσκεται στο τέλος του άρθρου. Το πρώτο πράγμα που παρατηρούμε είναι ότι όλοι στην ουσία οι μετρητές -ακόμη και αυτοί που κοστίζουν λιγότερο από 15 ευρώ- δίνουν πολύ χρήσιμες μετρήσεις όταν μετρούν συσκευές σε λειτουργία, τόσο για επαγωγικά όσο και για χωρητικά φορτία. Εάν λοιπόν θέλουμε να μετρήσουμε πόση ισχύ αναλώνει μία συσκευή και ποιο είναι το κόστος χρήσης, τότε είναι κατάλληλη σχεδόν οποιαδήποτε από τις μονάδες της δοκιμής. Οι πιο ακριβές μονάδες διαθέτουν περισσότερες δυνατότητες ρυθμίσεων καθώς και ενδείξεις, όπως διαφορετική ημερήσια και νυχτερινή χρέωση,ή κόστος χρήσης σε μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Σε ορισμένα μοντέλα (Energy meter ΕΚΜ 2000 της Olympia, Power & Energy Monitor PL09564 της Pro- Elec, Energy Monitor 3000 της Voltcraft) εμφανίζεται επίσης και το συνημίτονο (φ). Το χαρακτηριστικό αυτό αποτελεί μία καλή ένδειξη του τύπου του φορτίου που εμφανίζει η συσκευή στο δίκτυο. Η τιμή όμως που δίνει ο μετρητής της Olympia δεν δείχνει να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστη. Όπως αναμενόταν, η μέτρηση επαγωγικών και παλμικών φορτίων στις περισσότερες μονάδες δεν αποτελεί πρόβλημα. Μόνον οι μετρητές της Olympia και της Peaktech δείχνουν να δυσκολεύονται στα επαγωγικά φορτία με αποτέλεσμα να έχουν εσφαλμένες ενδείξεις. Η μέτρηση μικρών φορτίων είναι αισθητά πιο δύσκολη. Η γνώση της κατανάλωσης μία συσκευής στην ανατομή είναι ιδιαίτερα σημαντική. Πολλοί κατασκευαστές δηλώνουν στις προδιαγραφές ότι οι μετρητές τους δεν είναι κατάλληλοι για μικρά φορτία (συνήθως ξεκινούν από 4 με 5 watt), και μόνον τέσσερις μονάδες τα καταφέρνουν καλά: Οι δύο είναι της ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

45 ELV και οι άλλες δύο της Voltcraft. Οι περισσότεροι -αλλά όχι όλοι- μετρητές συνοδεύονται από ένα εγχειρίδιο χρήσης στην Αγγλική γλώσσα. Μετά από εκατοντάδες μετρήσεις με όλες τις μονάδες, μία από αυτές κέρδισε με διαφορά την προτίμηση μας: μιλάμε για την Voltcraft Energy Monitor Ο συγκεκριμένος μετρητής κοστίζει μόλις 40 ευρώ και προσφέρει μία ευανάγνωστη οθόνη τριών γραμμών, πολλές λειτουργίες μέτρησης και επιλογές ρύθμισης, Πρόκειται για ένα από τους πλέον ακριβείς μετρητές της ομάδας, ο οποίος μάλιστα διαθέτει μέτρηση του συνημίτονου (φ) με τιμές του προσέγγιζαν περισσότερο από όλα τα υπόλοιπα αυτές του Fluke που χρησιμοποιήσαμε σαν αναφορά. Σε επίπεδα πάντως ακρίβειας μετρήσεων η μονάδα Pro-Elec της Farnell τα κατάφερε σχεδόν εξ ίσου καλά, με την διαφορά όμως ότι διαθέτει λιγότερες ρυθμίσεις ενώ δεν έχει εφεδρική μπαταρία. Τελειώνοντας να αναφερθούμε και στον σταθμό Energy Control 3000 της Voltcraft, ο οποίος αποτελεί κάτι τελείως διαφορετικό. Πρόκειται για ένα ασύρματο σύστημα μέτρησης το οποίο είναι δυνατόν να συνεργαστεί με μέχρι και 12 αισθητήρες. Τον εν λόγω σταθμό δεν τον περιλάβαμε στο δοκιμαστικό διότι η έκδοση που έφθασε στα χέρια μας περιελάμβανε μόνο έναν αισθητήρα για την περιοχή των κιλοβάτ. Με ένα τέτοιο αισθητήρα, θα μπορούσαμε να μετρήσουμε μόνον τις περιστροφές του δίσκου στον μετρητή του ρολογιού της ΔΕΗ! Παρόλα αυτά, πρόκειται για ένα σύστημα ιδανικό για καταγραφή δεδομένων, λόγω κυρίως της δυνατότητας του σταθμού βάσης να συνδέεται με υπολογιστή. ( ) Δ ι ε υ θ ύ ν σ ε ι ς κ α τ α σ κ ε υ α σ τ ώ ν / π ρ ο μ η θ ε υ τ ώ ν : E L V : w w w. e l v. d e V e l l e m a n : w w w. v e l l e m a n. b e O ly m p ia, P e a k t e c h : w w w. r e i c h e l t. d e P r o E l e c : h t t p : / i u k. f a r n e l l. c o m V o l t c r a f t : w w w. c o n r a d. c o m Energy Monitor ΕΜ600-2 από την ELV(ELV, 25 ευρώ) Μετρητής χωρίς εφεδρική μπαταρία Μεγάλη οθόνη μίας γραμμής Μετρά τάση, ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, διάρκεια, εκτιμώμενο κόστος χρήσης ανά εβδομάδα, μήνα και έτος (η έκδοση ΕΜ800 μετρά επίσης και το συνημίτονο (φ), την συχνότητα και την φαινόμενη ισχύ) Εύρος ισχύος από 1 W έως 4 kw Η πλήρης βαθμονόμηση του οργάνου περιγράφεται στο εγχειρίδιο χρήσης Power & Energy Monitor από την Pro-Elec PL09564 (Farnell, 20 ευρώ + ΦΠΑ) Μετρητής χωρίς εφεδρική μπαταρία Μεγάλη οθόνη μίας γραμμής Μετρά τάση, ρεύμα, συχνότητα, πραγματική ισχύ, φαινόμενη ισχύ, συνημίτονο (φ), αναλισκόμενη ενέργεια Εύρος ισχύος μέχρι 3,7 kw 52 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

46 ζόμενες από τον χρήστη Εύρος ισχύος από 4,5 W έως 3,7 kw Δυνατότητα ημερήσιας και νυχτερινής χρέωσης Μέγιστη διάρκεια μέτρησης ώρες Ενσωματωμένο ρολόι Energy Monitor EM600 Expert II από την ELV(ELV, 41 ευρώ) Μετρητής χωρίς εφεδρική μπαταρία Μεγάλη οθόνη μίας γραμμής Υλοποίηση σε δύο μέρη με χωριστή μονάδα ρευματολήπτηρευματοδότη και μονάδα μέτρησης, για την μέτρηση συνδέσεων με δύσκολη προσπέλαση, όπως για παράδειγμα πίσω από το πλυντήριο (η έκδοση Expert I διατίθεται χωρίς τμήμα ρευματολήπτη-ρευματοδότη, αλλά με καλώδιο για σταθερή σύνδεση) Μετρά τάση, ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, διάρκεια, εκτιμώμενο κόστος χρήσης ανά εβδομάδα, μήνα και έτος (η έκδοση ΕΜ800 μετρά επίσης και το συνημίτονο (φ), την συχνότητα και την φαινόμενη ισχύ) Εύρος ισχύος από 1 W έως 4 kw Η πλήρης βαθμονόμηση του οργάνου περιγράφεται στο εγχειρίδιο χρήσης Energy-Meter 9024 από την Peaktech (Reichelt, 16,5 ευρώ) Μετρητής χωρίς εφεδρική μπαταρία Οθόνη τριών γραμμών Μετρά τάση, ρεύμα συχνότητα, ισχύ, μέγιστο ρεύμα και ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, διάρκεια και κόστος χρήσης Εύρος ισχύος από 4,5 W έως 3,7 kw Μέγιστη διάρκεια μέτρησης ώρες Energy meter ΕΚΜ 2000 από την Olympia (Reichelt, 22,7 ευρώ) Μετρητής χωρίς εφεδρική μπαταρία Οθόνη τριών γραμμών Μετρά τάση, ρεύμα συχνότητα, συνημίτονο (φ), μέγιστο ρεύμα ή ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, διάρκεια και κόστος χρήσης Ένδειξη υπερφόρτωσης για ρεύμα ή ισχύ, με τιμές καθορι Cost Control από την Technoline (ELV, 10 ευρώ) Απλός μετρητής με εφεδρική μπαταρία Οθόνη μίας γραμμής Μετρά ισχύ, μέγιστη ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, εκτιμώμενο κόστος χρήσης ανά ημέρα, μήνα και έτος Εύρος ισχύος από 4 W έως 3,6 kw Τεχνικά ίδιο με το Power Monitor της BaseTech ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

47 Energy Monitor 3000 από την Voltcraft (Conrad, 40 ευρώ) Μετρητής με εφεδρική μπαταρία και αυτόματη διακοπή μετά από 1 λεπτό Οθόνη τριών γραμμών Μετρά τάση, ρεύμα, συχνότητα, πραγματική ισχύ, φαινόμενη ισχύς, συνημίτονο (φ) (επαγωγικό και χωρητικό), μεγίστη και ελάχιστη ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, ορισμός τιμολογίου και υπολογισμός κόστους, μεγίστη και ελάχιστη τιμή όλων των μετρούμενων μεγεθών, εκτιμώμενο κόστος ανά εβδομάδα, μήνα, έτος Εύρος ισχύος 1,5 W έως 3 kw Δυνατότητα ημερήσιας και νυχτερινής χρέωσης Μέγιστη διάρκεια μέτρησης 99 ημέρες Energymeter από την Vellemanfnjnoq NETBSEM, Velleman, 15 ευρώ) Μετρητής με εσωτερική εφεδρική μπαταρία Οθόνη τριών γραμμών Μετρά ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, διάρκεια, κόστος χρήσης Εύρος μετρήσεων από 0 W έως 1 kw Ενσωματωμένο ρολόι με ένδειξη ημέρας εβδομάδας Δυνατότητα ημερήσιας και νυχτερινής χρέωσης με ρυθμιζόμενες ώρες τιμολογίου Μέγιστη διάρκεια μέτρησης ώρες Energy Check 3000 από Voltcraft (Conrad, 25 ευρώ) Μετρητής χωρίς εφεδρική μπαταρία Οθόνη δύο γραμμών Μετρά ισχύ, μέγιστη και ελάχιστη ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, διάρκεια, κόστος χρήσης, χωριστή λειτουργία καταγραφής Εύρος ισχύος 1,5 W έως 3 kw Δυνατότητα ημερήσιας και νυχτερινής χρέωσης Μέγιστη διάρκεια μέτρησης 99 ημέρες Σύστημα μέτρησης Energy Control 3000 από την Voltcraft (Conrad, στο πακέτο περιλαμβάνονται η κεντρική μονάδα, λογισμικό και ένας αισθητήρας: περίπου 110 ευρώ) Ασύρματο σύστημα μέτρησης με κεντρική μονάδα και μέχρι 12 αισθητήρες Η κεντρική μονάδα συνδέεται με υπολογιστή μέσω καλωδίου USB Συμπεριλαμβάνεται λογισμικό για την διαχείριση των δεδομένων Διαθέσιμοι χωριστοί αισθητήρες: ES-1 (αισθητήρας ρευματοδότη δικτύου), ES-2 (αισθητήρας μέτρησης κιλοβατώρας), ES-3 (αισθητήρας γραμμών τροφοδοσίας DIN), ES-4 (αισθητήρας μέτρησης αερίου ) και ES-5 (αισθητήρας ρεύματος ηλιακού πάνελ) Μετρά ισχύ, αναλισκόμενη ενέργεια, εκτίμηση κόστους ενέργειας, κατανάλωση αερίου, εκτίμηση κόστους αερίου Μνήμη καταγραφής δεδομένων για 108 ημέρες (ένας αισθητήρας) Συναγερμός όταν ξεπερνιούνται οι προκαθορισμένες τιμές Ένδειξη ημερομηνίας και ώρας Τεχνικά ίδιο με το σύστημα ΕΜ-1000 από την ELV 54 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

48 Πίνακας 1. Αποτελέσματα δοκιμών Μοντέλο U mams 230 V A C 2 W 100 W 800 W Επαγωγικό φορτίο (140 W, cos φ = 0.50) Παλμικό φορτίο (12 W, cos φ = 0.45) Basetech Power Monitor ELV Energie Monitor EM , ,1 ELV Energie Monitor EM600 Expert I 228 1, ,2 Olympia Energy meter EKM cos φ = 0,60 11 cos φ = 1,0 Peaktech Energy-Meter Technoline Cost Control Voltcraft Energy Check , ,3 Voltcraft Energy Monitor , cos φ = 0,50 12,2 cos φ = 0,47 Velleman Συμβουλές για εξοικονόμηση ενέργειας - Κλείνουμε στο σπίτι όλες τις συσκευές που πραγματικά δεν χρειαζόμαστε. - Διακόπτουμε την λειτουργία μίας συσκευής (εφ' ό σ ο ν είναι δυνατόν) μέσω κάποιου διακόπτη δικτύου (π.χ. πολύπριζο με διακόπτη) και όχι μέσω του πλήκτρου αναμονής ή του τηλεχειριστηρίου. - Οι μικροί ηλεκτρονικοί λαμπτήρες φθορισμού παρουσιάζουν πολύ μικρότερη κατανάλωση σε σχέση με του λαμπτήρες πυρακτώσεως, κάτι το οποίο ήδη γνωρίζουμε αλλά και το οποίο είναι εξαιρετικά σημαντικό για χώρους στους οποίους ο φωτισμός παραμένει για πολλές ώρες ανοικτός. - Διακόπτουμε την τροφοδοσία του υπολογιστή μέσω ενός πολύπριζου με διακόπτη, επάνω στο οποίο έχουμε συνδέσει και όλα τα περιφερειακά του υπολογιστή (οθόνη, σαρωτή, εκτυπωτή, ηχεία κ.λ.π.). - Τα μικρά τροφοδοτικά δικτύου καταναλώνουν ενέργεια ακόμη και εάν δεν έχουμε συνδέσει τίποτε επάνω σε αυτά. Οταν δεν χρησιμοποιούνται φροντίζουμε να τα βγάζουμε από την πρίζα. - Οι συσκευές που βρίσκονται σε μόνιμη λειτουργία και τροφοδοτούνται από κάποιο παλιό (γραμμικό) μετασχηματιστή δικτύου, καλό είναι να τροφοδοτούνται από κάποιο νεότερο τροφοδοτικό μεταγωγής. Τα συγκεκριμένα τροφοδοτικά π α ρουσιάζουν πολύ καλύτερη α π ό δ ο σ η και καταναλώνουν αισθητά μικρότερη ισχύ σε κατάσταση ηρεμίας. - Ορισμένες συσκευές καταναλώνουν πάντοτε την ίδια ενέργεια, ανεξάρτητα του εάν βρίσκονται σε λειτουργία ή αναμονή (για παράδειγμα ο δέκτης της καλωδιακής τηλεόρασης). Είναι κατά συνέπεια ανώφελο να τις μετάγουμε από την μία κατάσταση στην άλλη. - Οι ασύρματοι δρομολογητές δεν χρησιμοποιούνται όλη την ημέρα. Καλό είναι όταν δεν τους χρειαζόμαστε να τους κλείνουμε. - Τελειώνοντας, μπορούμε να διαπιστώσουμε την συνολική κατανάλωση ενέργειας του σπιτιού ολόκληρου σε ένα ήσυχο απόγευμα (όταν δεν έχουμε ενεργοποιήσει οι ίδιοι κάποιες συσκευές). Για να το πετύχουμε αυτό σημειώνουμε την ένδειξη του ρολογιού της ΔΕΗ και την ελέγχουμε εκ νέου σε μία ώρα. Με τον τρόπο αυτό θα έχουμε μία συνοπτική εικόνα της κατανάλωσης που έχει το σπίτι μας σε κατάσταση "ηρεμίας 1. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

49 Κάτω από 3 λίτρα στα 100 χιλ. με E-block σε ένα Prius To FlowCode στον έλεγχο των μπαταριών Από τον Jim Fell Το πιο ενδιαφέρον ίσως χαρακτηριστικό του Prius είναι ότι μπορεί για σύντομα χρονικά διαστήματα να μετατρέπεται σε ηλεκτρικό Electric Vehicle, EV). Αυτό είναι το καλό. Το κακό είναι ότι η (ηλεκτρική) αυτονομία του περιορίζεται σε ένα περίπου χιλιόμετρο, το οποίο διανύει με ταχύτητα 50km/U)pa. Προσθέτοντας μια συστοιχία μπαταριών ϋ-ιοπ τα πράγματα διαφοροποιούνται προς το καλύτερο, αφού η (υβριδική) του κατανάλωση βελτιώνεται από από 5 σε κάτω από 3 λίτρα στα 100 χιλιόμετρα! Στο άρθρο αυτό περιγράφουμε το πως έγινε πράξη η παραπάνω ιδέα, κάνοντας χρήση των μονάδων E-block και του λογισμικού FlowCode. Η πρώτη προσπάθεια μου να μετατρέψω ένα αυτοκίνητο σε ηλεκτρικό έγινε το Χρειάστηκαν πολλές δοκιμές, ιδίως με τις συστοιχίες των μπαταριών, για να μπορέσω να φέρω σε πέρας το δύσκολο αυτό έργο. Μπορούσα τότε να διανύω διαδρομές της τάξης των 50 μιλίων (80 χιλιομέτρων) σε κάθε γέμισμα ή και μεγαλύτερες αν πρόσεχα την οδήγησή μου. Το αυτοκίνητο εκείνο συμμετείχε στο διαγωνισμό ηλεκτρικών αυτοκινήτων δύο φορές, μια το 2005 και μια το 2006, διανύοντας χωρίς κανένα πρόβλημα την απόσταση Λονδίνου - Μπράϊτον. Η: Electric ^ ι»! «] a f a V I / motor Battery Σχ. 1. Η βασική τοπολογία του συστήματος κίνησης του Prius. Όσο όμως και αν βελτιώνονται τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η αχίλλειος πτέρνα τους εξακολουθεί να παραμένει η μπαταρία. Αν χρησιμοποιηθούν κοινές μπαταρίες μολύβδου ίσα - ίσα καλύπτεται η διαδρομή μέσα σε μια πόλη. Δεν τολμάμε βέβαια να σκεφθούμε μεγαλύτερα ταξίδια, αφού κάτι τέτοιο θα απαιτούσε προετοιμασία και σχεδίασμά σαν να ήταν στρατιωτική αποστολή. Θα έπρεπε να γίνονται στάσεις για τη φόρτιση των μπαταριών κάθε 80 χιλιόμετρα (ή περίπου τόσο), οι οποίες εκ των πραγμάτων θα διαρκούσαν αρκετές ώρες. Το 2005 άρχισα να σκέφτομαι τα εμπορικά ηλεκτρικά αυτοκίνητα και ιδιαίτερα το Prius της Toyota. Η λειτουργία του Στο σχ. 1 βλέπουμε μέσω ενός απλού διαγράμματος τον τρόπο λειτουργίας του Prius. Πρόκειται για ένα συνηθισμένο αυτοκίνητο στο οποίο έχει προστεθεί ένας ηλεκτρικός κινητήρας / γεννήτρια. Κάθε φορά που ο οδηγός θέλει να μειώσει ταχύτητα πατώντας το φρένο, ο ηλεκτροκινητήρας μετατρέπεται σε γεννήτρια φορτίζοντας τη μπαταρία. Από την άλλη μεριά, στις χαμηλές ταχύτητες ο ίδιος κινητήρας βοηθάει τον βενζινοκινητήρα συντελώντας στην εξοικονόμηση καυσίμου. Όταν ξεκίνησα την ενασχόληση μου με το Prius υπήρχαν ήδη πολλές ομάδες στις ΗΠΑ που ασχολιόντουσαν με την αύξηση της αυτονομίας του ]2]. Η Toyota, όπως άλλωστε και οι περισσότερες εταιρίες που κατασκευάζουν ηλεκτρικά αυτοκίνητα, εξοπλίζουν τα μοντέλα τους με πολύπλοκα ηλεκτρονικά κυκλώματα ελέγχου. Το κομμάτι εκείνο που σχετίζεται άμεσα με την κίνηση και τη διαχείριση της ενέργειας των μπαταριών είναι άμεσα συνυφασμένο με τον υπάρχοντα δίαυλο CAN. Η λειτουργία του κινητήρα, όπως και πολλά άλλα πράγματα, εξαρτώνται άμεσα από την Κατάσταση Φόρτισης (State of Charge, SOC) της μπαταρίας. Αν η SOC έχει πολύ μικρή τιμή, τα ηλεκτρονικά κυκλώματα φροντίζουν να την ξαναγεμίζουν καθώς το αυτοκίνητο κατεβαίνει μια κατηφόρα, όταν ο οδηγός πατάει φρένο ή όταν, γενικότερα, υπάρχει πλεόνασμα ενέργειας. Αν η τιμή της SOC είναι μεγάλη, τα κυκλώματα ελέγχου χρησιμοποιούν τον ηλεκτροκινητήρα Yta να υποβοηθούν την κίνηση του αυτοκινήτου 5 6 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

50 στις χαμηλές ταχύτητες, στις ανηφόρες ή, ακόμα, και στις προσπεράσεις. Στην πράξη η τιμή της SOC μεταβάλλεται διαρκώς εξαρτώμενη από την τροχαία κίνηση και τις συνήθειες οδήγησης του οδηγού.. Μία ή δύο μπαταρίες Προτού ενώσω την ήδη υπάρχουσα μπαταρία (συστοιχία NiMH) με την πρόσθετη συστοιχία των δικών μου μπαταριών έπρεπε να δώσω απαντήσεις σε δύο καίρια ερωτήματα: α) πως θα συμπεριφερόταν το σύστημα διαχείρισης ενέργειας του Prius κατά τη διάρκεια της φόρτισης της μπαταρίας του από μια άλλη εξωτερική πηγή (την πρόσθετη μπαταρία); β) πως θα μπορούσε να ελεγχθεί η πρόσθετη πηγή ενέργειας; Το σύστημα διαχείρισης ενέργειας του αυτοκινήτου θα έπρεπε να υπολογίζει την τιμή SOC λαμβάνοντας υπόψη και την πρόσθετη παροχή, αναδεικνύοντας μια σαφώς πιο μεγάλη τιμή. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε το σύστημα κίνησης του αυτοκινήτου να χρησιμοποιεί περισσότερο τον ηλεκτροκινητήρα από ότι το βενζινοκινητήρα, όπου βέβαια αυτό θα ήταν δυνατό. Για να δώσω απάντηση στο πρώτο ερώτημα, έκανα κάτι απλό. Σύνδεσα το φορτιστή αυτοκινήτου που είχα στη διάθεσή μου στη μπαταρία του αυτοκινήτου, φορτίζοντάς την πλήρως. Η τιμή SOC ανέβηκε αμέσως γύρω στο 80% υποδηλώνοντας, σχεδόν, πλήρη φόρτιση. Όπως ήταν αναμενόμενο, το σύστημα διαχείρισης ενέργειας του Prius, αντιλήφθηκε την επιθυμία μου, και ενημέρωσε την SOC σύμφωνα με την πολική τάση και τη θερμοκρασία της μπαταρίας. Η απάντηση στο ερώτημα για το πως θα μετέφερα ηλεκτρική ενέργεια στην μπαταρία του Prius από την πρόσθετη Σχ. 2, Το γενικό διάγραμμα του συστήματος. συστοιχία ήταν σαφώς πιο δύσκολη. Στη συνέχεια περιγράφω τον τρόπο... Λειτουργία του κυκλώματος Για την υλοποίηση της ιδέας μου χρησιμοποίησα 56 (!) μπαταρίες Li-Ion της Thunder Sky που είχα προμηθευτεί πρόσφατα. Τις σύνδεσα σε σειρά αποκτώντας μια συστοιχία μπαταριών ονομα- ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

51 Prius CAN bus via OBD connector E-blocks display unit EB006 PlCmicro muitiprogrammer EB018 CAN bus board Σχ. 3. To δ ιάγρ α μμα βαθμιδώ ν της μ ο νά δ α ς απεικόνισης. Σχ. 4. Η ο θ ό νη LCD. στικής τάσης 210 V DC με χωρητικότητα λίγο μεγαλύτερη από 50 Ah. Η συστοιχία NiMH του Prius παρέχει γύρω στα 240 V, άρα ήταν επιτακτική η ανάγκη ενός Αναστροφέα. Ο τελευταίος θα ανέβαζε την τάση της συστοιχίας Li-Ion σε μια κατά LCD display 24 characters. 2 lines Σχ. 5. Το πορτμπαγκάζ του Prius πριν και μετά την εγκατάσταση των πρόσθετω ν μπ α ταριών. τι υψηλότερη στάθμη, ικανή να φορτίσει τη συστοιχία του αυτοκινήτου. Ακόμα, θα έπρεπε να αναζητήσω και ένα δυνατό φορτιστή, έτσι ώστε να μπορώ να γεμίζω την πρόσθετη συστοιχία όποτε μπορούσα. Το ίδιο απαραίτητο αποδείχθηκε και ένα κύκλωμα που θα έλεγχε τη ροή της ενέργειας στην βασική συστοιχία μπαταριών του Prius. Όλα αυτά φαίνονται παραστατικά στο διάγραμμα του σχ. 2. Η σύνδεση των δύο μπαταριών έγινε με τη βοήθεια τεσσάρων αυτόματων διακοπτών μιας επαφής / υψηλής τάσης και τη...μεσολάβηση ενός μετατροπέα DC / DC μεγάλης ισχύος. Ο μετατροπέας DC / DC είναι στην πραγματικότητα ένας φορτιστής μπαταριών εξοπλισμένος με μια γέφυρα ανόρθωσης στην είσοδό του. Το εξάρτημα αυτό μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση του δικτύου σε συνεχή. Μπορείτε φυσικά, αντί για εναλλασσόμενη τάση να τον τροφοδοτήσετε με συνεχή χωρίς κανένα απολύτως πρόβλημα. Η παραπάνω μονάδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί επίσης και για τη φόρτιση της συστοιχίας των μπαταριών Li-Ion από το ηλεκτρικό δίκτυο. Αυτό όμως είναι κάτι, που προς το παρόν τουλάχιστον, δεν πρέπει να μας απασχολεί. Ο μετατροπέας συμπεριφέρεται με δύο τρόπους, έχοντας δύο διαφορετικές εξόδους. Η πρώτη (υψηλής τάσης, HIGH) φορτίζει την υπάρχουσα συστοιχία Ni-ΜΗ του αυτοκινήτου προκαλώντας αύξηση της SOC. Η δεύτερη έξοδος (χαμηλής τάσης, LOW) κάνει ακριβώς την αντίθετη εργασία μειώνοντας την τιμή SOC. Το ποια από τις εξόδους του μετατροπέα θα καταλήγει κάθε φορά στη μπαταρία, θα εξαρτηθεί από την κατάσταση ενός από δύο διαθέσιμα ζεύγη διακοπτών. Σημειώνουμε πως όταν ο μετατροπέας εργάζεται ως φορτιστής της συστοιχίας των Li-Ion απομονώνεται υποχρεωτικά από τη βασική συστοιχία του αυτοκινήτου. Όπως εύκολα γίνεται αντιληπτό χρειάζεται και εδώ ένας ακόμα διακόπτης. Για όσο χρόνο κινείται το αυτοκίνητο, η συστοιχία NiMH θα πρέπει να είναι συνεχώς συνδεδεμένη με εκείνη των στοιχείων Li-Ion μέσω των διακοπτών φόρτισης που αναφέραμε παραπάνω. Αυτό θα πρέπει να συμβαίνει έως ότου εκφορτιστεί πλήρως η δεύτερη συστοιχία. Μέσω του διαύλου CAN Γ ια να γίνουν πράξη όλα τα παραπάνω, εκτός από τις ίδιες τις μονάδες, είναι απαραίτητη και η...παρακολούθηση του διαύλου CAN του αυτοκινήτου. Στο συγκεκριμένο δίαυλο συνδέονται όλες οι επιμέρους μονάδες του Prius ανταλ- 58 ΕΛΕΚΤΟΡ

52 λάσσοντας μηνύματα μεταξύ τους. Οι περισσότερες συμπεριφέρονται ως δέκτες, διαβάζοντας από το δίαυλο τα μηνύματα που προορίζονται γι αυτές. Στη συνέχεια ανταποκρίνονται στις εντολές που έχουν λάβει, προχωρώντας στις...δέουσες ενέργειες. Ο τρόπος διευθυνσιοδότησής τους εξασφαλίζει ότι καμία συσκευή δεν κλέβει μηνύματα από την άλλη. Αυτό που έπρεπε να γίνει στη συνέχεια, ήταν η προσθήκη μιας ακόμα μονάδας CAN κομμένης και ραμμένης στα μέτρα μας που θα...κρυφάκουγε τα μηνύματα με τις παραμέτρους του συστήματος, επιτρέποντας ή διακόπτοντας τη φόρτιση της συστοιχίας ΜίΜΗ του αυτοκινήτου τις σωστές χρονικές στιγμές. Αναζητώντας λύση, έτυχε να διαβάσω ένα άρθρο του Ελέκτορ που αναφερόταν στο FlowCode (Μάρτιος 2006). Πιο συγκεκριμένα, μιλούσε για ένα απλό σύστημα διαύλου CAN αποτελούμενο από δύο κόμβους. Από την έως τώρα εμπειρία μου σε παρόμοια συστήματα διαύλων, συμπέρανα πως για να έκανε κάποιος ένα τέτοιο σύστημα να δουλεύει στα μέτρα του θα χρειαζόταν σίγουρα πολύ χρόνο. Ευτυχώς, έχοντας επισκεφθεί πολλές φορές τον τόπο της Microchip (έχω μια...καλή σχέση με τους PIC) γνώριζα τη σελίδα που φιλοξενούνταν άρθρα σχετικά με το δίαυλο CAN, τα οποία μελέτησα. Το σχετικό εγχειρίδιο που αφορά στη χρήση του MCP2515 περιλαμβάνει, μόλις(!), 81 σελίδες [3], Χωρίς να χάσω χρόνο, παρήγγειλα το σύστημα CAN / FlowCode που είχα δει στο Ελέκτορ. Διαπίστωσα, με μεγάλη χαρά, πως όλη η δουλειά στο επίπεδο του υλικού ήταν ήδη ολοκληρωμένη! Τόσο ο καθορισμός των παραμέτρων του διαύλου όσο και η ανάγνωση συγκεκριμένων μηνυμάτων μέσα από το δίαυλο πραγματοποιούταν με τη βοήθεια έτοιμων μακρο-εντολών. Κατόπιν τούτου, η επικοινωνία μεταξύ δύο οποιωνδήποτε κόμβων ήταν, πράγματι, μια πολύ απλή υπόθεση. Για τη υποκλοπή των μηνυμάτων που έκοβαν βόλτες στο δίαυλο CAN του Prius και αφορούσαν την τιμή SOC, χρησιμοποίησα ένα μετατροπέα CAN / USB της Kvaser. Τα μηνύματα αυτά εμφανίζονται μαζί με την απαραίτητη τάση των +12 V, σε ένα συνδετήρα GBD-2, που βρίσκεται κάτω από το τιμόνι του αυτοκινήτου. Μιαγρήγορη αναζήτηση στο Διαδίκτυο με βοήθησε να ερμηνεύσω τη σημασία τους και να εντοπίσω την πληροφορία που με ενδιέφερε. Φυσικά, η μορφή της δεν μου επέτρεπε την άμεση απεικόνιση τους σε μια οθόνη LCD. Έπρεπε να υποστεί κάποια επεξεργασία. Βήμα - βήμα Έχοντας μια γενική εικόνα του τι ζητάω από το δίαυλο, έκτισα στον πάγκο του εργαστηρίου μου ένα δίκτυο CAN που είχε την ίδια συμπεριφορά με εκείνο του Prius. Ένα σύστημα E-block εξέπεμπε συνεχώς ένα μήνυμα ίδιας μορφής με εκείνο που μεταφέρει την SOC στο Prius, ενώ ένα δεύτερο λάμβανε το μήνυμα και το απεικόνιζε σε μια οθόνη LCD. Η όλη συνδεσμολογία φαίνεται παραστατικά στο σχ. 3. Τις μονάδες αυτές τις αξιοποίησα στο έπακρο καθόλη τη διάρκεια της ανάπτυξης της εφαρμογής, για να καταλήξουν τελικά στο ίδιο το αυτοκίνητο στην υποδοχή του ραδιο- ΕΛΕΚτΟΡ 2/

53 κασετόφωνου (σχ 4). Πάνω στην οθόνη απεικονίζονται το ρεύμα της συστοιχίας NiMH, η τάση της (κατά τη φόρτιση / εκφόρτιση), η τιμή SOC σε εκατοστιαία αναλογία, το όριο του ρεύματος φόρτισης και η μεγίστη / ελάχιστη θερμοκρασία της ίδιας συστοιχίας. Με τη βοήθεια αυτής της διάταξης κατάφερα να αποσφαλματώσω το αναπτυσσόμενο λογισμικό χωρίς να χρειαστεί να ασχοληθώ στο παραμικρό με το αυτοκίνητο. Το δεύτερο βήμα αφορούσε στην επεξεργασία της SOC, όπου κατόπιν αξιολόγησης της τιμής της το λογισμικό αποφάσιζε για το ποια από τις δύο εξόδους του μετατροπέα DC / DC θα έπρεπε να ενεργοποιηθεί (HIGH ή LOW). Ευτυχώς, δεν χρειάστηκε να δοθούν πολλές εντολές στο FlowCode, αφού για να ενεργοποιείται η LOW αρκούσαν τιμές SOC > 70% (διακοπή φόρτισης της συστοιχίας NiMH από τη Li-Ion). Αντίθετα, για την ενεργοποίηση της HIGH έπρεπε να ισχύει SOC < 65% (σύνδεση της Li- Ion στο κύκλωμα φόρτισης της NiMH του Prius). Και στις δύο περιπτώσεις η αχρησιμοποίητη έξοδος οδηγούταν σε κατάσταση OFF. Για την μεταγωγή του κυκλώματος φόρτισης χρησιμοποιήθηκε ένας ηλεκτρονόμος, που όπως ήδη θα αντιληφθήκατε, έλεγχε τους τέσσερις διακόπτες μεταξύ των δύο συστοιχιών. Το τύλιγμα του ελέγχεται από μια ακίδα εξόδου του χρησιμοποιούμενου μικροελεγκτή. Η ακίδα αυτή οδηγείται σε ενεργή κατάσταση με καθυστέρηση 5 δευτερολέπτων από τη στιγμή που το σύστημα τροφοδοτείται με τάση, και σε ανενεργή μόλις αδειάσει η συστοιχία Li-Ion. Στην πράξη Τελικά, η οθόνη LCD δεν χρειάστηκε, αφού το κουτί με τα πρόσθετα ηλεκτρονικά τοποθετήθηκε δίπλα από τις μπαταρίες Li-Ion και τα καλώδια σύνδεσης τους στο πορτμπαγκάζ του αυτοκινήτου. Οι πρόσθετες 56 μπαταρίες είχαν ηλικία δύο ετών και οι χωρητικότητές τους, εκ των πραγμάτων, ήταν διαφορετικές. Η χειρότερη από αυτές βρέθηκε να έχει χωρητικότητα 50 Ah στους 20 C, όταν την εκφόρτισα με ρεύμα 25 Α. Και επειδή η χειρότερη μπαταρία είναι εκείνη που καθορίζει τη συμπεριφορά ολόκληρης της συστοιχίας, εύκολα προκύπτει πως το μέγιστο όριο εκφόρτισης της εναλλακτικής πηγής ενέργειας δεν μπορεί να αγνοεί τον παραπάνω αριθμό. Με αυτόν τον περιορισμό, οι μπαταρίες Li-Ion μπορούν να τροφοδοτούν το αυτοκίνητο για δύο ή, το πολύ, τρεις ώρες στη λειτουργία υποβοήθησης του βενζινοκινητήρα. Μετά από αυτό το διάστημα, η μονάδα ελέγχου τις έθετε εκτός κυκλώματος. Μετά τη λήξη αυτού του διαστήματος, το αυτοκίνητο θα εξακολουθεί να δουλεύει με υβριδικό τρόπο στηριζόμενο όμως αποκλειστικά και μόνο στη δική του συστοιχία. Το μειονέκτημα αυτής της, κατά τα άλλα, βολικής προσθήκης εντοπίζεται στο κόστος και στις φυσικές διαστάσεις των ίδιων των μπαταριών. Αν επιχειρούσατε να τις αγοράσετε καινούργιες θα πληρώνατε πολλές χιλιάδες Ευρώ (!). Ένα άλλο μειονέκτημα αφορά στο χώρο τοποθέτησής τους. Το μόνο μέρος που μπορούν να βολευτούν είναι το πορτμπαγκάζ, εις βάρος όμως του χώρου για τις αποσκευές (σχ. 5). Το καλοκαίρι και στον υβριδικό τρόπο λειτουργίας, το αυτοκίνητο καίει 60 mpg (4,7 λίτρα /1 00 χιλιόμετρα) και περίπου 100 mpg (2,8 λίτρα / 100 χιλιόμετρα) στη λειτουργία υποβοήθησης από τη συστοιχία. Για το σπίτι Το πρόγραμμα που γράφτηκε γι αυτήν την εφαρμογή σε γλώσσα FlowCode ακούει στο όνομα Prius_04_Receive_ PFC40.fcf. Διατίθεται δωρεάν σε κάθε ενδιαφερόμενο (ενημερώστε μας ότι το θέλετε είτε μέσω είτε τηλεφωνικά). Το Πακέτο υποστήριξης εφαρμογών διαύλου CAN (βλ. ομώνυμη δικτυακή σελίδα) περιλαμβάνει το μεταγλωττιστή FlowCode, δύο πλακέτες Πολύ-Προγραμματιστών, δύο πλακέτες CAN, μια οθόνη LCD, πλακέτες με LED και αρκετά ακόμα βοηθητικά εξαρτήματα. Μπορεί να γίνει (ακόμα) καλύτερο Δυστυχώς, οι ενδείξεις στην οθόνη του Prius τερματίζονται στα 99,9 mpg, με αποτέλεσμα να μην μπορείτε να ξεκαθαρίσετε το πόσο καλά δουλεύει η κατασκευή. Στο σχ. 6 βλέπουμε μια χαρακτηριστική φωτογραφία από την οθόνη του Prius, που δείχνει ότι το αυτοκίνητο έχει φθάσει στα 99,9 mpg. Μια ακόμα δουλειά που αναλαμβάνει να φέρει σε πέρας το FlowCode είναι ο υπολογισμός της πραγματικής στιγμιαίας κατανάλωσης του αυτοκινήτου. Αυτό το καταφέρνει, διαβάζοντας μέσα από το δίαυλο την τιμή της στιγμιαίας ροής του καυσίμου την οποία, στη συνέχεια, συσχετίζει με την ταχύτητα. Κάτι ακόμα που θα περιόριζε σημαντικά την κατανάλωση έχει να κάνει με την προσθήκη ενός ηλεκτρονόμου που θα άναβε τον ηλεκτροκινητήρα όταν το FlowCode καταλάβαινε πως η ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι μικρότερη από 30 μίλια/ώρα )περίπου 5χιλ./ώρα). Ο ίδιος ηλεκτρονόμος θα γύριζε το αυτοκίνητο στην παραδοσιακή βενζινοκίνηση όταν η ταχύτητα γινόταν μεγαλύτερη από το παραπάνω όριο. ( ) Α ν α φ ο ρ έ ς [ 1 ] E - b l o c k s _ n o w y o u C A N, Ε λ έ κ τ ο ρ, Μ ά ρ τ ι ο ς [ 2 ] Λ ή μ μ α σ τ η W i k ip e d i a : P l u g i n P r i u s W ik i g r o u p, w w w. e a a - p h e v. o r g / w i k i / M a in _ P a g e ( α κ ο λ ο υ θ ή σ τ ε τ ο υ ς σ υ ν δ έ σ μ ο υ ς γ ι α ν α ο δ η γ η θ ε ί τ ε σ τ α υ β ρ ι - δ ι κ ά α υ τ ο κ ί ν η τ α, κ α ι μ ε τ ά ε π ι λ έ ξ τ ε τ ο P r i u s ) [ 3 ] M i c r o c h i p : w w 1. m i c r o c h i p. c o m / d o w n l o a d s / e n / D e v i c e D o c / d. p d f 6 0 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

54 Από τον καθ. Stephan Comielus, Fairchild Semiconductors, Γερμανία Η εισβολή' των ηλεκτρονικών σε κάθε τύπου βιομηχανική ή οικιακή συσκευή αποτελεί ένα αναμφισβήτητο γεγονός. Από την άλλη μεριά, οι πλουτοπαραγωγικές πηγές του πλανήτη μας μειώνονται διαρκώς, και όσες ακόμα απομένουν είναι ανομοιόμορφα κατανεμημένες, Οι ανανεώσιμες πηγές κερδίζουν μέρα με τη μέρα όλο και πιο πολύ έδαφος, αλλά και πάλι η ανησυχία για έλλειψη ενέργειας είναι κάτι που ωθεί όλους στην εξοικονόμηση της. Από ότι έχουν δείξει σχετικές μελέτες, ένα μεγάλο μέρος της ενέργειας καταναλώνεται στους πόσης φύσεως κινητήρες και αντλίες. Μπορούμε άραγε να μειώσουμε την ενέργεια αυτή, χωρίς να στερηθούμε τίποτα από τη λειτουργικότητα τους; Γχ. 1. Π ε ρ ισ σ ό τε ρ η α π ό τη μ ισ ή η λ ε κ τρ ι κή ε ν έ ρ γ ε ια π ο υ π α ρ ά γ ε τα ι σ ε π α γ κ ό σ μ ια β ά σ η κ α τα λ ή γ ει σ ε ε ξ α ρ τ ή μ α τ α π ο υ μ ε τα τρ έ π ο υ ν το ν η λ εκ τρ ισ μ ό σ ε κίνησ η (πηγή: ERPD. Σχ. 2. Επάνω: γ ρ ά φ η μ α ρ ε ύ μ α τ ο ς και θ ε ρ μ ο κ ρ α σ ία ς κ ιν η τή ρ α σ ε έν α σ υ ν η θ ισ μ έν ο κύκλω μα ρ ύ θ μ ισ η ς δ ύ ο σημείων. Κάτω: το ρ ε ύ μ α και η θ ε ρ μ ο κ ρ α σ ία σ ε έ ν α σ ύ σ τη μ α τρ ο φ ο δ ο το ύ μ ε ν ο α π ό μ ε τ α τροπ έα A C /A C O nverter-εναλλάκτης). Οι παγκόσμιες απαιτήσεις σε ενέργεια αυξάνονται με υψηλούς ρυθμούς από χρόνο σε χρόνο. Η Energy Information Administration έχει προβλέψει ότι στο χρονικό διάστημα από το 2002 μέχρι το 2025, η αύξηση αυτή θα φθάσειτο 57%. Οι μεγάλοι ρυθμοί ανάπτυξης των Ασιατικών χωρών δείχνουν και αυτοί προς την ίδια κατεύθυνση. Μόνο στην Κίνα τη χρονιά που πέρασε, παρατηρήθηκε θετική μεταβολή της τάξης του 11%. Οι αυξήσεις αυτές δεν έχουν παρατηρηθεί μόνο στις χώρες της Άπω Ανατολής, αλλά και στις χώρες της Ανατολικής Ευρώπης. Η Ουκρανία, για παράδειγμα, παρουσίασε μέσα στο ΕΛΕΚΤΟΡ

55 2007 αύξηση 7%, ενώ η Σλοβενία 5%. Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει ζητήσει την εφαρμογή της οδηγίας EuP (Energy using Products, Προϊόντα που χρησιμοποιούν Ενέργεια) η οποία αποσκοπεί στην ελαχιστοποίηση των τόνων C02 που παράγονται εξ αιτίας της χρήσης ηλεκτρικών συσκευών (κυρίως κινητήρων). Μπορούμε να πετύχουμε μια σημαντική μείωση του με τρόπους εξοικονόμηση ενέργειας, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί μεγιστοποιώντας την απόδοση των συσκευών, μειώνοντας το ρεύμα ηρεμίας τους και αυξάνοντας το συντελεστή ισχύος. Είναι προφανές, πως το μήνυμα της παραπάνω οδηγίας υπαινίσσεται μια περισσότερο προσεκτική αξιοποίηση των ενεργειακών πόρων του πλανήτη μας. Σύμφωνα με τις αναφορές του Ευρωπαϊκού οργανισμού SAVE, η ολοένα αυξανόμενη χρήση κινητήρων υψηλής απόδοσης - χαμηλών ενεργειακών απαιτήσεων και μετατροπέων συχνότητας έχει ήδη μειώσει την έκλυση του C02 κατά 4 και 12 εκατομμύρια τόνους αντίστοιχα. Αυτό είναι απόλυτο αντιλη- 7 5», Module Curren Σχ. 3. Ο ι μ ο ν ά δ ε ς SPM της σ ε ιρ ά ς M o tio n κ α τα σ κ ευ ά ζο ν τα ι σ ε δ ιά φ ο ρ α μ ε γ έ θ η και θήκες, α ν ά λ ο γ α μ ε την ισχύ τους. 62 Ελ ΕΚΤΟΡ 2/2008

56 τττό, αν σκεφθούμε ότι, σύμφωνα με το κέντρο ερευνών IMS (EPRI), η μισή από την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια καταλήγει στα τυλίγματα ηλεκτρικών κινητήρων (σχ. 1). Γχ. 4. Το κύκλω μα ελ έγ χ ο υ ε ν ό ς σ ύ γ χ ρ ο ν ο υ π λυντη ρίο υ. Motion-Smart Power Module FSBxyCH60B MiniDIP p a c k a g e x: F=Full Pack, B=DBC y: C u rre n t R ating V 2500 V iso la tio n v o lta g e Low Loss IGBT T e c h n o lo g y Built-in B o o tstra p D iode OCP, UVLP, TSD small size 8c la rg e p in -to -p in sp a cin g 4 4 m m x 26.8 m m Σχ. 5. Τα ε ξ α ρ τή μ α τα π ο υ φ α ίν ο ν τα ι σ κ ια σ μ έν α μ π ο ρ ο ύ ν ν α β ελτιώ σ ο υν μ ε π ο λ λ ο ύ ς τρ ό π ο υ ς τη λ ε ι το υ ρ γ ία ε ν ό ς μ ε τα τρ ο π έ α F lyback. Άντληση και κυκλοφορία Ας πάρουμε για παράδειγμα μια αντλία νερού. Στις παραδοσιακές μηχανές αυτού του τύπου, η ποσότητα του νερού που αναρροφάται, ελέγχεται μέσω μιας βαλβίδας. Αυτό σημαίνει ότι ο ηλεκτροκινητήρας εργάζεται πάντα με τη μέγιστη δυνατή ισχύ του, ανεξάρτητα του αν θέλουμε πολύ ή λίγο νερό. Πιο συγκεκριμένα φρενάρεται περισσότερο ή λιγότερο από τον βάνα προκειμένου να διακινήσει την επιθυμητή ποσότητα νερού. Θα συμφωνήσουμε όλοι πως από τη στιγμή που ένας ηλεκτρικός κινητήρας συνοδεύεται από ένα τέτοιο εξάρτημα, η συνολική απόδοση του συστήματος καθηλώνεται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Το διάγραμμα του σχ. 2 περιγράφει τον τρόπο λειτουργίας ενός ρυθμιστή ισχύος που χρησιμοποιείται συχνά σε οικιακές ηλεκτρικές συσκευές, όπως π.χ. στα ψυγεία. Το υψηλότερο γράφημα αναπαριστά το ρεύμα και τη θερμοκρασία ενός παραδοσιακά ελεγχόμενου κινητήρα (χωρίς Inverter). Για όση ώρα τροφοδοτείται με ρεύμα (κατάσταση ΟΝ), η θερμοκρασία του ψυγείου πέφτει, αλλά αυξάνεται η δική του!. Όταν η θερμοκρασία του ψυγείου φθάσει το επιθυμητό κατώτατο όριο, ο κινητήρας σταματάει (κατάσταση OFF), για να ξανατεθεί αυτόματα σε λειτουργία όταν η θερμοκρασία του ψυχόμενου χώρου προσεγγίσει το υψηλότερο ανεκτό όριο της. Εφαρμόζοντας μια τέτοια τακτική ελέγχου, ο διακόπτης ημιαγωγού που έχει σαν φορτίο τον παραπάνω κινητήρα, θα πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίσει επαναλαμβανόμενα ισχυρά θερμικά σοκ, λόγω των απότομων αυξομειώσεων της θερμοκρασία της επαφής του. Κάτι τέτοιο όμως, αν μη τι άλλο, μειώνει την αναμενόμενη διάρκεια ζωής του και κατά συνέπεια την αξιοπιστία της ηλεκτρικής συσκευής. ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

57 Επιχειρώντας μια μετάβαση από τους παραδοσιακούς κινητήρες στους περισσότερο σύγχρονους που εργάζονται χωρίς ψήκτρες πετυχαίνουμε μια αναμφισβήτητη αύξηση τόσο της απόδοσης, όσο και της αξιοπιστίας της μηχανής. Το χαμηλότερο γράφημα δείχνει τη χαρακτηριστική καμπύλη της θερμοκρασίας όταν χρησιμοποιείται ένας κινητήρας με οδήγηση μέσω ενός μετατροπέα AC/ AC. Με ένα τέτοιο κύκλωμα επιτυγχάνεται ο απόλυτος έλεγχος του φορτίου, ενώ η θερμοκρασία του κινητήρα διατηρείται σταθερή καθόλη τη διάρκεια λειτουργίας του. Επιπρόσθετα, λόγω της εγγενούς υψηλής απόδοσης των κινητήρων που εργάζονται χωρίς ψήκτρες και των μειωμένων μεγίστων ρευμάτων λειτουργίας τους, η ενεργός τιμή του ρεύματος που ζητάει ο κινητήρας από το κύκλωμα του μετατροπέα περιορίζεται στα ίδια πλαίσια με εκείνα που έχουμε όταν οδηγούμε συμβατικούς κινητήρες με ρυθμιστές δύο σημείων. (Περισσότερο) ευφυή συστήματα οδήγησης Αντικαθιστώντας τα παραδοσιακά κυκλώματα ελέγχου κινητήρων εναλ- λασσομένου με αντίστοιχα ελεγχόμενα από μετατροπείς AC/AC, μπορούμε να εξοικονομήσουμε έως και 20% της διαθέσιμης ηλεκτρικής ενέργειας. Αν μάλιστα κάνουμε το ίδιο διαλέγοντας κινητήρες χωρίς ψήκτρες η εξοικονόμηση αγγίζει το 40%. Οι, ευφυείς μονάδες ισχύος χρησιμοποιούνται σήμερα σε μια πληθώρα οικιακών συσκευών, αλλά και σε αρκετές βιομηχανικές, ελέγχοντας κινητήρες χαμηλών απαιτήσεων. Η Fairchild Semiconductor διαθέτει ήδη στην αγορά μια ολοκληρωμένη σειρά τέτοιων μονάδων, γνωστών με το όνομα Motion SPM (SPM Κίνησης). Με τη βοήθεια τους οι σχεδιαστές μπορούν να υλοποιήσουν εφαρμογές υψηλής απόδοσης χωρίς να χρειάζεται να ξοδέψουν υπερβολικό χρόνο και χρήματα. Οι κύριοι λόγοι που τις προτιμούν είναι η υψηλή αξιοπιστία, η ευκολία χρήσης και η μεγάλη διάρκεια ζωής τους. Επεξηγήσεις BLAC brushless a lte rn a tin g current - κινητήρας AC χω ρίς ψήκτρες (α σ ύγχρονος] BLDC brushless d ire c t c u rre n t-κινη τή ρ α ς DC χω ρίς ψ ήκτρες C 0 2 c a rb o n d io x id e -δ ιο ξείδ ιο το υ ά ν θ ρ α κ α DIP dual Oine] in p la s tic -διπλή σ ειρά ακίδω ν σε πλαστική δήκη EMI e le c tro m a g n e tic in te rfe re n c e -Η λεκτρομαγνητικές Π αρεμβολές EPR E lectric P ow er Research In s titu te -Ινστιτούτο Ε ρευνας Ηλεκτρικής Ισχύος EU E uropean U nion-ευρωπαϊκή Ενωση FPS Fairchild P ow er S w itc h -Διακόπ της Ισ χύος της Fairchild IGBT in su la ted g a te b ip o la r tra n sisto r-διπολικό Τ ρ α νζίσ το ρ με Απομονω μένη Πύλη IMS in te llig e n t m a n a g e m e n t s y ste m -Ε υφυές Σύστημα Δ ια χείρισ ης MOSFET m e ta l-o x id e silicon fie ld e ffe c t Transistor-Τ ρ α νζίσ το ρ Π εδίου κα τα σ κευ α σ μ ένο από Ο ξείδ ιο Μ ετάλλου PFC p o w e r fa c to r c o rre c tio n -Δ ιόρθω σ η Συντελεστή Ισ χύος PWM p u ls e -w id th m o d u la tio n -Δ ια μ όρφ ω σ η Ε ύρους Παλμών SAVE s p e c ific a c tio n s fo r vigorous e n e rg y e ffic ie n c y -Π ρ ο κ α θ ο ρ ισ μ έν ες Κινήσεις για επίτευξη Σημαντικώ ν Ε νεργειακώ ν Α π οδόσ εω ν SEPIC s in g le -e n d e d p rim a ry in d u c ta n c e c o n v e rte r-μ ετα τροπ έα ς με αυτεπ αγω γή ε ν ό ς ά κ ρ ο υ σ το πρω τεύον SMD su rfa ce m o u n te d d e v ic e -Ε ξάρτημα Επιφανειακής Σ τήριξης SMPSQJ] s w itc h m o d e p o w e r s u p p ly -Τ ρ ο φ ο δ ο τικ ό μεταγω γής SPMTM sm art p o w e r m o d u le -Ε υφυής Μ ο ν ά δ α Ισχύος VSI v o lta g e source in v e rte r-μ ετα τροπ έα ς Τάσης A C /A C Στο σχ. 3 φαίνονται μερικές αντιπροσωπευτικές γνώμονα την ελαχιστοποίηση των παραμικρότερη μονάδες αυτής της σειράς. Η γόμενων αρμονικών. Σύμφωνα με το διε από όλες, η Tiny-DIP/SMD, θνές πρότυπο ΕΝ όλες οι οικιακές είναι σε θέση να ελέγχει φορτία έως ηλεκτρικές συσκευές (με εξαίρεση 150 W, η αμέσως επόμενη, η Mini-DIP, εκείνες της Τάξης D) και οι τριφασικές φθάνει τα 3 KW (μεσαία ισχύς), ενώ δεν εφαρμογές πρέπει να είναι σύμφωνες λείπουν και οι ισχυρότερες μονάδες σε με τους κανονισμούς που προβλέπει η θήκες DIP με ικανότητα έως και 7 KW. Τάξη Α. Μιλώντας γενικά, μια μονάδα της Έτσι λοιπόν, για να επιτυγχάνεται η σειράς Motion SPM περιλαμβάνει μια ενεργή ρύθμιση του συντελεστή ισχύος, τριφασική βαθμίδα VSI, ενσωματωμένες απαιτείται πάντα η ύπαρξη μιας γέφυρας πύλες οδήγησης και κάμποσο πρόσθετα ανόρθωσης και ενός μετατροπέα κυκλώματα προστασίας. Ορισμένες ανύψωσης. από αυτές περιλαμβάνουν, επίσης διόδους Η τοπολογία αυτή υλοποιείται στο με δράση Bootstrap, ενσωματωμέ εσωτερικό μιας μονάδας SPM συσκευα να θερμίστορ και κυκλώματα διακοπής σμένης σε θήκη Mini-DIP, που κατά γενική της λειτουργίας τους σε περίπτωση ομολογία είναι κατάλληλη για χρήση υπερθέρμανσης. Εκτός από τις βολικές με μονοφασικές ηλεκτρικές παροχές θήκες DIP, διατίθενται επίσης και τάσης V AC. σε μορφή SMD που διευκολύνει κατά Αν μάλιστα αντί για ένα μετατροπέα πολύ τη συναρμολόγησή τους σε πλα- ανύψωσης χρησιμοποιηθούν δύο, ένα κέτες. Τέλος σημειώνουμε πως οι μονάδες για τη θετική ημιπερίοδο και ένα για την PFC-SPM κατασκευάστηκαν με αρνητική, μπορούμε χωρίς καμία συνέ 64 ΕΛΕΚΤΟΡ

58 πεια να παραλείψουμε τη γέφυρα ανόρθωσης ελαχιστοποιώντας το κόστος. Κατά συνέπεια, μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του κυκλώματος μεσολαβούν μόνο δύο δίοδοι σε σειρά, ενώ τα ενσωματωμένα IGBT μπορούν να γίνουν σαφώς μικρότερα λόγω των δύο χρησιμοποιούμενων μετατροπέων. Η παραπάνω τοπολογία ελέγχου διατίθεται επίσης και σε συσκευασίες Mini- DIP. Για οικιακή χρήση Στο χώρο των οικιακών συσκευών, το πλυντήριο αποτελεί την κατ εξοχήν συσκευή που μπορούν να εφαρμοστούν οι παραπάνω τεχνικές εξοικονόμησης ενέργειας. Όπως φαίνεται στο σχ. 4, τα σύγχρονα πλυντήρια χρησιμοποιούν κινητήρες τύπου BLAC για να περιστρέφουν το κάδο πλύσης / στεγνώματος. Η Fairchild στην προσπάθειά της να κάνει τα πράγματα απλούστερα, διαθέτει ήδη στην αγορά μονάδες SPM σε θήκες Mini DIP (FSBxyCH60B) που είναι οι πλέον κατάλληλες για τέτοιου είδους εφαρμογές. Στο σχετικό ένθετο επιχειρείται μια σύντομη αναφορά στα χαρακτηριστικά τους. Οι μονάδες της νέας γενιάς ξεχωρίζουν για τις σαφώς μικρότερες απώλειες μεταγωγής σε σχέση, πάντα, με εκείνες της προηγούμενης. Το γνώρισμα αυτό έχει ως αποτέλεσμα την υψηλότερη απόδοσή τους που επιτυγχάνεται με τη χρήση μικρότερων ψυκτών. Επιπρόσθετα, η παρουσία των εσωτερικών διόδων Bootstrap σε συνδυασμό με τις συνδέσεις των VS HS- Emitter απλοποιούν κατά πολύ την τελική σχεδίαση. Γ ια τον έλεγχο του στεγνωτήρα χρησιμοποιείται ένας κινητήρας τύπου BLDC ο οποίος οδηγείται από μια διαφορετική μονάδα Motion SPM συσκευασμένη σε μορφή Tiny-DIP ή SMD. Η συγκεκριμένη μονάδα, που είναι βελτιστοποιημένη ώστε να καταστέλλει με τον καλύτερο δυνατό τρόπο τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (ΕΜΙ), χρησιμοποιεί αντί για IGBT, τρανζίστορ MOSFET. Οι μικρές διαστάσεις της (29 χ 17 mm) επιτρέπουν στο σχεδιαστή να την τοποθετήσει κοντά στον κινητήρα, ελαχιστοποιώντας όχι μόνο τις παρεμβολές αλλά και το μέγεθος της χρησιμοποιούμενης πλακέτας. Green FPS Όλες οι απαραίτητες τάσεις λειτουργίας παράγονται από μια σειρά μεταγωγικών εξαρτημάτων γνωστών με το όνομα Green FPS e-series power switches. Ένα εξάρτημα περιλαμβάνει στην ίδια θήκη έναν διαμορφωτή παλμών PWM και ένα MOSFET (σχ. 5). Με την προσθήκη λίγων ακόμα εξαρτημάτων (τριών αντιστάσεων, ενός πυκνωτή και μιας διόδου) ο παραδοσιακός μετατροπέας flyback μετατρέπεται πανεύκολα σε έναν ημι-συντονιζόμενο του ίδιου τύπου. Ο τελευταίος αναδεικνύει πολύ λιγότερες παρεμβολές έχοντας ταυτόχρονα πολύ μεγαλύτερη απόδοση μετατροπής σε σχέση με έναν συνηθισμένο μετατροπέα σταθερής συχνότητας. Με την έκφραση ημι-συντονιζόμενος υπαινισσόμαστε ένα μετατροπέα, του οποίου ο ελεγκτής PWM, κατά την προσπάθεια του να το θέσει σε αγωγιμότητα το MOSFET (τρόπος λειτουργίας ασυνεχούς αγωγιμότητας) να ανιχνεύει την ελάχιστη τάση αποκοπής του. Με τον τρόπο αυτό έχουμε χαμηλό ρυθμό μεταβολής της τάσης (dv/dt), σεπιτυγχάνεται η μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, την ίδια στιγμή που, εξ αιτίας της τάσης αποκοπής, ελαχιστοποιούνται κατά πολύ οι απώλειες μεταγωγής. Όλα αυτά επιτρέπουν την σημαντική μείωση των διαστάσεων της μονάδας SPM. Εξ άλλου, ο τρόπος λειτουργίας Burst εξασφαλίζει πολύ χαμηλή ισχύ κατά την ηρεμία, μειώνοντας ακόμα περισσότερο την καταναλισκόμενη ενέργεια. Από όλα τα παραπάνω εύκολα προκύπτει πως τα προϊόντα Green FPS e-series μπορούν κάλλιστα να αποτελόσουν τη βάση πάνω στην οποία μπορεί να κτιστούν μετατροπείς flyback χαμηλού κόστους / υψηλής απόδοσης, όπως επίσης και πολλά άλλα είδη τροφοδοτικών μεταγωγής, όπως π.χ. τύπου SEPIC. Συμπέρασμα Στις μέρες μας, όλοι οι σχεδιαστές συστημάτων ελέγχου κινητήρων έχουν στρέψει την προσοχή τους στην κατασκευή κυκλωμάτων υψηλής απόδοσης και λειτουργικότητας. Οι μονάδες SPM που είναι προορισμένες για τον έλεγχο κινητήρων επιτρέπουν την υλοποίηση τριφασικών μετατροπέων AC/AC (εναλλακτών), υποστηρίζοντας ταυτόχρονα πολλές πρόσθετες λειτουργίες που με τη σειρά τους εξασφαλίζουν αυξημένες ευκολίες και αξιοπιστία. Οι Μονάδες SPM που κατασκευάζονται για τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος επιτρέπουν την κατανομή της διαθέσιμης ισχύος με τον πλέον αποδοτικό τρόπο. Η μονάδα Power Switch Fairchild, ολοκληρώνει μέσα στην ίδια συσκευασία ένα μεταγόμενο εξάρτημα ισχύος κατάλληλο για τροφοδοτικά μεταγωγής το οποίο ελέγχεται μέσω ημι-συντονιζόμενων κυκλωμάτων. Το κοινό γνώρισμα όλων των παραπάνω μονάδων είναι η εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνουν όταν συνδεσμολογηθούν στα κατάλληλα κυκλώματα. Και αυτό είναι ένα καλό που μπορεί να επωφεληθεί όλος ο πλανήτης. ( ) ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

59 Τα Windows Vista στον πάγκο του εργαστηρίου Από τον Paul Goossens & Microsoft' Windowsxp Είναι κοινό μυστικό πως π περισσότερη δουλειά στα εργαστήρια του Ελέκτορ διεκπεραιώνεται μπροστά από έναν υπολογιστή. Μόνο όταν ολοκληρωδεί η ανάπτυξη της εφαρμογής, μπαίνει το κολλητήρι στην πρίζα και συναρμολογείται το πρωτότυπο. Χωρίς αμφιβολία ο υπολογιστής αποτελεί σήμερα το πιο σημαντικό εργαλείο που χρησιμοποιούμε στα εργαστήριά μας. Το ίδιο άλλωστε ισχύει και για ένα μεγάλο πλήθος άλλων δραστηριοτήτων που απαιτούν πολύπλοκες επιμέρους εργασίες ή λογιστικές πράξεις. Αν λοιπόν, το έξυπνο αυτό εργαλείο υπολειτουργεί ή, ακόμα χειρότερα, δεν λειτουργεί καθόλου, τα πράγματα γίνονται δύσκολα Κάτι τέτοιο συμβαίνει συνήθως...σιωπηλά, μετά από τη σύντομη εμφάνιση ενός διακριτικού μηνύματος σφάλματος στην οθόνη του. Βέβαια, κανείς δεν αποκλείει να συμβεί και με ένα περισσότερο παταγώδη τρόπο, όπως συνέβη σε εμένα μόλις γύρισα από τις καλοκαιρινές διακοπές μου. Συνηθίζεται, την πρώτη μέρα της επιστροφής όλοι οι συνάδελφοι, αφού κάτσουν στα γραφεία τους, να περιγράφουν το πως πέρασαν το καλοκαίρι τους. Αυτό έκανα και εγώ, ανάβοντας μετά από λίγο τον υπολογιστή μου. Έτσι θα μπορούσα μόλις τελειώσω τη συζήτηση να ξεκινήσω τη δουλειά μου. Η συζήτηση όμως διακόπηκε προτού καλά - καλά αρχίσει από ένα ξαφνικό μπαμ. Προς στιγμή νομίσαμε πως κάποιος έπεσε από την καρέκλα του στον πάνω όροφο, αλλά, δυστυχώς, δεν ήταν έτσι. Χωρίς νατό θέλω έριξα μια ματιά στον υπολογιστή μου. Διαπίστωσα πως ήταν σβηστός. Μάλλον θα πάτησα το κουμπί της επανεκκίνησης αντί για το ΟΝ - OFF, σκέφθηκα από μέσα μου. Το θεώρησα αρκετά πιθανό και γι αυτό έσπευσα να πατήσω το σωστό κουμπί. Σχεδόν ακαριαία, η ησυχία του γραφείου διαταράχτηκε για άλλη μια φορά από κάμποσο απανωτά μπαμ. Το να φανταστώ πως ο συνάδελφός του πάνω ορόφου ξαναέπεσε από την καρέκλα του, μου φάνηκε κάπως υπερβολικό. Την ίδια στιγμή παρατηρήσαμε όλοι, ένα μικρό σύννεφο καπνού να βγαίνει κάτω από το γραφείο. Δε χρειάστηκε να σκεφτώ περισσότερο. Ενστικτωδώς τράβηξα το φις του υπολογιστή από την πρίζα με την ελπίδα να περιορίσω την έκταση της ζημιάς. Χωρίς καθυστέρηση άνοιξα τον υπολογιστή διαπιστώνοντας πως η αιτία των αλλεπάλληλων κρότων ήταν το τροφοδοτικό. Μικρό το κακό, αφού υπήρχε διαθέσιμο στα ντουλάπια μας ένα καινούργιο. Το τοποθέτησα μέσα σε λίγα λεπτά και γεμάτος αγωνία άνοιξα τον διακόπτη. Δυστυχώς, τα αποτελέσματα ήταν απογοητευτικά. Προφανώς, εκτός από το τροφοδοτικό, είχε καεί και η μητρική! Στην...έκτακτη σύσκεψη που ακολούθησε, καταλήξαμε στο συμπέρασμα πως έπρεπε να αγοραστεί ένας καινούργιος υπολογιστής. Αυτό και έγινε. Την ίδια μέρα στα εργαστήρια του περιοδικού μας φιγουράριζε ένα καινούργιο μοντέλο PC, που διέφερε όμως σημαντικά από εκείνο που μέχρι τώρα κατείχε τη θέση του. Αντί να τρέχει Windows ΧΡ έτρεχε Windows Vista. Τόσο εγώ, όσο και οι συνάδελφοί μου είχαν διαβάσει κι ακούσει αρκετά γι αυτά, αλλά κανείς μας δεν τα είχε δουλέψει, ώστε να μπορεί να εκφέρει μια υπεύθυνη γνώμη για τη λειτουργικότητά τους. Προχωρήσαμε φορτώνοντας τα πακέτα λογισμικού που χρειαζόντουσαν για τη δουλειά μας. Όλες οι εγκαταστάσεις ολοκληρώθηκαν με επιτυχία. Η σύνδεση στο τοπικό δίκτυο έγινε και αυτή γρήγορα και απλά χωρίς κανένα απρόοπτο. Για να είμαι ειλικρινής αποδείχθηκε πολύ πιο απλή απ ότι περιμέναμε. Την επόμενη μέρα ο υπολογιστής ήταν έτοιμος για χρήση. Ήταν ένα ευτύχημα, γιατί σε παρόμοιες περιπτώσεις έχει αποδειχθεί πως όλες οι δουλειές καθυστερούν αδικαιολόγητα, ανατρέποντας τις κρίσιμες ημερομηνίες έκδοσης του τεύχους. Το πρώτο πράγμα που είχα να κάνω ήταν η συγγραφή του λογισμικού του Φούρνου κολλήσεων που έπρεπε να εκδο- 66 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

60 θεί στο τεύχος του Ιανουάριου Η πρωτότυπη πλακέτα ήταν ήδη έτοιμη, ενώ το ίδιο έτοιμο και ελεγμένο ήταν και το κύκλωμα προγραμματισμού. Είχα ετοιμάσει και τα δύο, λίγο προτού φύγω για διακοπές. Προχωρώντας στη διαδικασία ήρθα αντιμέτωπος με το πρώτο πρόβλημα: ο καινούργιος υπολογιστής δεν διέθετε παράλληλη θύρα επικοινωνίας. Η θύρα αυτή ήταν άκρως απαραίτητη για τη σύνδεση του υπολογιστή με το κύκλωμα προγραμματισμού της κατασκευής. Η λύση, ευτυχώς, ήταν εύκολη: χρειάστηκε απλώς να προμηθευτώ μία πρόσθετη πακέτα εξοπλισμένη με θύρα Centronics, η οποία έμπαινε στις εσωτερικές υποδοχές της μητρικής. Από εδώ και πέρα όμως άρχισαν τα δύσκολα. Ναι μεν το λειτουργικό σύστημα επιβεβαίωσε την επιτυχή αναγνώριση και την απρόσκοπτη λειτουργία της πλακέτας, αλλά το πρόγραμμα διαχείρισης του κυκλώματος προγραμματισμού αρνιόταν πεισματικά να συνεργαστεί. Η αναζήτηση λύσεων στο Διαδίκτυο δεν οδήγησε σε κανένα θετικό αποτέλεσμα. Ο χρόνος περνούσε χωρίς να διαφαίνεται καμία λύση στον ορίζοντα. Ευτυχώς μπορούσα εν τω μεταξύ, να χρησιμοποιώ τον προσωπικό υπολογιστή ενός συναδέλφου που ήταν φορτωμένος με Windows ΧΡ. Ήμουνα τυχερός γιατί ο συνάδελφος θα έλειπε κάμποσες μέρες. Όχι όμως και τόσο αφού, όπως αποδείχθηκε στη συνέχεια, έπρεπε να πηγαινοέρχομαι από τον ένα υπολογιστή στον άλλον. Στον δικό μου (τον καινούργιο) για να γράφω και να μεταγλωττίζω το πηγαίο πρόγραμμα και στου συναδέλφου μου (αυτόν με τα ΧΡ) για να περνάω τον αντικειμενικό κώδικα στο μικροελεγκτή της πρωτότυπης πλακέτας. Με λίγο ψάξιμο κατάφερα να περιορίσω την ταλαιπωρία μου. Αξιοποιώντας τη δικτυακή σύνδεση των δύο υπολογιστών και εκτελώντας στον καινούργιο υπολογιστή τον Απομακρυσμένο Έλεγχο (Windows Remote) κατάφερα να χειρίζομαι μέσα από τα Vista την πρωτότυπη πλακέτα που ήταν συνδεδεμένη στην παράλληλη θύρα του υπολογιστή με τα ΧΡ. Το λογισμικό του μικροελεγκτή της κατασκευής φτιάχτηκε στην ώρα του, αλλά το πρόβλημα με την παράλληλη θύρα και τα Vista εξακολουθεί να παραμένει άλυτο. Τα διάφορα σχόλια που διαβάζει κανείς στις ομάδες συζητήσεων του Διαδικτύου επιβεβαιώνουν ότι η Microsoft υποστηρίζει τις παράλληλες θύρες μέσα από το περιβάλλον των Vista, μόνο όταν αυτές είναι ενσωματωμένες στις μητρικές. Οποιαδήποτε άλλη πρόσθετη πλακέτα εξοπλισμένη με παράλληλες θύρες παρουσιάζει προβλήματα. Επειδή αυτό είναι κάτι που μας καίει, σκοπεύουμε να αναζητήσουμε λύσεις, τις οποίες θα δημοσιεύσουμε αμέσως στις σελίδες του περιοδικού. Σίγουρα το πρόβλημα που αντιμετωπίζουμε εμείς θα το έχουν ήδη αντιμετωπίσει (ή θα το αντιμετωπίσουν σύντομα) πολλοί αναγνώστες μας. ( ) Δαίμονας τεύχους Φεβρουάριου 2008 Πλακέτα πειραματισμών USB χαμηλού κόστους, Ιούλιος/Α ύγουσ τος , , σ ελίδες Ο πυκνω τής C 6 πρέπει να σ υ νδ εθ εί σ το ν α κρ ο δ έκτη VUSB C18) το υ ο λ ο κληρω μ ένου IC1 και όχι σ το ν α κρ ο δ έκτη RC7/RX (26) όπως φ αίνετα ι στο σχήμα 1. Φ ορτιστής μπαταριών μολύβδου, Ιανουάριος , , σ ελίδες Στο δ ιά γ ρ α μ μ α το υ σ χ ή μ α το ς 4 ο α κρ ο δ έκτη ς 3 (V-) το υ ο λοκληρω μ ένου IC2 πρέπει να σ υνδεθεί σ τον κόμβο των R5/R24/R5. Σ ας δείχνουμ ε στο παρακάτω σ χήμα το σημείο όπ ου χρειάζετα ι να γίνει η διόρθω ση, ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

61 Αιωρούμενος κύβος Εντυπωσιακά αποτελέσματα με ελάχιστα εξαρτήματα Από τον Franz Raemy Για πρώτη φορά παρουσιάζουμε στην συγκεκριμένη στήλη μία κατασκευή, η οποία δεν βασίζεται σε κάποιο μικροελεγκτή. Αντ' αυτού ερευνούμε ένα πείραμα το οποίο έχει για δεκαετίες φανατικούς οπαδούς, βελτιώνοντας το απλά με μία δίοδο λέιζερ και ελάχιστα ηλεκτρονικά ελέγχου ο -ο» 3τ Κ ϊι Σ χ ή μ α 1. Μ ία σ ύ ν ο ψ η τη ς κ α τα σ κ ευής. Σ τη ν α ρ ισ τερ ή π λ ευ ρ ά έχ ο υ μ ε το ν α ισ θ η τή ρ α φ ω τό ς, ενώ το ν η λ εκ τρ ο μ α γ ν ή τη σ τη ρ ίζει έν α ρ υ θ μ ιζ ό μ ε ν ο σ τα ντ. Η "σφαίρα" (η ο π ο ία εδ ώ α π ο τελείτα ι α π ό τετρ ά γ ω ν ο υ ς μ ό ν ιμ ο υ ς μ α γ ν ή τε ς ) α ιω ρ είτα ι κάτω α π ό το ν η λ εκτρ ο μ α γνή τη. Η μ ο ν ά δ α εκπ ο μπ ής φ ω τό ς της δ ιό δ ο υ λ έιζερ φ αίνεται σ το μ έσ ο ν της εικόνας. Τα κουτιά σ τα δ εξιά π εριλαμβάνο υ ν τα ηλεκτρονικά ελέγχο υ και το τροφ οδο τικό. Σ χ ή μ α 2. Η ρ ύ θ μ ισ η είναι πιο εύ κ ο λη ε ά ν το ύ ψ ο ς το υ ή λ εκ τρ ο - μα γνήτη ελέγχεται από μ ία β ίδα μ ε π εταλούδα. Πριν ξεκινήσουμε να ξεκαθαρίσουμε το εξής: η συγκεκριμένη κατασκευή ανήκει σαφώς στην κατηγορία των παραδοσιακών πειραμάτων". Οποιοσδήποτε έχει κάποιο επιστημονικό υπόβαθρο, θα έχει σίγουρα δει, πραγματοποιήσει ή τουλάχιστον σκεφτεί κάτι παρόμοιο. Στην δεκαετία του 70 το Ελέκτορ είχε δημοσιεύσει ένα παρόμοιο σύστημα αιώρησης. Το εν λόγω σύστημα σχεδιασμένο από τον Loys Nachtmann και δημοσιευμένο στο τεύχος Ιουλίου του 1977, περιελάμβανε ένα κύκλωμα το οποίο διατηρούσε σε αιώρηση μία σφαίρα ή ένα φύλλο μετάλλου μέσω μίας -με ακρίβεια- ελεγχόμενης δύναμης προερχόμενης από ένα ηλεκτρομαγνήτη στερεωμένου επάνω από αυτή. Ελπίζουμε ότι δεν θα προσβάλουμε τον πρώην συνάδελφό μας εάν αναφέρουμε ότι δεν ήταν αυτός που ανακάλυψε τις βασικές αρχές λειτουργίας του κυκλώματος, στην ουσία αναφέρονται σε κάθε βιβλίο που απασχολείται με την θεωρία ελέγχου. Η θεωρία Η δύναμη την οποία εξασκεί ο ηλεκτρομαγνήτης στο μεταλλικό αντικείμενο θα πρέπει να είναι ίση σε μέγεθος με αυτή που εξασκεί η βαρύτητα της γης. Η δύναμη είναι ανάλογη του ρεύματος που ρέει μέσα από το πηνίο του ηλεκτρομαγνήτη και ελαττώνεται όσο αυξάνει η απόσταση μεταξύ του μαγνήτη και του αντικειμένου. Όσο λοιπόν αυξάνει η απόσταση θα πρέπει να αυξάνουμε και το ρεύμα του ηλεκτρομαγνήτη, και το αντίστροφο. Η απόσταση ανιχνεύεται με την βοήθεια μίας πύλης φωτός, όπου το αιωρούμενο αντικείμενο κινείται μέσα ή έξω από την διαδρομή του φωτός. Ένας απλός αισθητήρας φωτός μετρά στην συνέχεια το ποσό του φωτός που μπορεί να περάσει από το αντικείμενο. Μεταξύ της εξόδου του αισθητήρα φωτός και του κυκλώματος οδήγησης του ηλεκτρομαγνήτη, παρεμβάλλεται το κύκλωμα ελέγχου, το οποίο συχνά έχει την μορφή ελεγκτή PID (proportional, integral differential = αναλογικός, διαφορικός και ολοκληρωμένος). Τριάντα χρόνια πριν, ο συνάδελφος Loys Nachtmann διάλεξε την ασφαλέστερη επιλογή: το σύστημα αιώρησης σχεδιάστηκε με αρχές PID και χρησιμοποιούσε τρεις τελεστικούς ενισχυτές με έξι ποτενσιόμετρα, για να ελέγχει την κάθε δυνατή παράμετρο. Δύο επιπρόσθετοι τελεστικοί ενισχυτές σχημάτιζαν στην έξοδο ένα μετατροπέα τάσης σε ρεύμα. Όσοι από τους αναγνώστες ενδιαφέρονται για το άρθρο του 1977, μπορούν να το κατεβάσουν από την διεύθυνση [1], Το φαινόμενο της αιωρούμενης σφαίρας είναι πράγματι 68 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

62 εντυπωσιακό, και μπορεί να δουλέψει και με αντικείμενα διαφορετικού σχήματος όπως κύβοι ή βίδες. Κάποιοι ίσως βρουν επίσης εντυπωσιακό το γεγονός ότι το φαινόμενο είναι δυνατόν να επιτευχθεί με την χρήση μόλις δύο τελεστικών ενισχυτών και ενός τρανζίστορ ισχύος. Ο υπογράφων (ο οποίος έχει διδακτορικό στην φυσική, πάθος για τα ηλεκτρονικά και πάνω από 25 χρόνια διδακτικής εμπειρίας σε φυσική και μαθηματικά), ανέπτυξε ένα κύκλωμα ελέγχου το οποίο αποτελείται από ελάχιστα εξαρτήματα. Το συγκεκριμένο κύκλωμα σχεδιάστηκε αρχικά για ένα μάθημα φυσικής στην τάξη, όπου και είχε μεγάλη επιτυχία. Στην συνέχεια περιγράφουμε την λειτουργία του, και εννοείται ότι η κοινωνία του περιοδικού Ελεκτορ είναι ευπρόσδεκτη για όποιες παρατηρήσεις ή βελτιώσεις στην σχεδίαση. Μηχανική Στο Σχήμα 1 εικονίζονται όλα τα εξαρτήματα του συστήματος. Στην αριστερή πλευρά έχουμε τον αισθητήρα φωτός, ενώ το ρυθμιζόμενο σταντ στηρίζει τον ηλεκτρομαγνήτη με την σφαίρα να αναρτάται κάτω από αυτόν. Η σφαίρα" που εικονίζεται εδώ είναι κατασκευασμένη από τετράγωνους μόνιμους μαγνήτες (2 cm επί 2 cm επί 1 cm). Η πηγή φωτός φαίνεται στο μέσον της εικόνας. Πριν από τριάντα χρόνια οι αναγνώστες του περιοδικού ήταν υποχρεωμένοι να τοποθετήσουν μπροστά από τον λαμπτήρα ένα φακό, για να μπορέσουν να έχουν μία αρκετά συγκεντρωτική δέσμη. Σήμερα τα πράγματα είναι πιο απλά μιας και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μία απλή δίοδο λέιζερ (την οποία βρίσκουμε σχεδόν οπουδήποτε). Τα κουτιά στο δεξιό μέρος περιλαμβάνουν τα ηλεκτρονικά ελέγχου και την τροφοδοσία, η οποία παρέχει 5 V για την δίοδο και 12 V έως 18 V για τον ελεγκτή. Ο ηλεκτρομαγνήτης, ο αισθητήρας φωτός και η μονάδα της διόδου λέιζερ στερεώνονται όλα επάνω στο σταντ (το οποίο μπορούμε να βρούμε σχετικά εύκολα στο ebay [2], [3]). Τα υπόλοιπα μηχανικά εξαρτήματα τα βρίσκουμε σε οποιοδήπο- Σχήμσ 3. Η φωτοδίοδος με το BC547 κρυμμένο πίσω από αυτή. Σχήμα 4. Ο αισδήτήρας φωτός μέσα στο περίβλημα. Ε λ ε κ τ ο ρ

63 Σχήμα 5. Στο κυκλωματικό διάγραμμα βλέπουμε τα ηλεκτρονικά μέτρησης, ελέγχου και ισχύος. Χωρίς αυτά τα ηλεκτρονικά, το κύκλωμα είναι απλά μία βαθμίδα οδήγησης ηλεκτρομαγνήτη, όπου το ρεύμα ρυθμίζεται μέσω του ποτενοιομέτρου. Προσθέτοντας τον αισθητήρα και τρία επί πλέον εξαρτήματα, και έχουμε έτοιμο τον βρόγχο ελέγχου. Σχήμα 6. Στην φωτογραφία εικονίζονται τα ηλεκτρονικά ελέγχου. Στα αριστερά έχουμε το τρανζίστορ ισχύος μαζί με τον φύκτη του, και στην μέση τους δύο τελεστικούς ενισχυτές. Στην δεξιά πλευρά έχουμε την είσοδο του αισθητήρα φωτός και την έξοδο προς τον ηλεκτρομαγνήτη. Το ποτενσιόμετρο στο επάνω μέρος ορίζει την συνεχή συνιστώσα του ρεύματος εξόδου, ενώ στο κάτω μέρος έχουμε ένα διακόπτη που διακόπτει την τροφοδοσία προς τον ηλεκτρομαγνήτη. τε κατάστημα με αντίστοιχα υλικά. Για να πάρουμε τον ηλεκτρομαγνήτη διαλύσαμε ένα μεγάλο ηλεκτρονόμο. Εάν δεν έχουμε κάποιο ηλεκτρομαγνήτη στην κούτα με τα υπολείμματα, μπορούμε να αγοράσουμε ένα καινούργιο με σχετικά μικρό κόστος. Η λύση αυτή είναι πιο απλή από την αντίστοιχη πριν από τριάντα χρόνια, όπου προτεινόταν η "επέμβαση επάνω σε ένα μετασχηματιστή. Στην περίπτωση που κάποιος επιθυμεί να ακολουθήσει την λύση του μετασχηματιστή, θα πρέπει να αφαιρέσει όλα τα φύλλα με σχήμα I και να γυρίσει όλα τα φύλλα με σχήμα Ε στην ίδια κατεύθυνση. Στην συνέχεια θα συνδέσει με το κύκλωμα το πηνίο του δευτερεύοντος (το οποίο θα πρέπει να έχει ονομαστική τιμή ρεύματος τουλάχιστον 2 Α). Ο ηλεκτρομαγνήτης τοποθετείται επάνω σε κάποιο ρυθμιζόμενο σταντ για να υπάρχει δυνατότητα μεταβολής του ύψους του, ει δυνατόν με απλό ξεβίδωμα και ξανα-βίδωμα μίας μόνον βίδας. Ακόμη καλύτερα θα είναι εάν μπορούμε να ρυθμίζουμε το ύψος του ηλεκτρομαγνήτη στρέφοντας μία βίδα με πεταλούδα (Σχήμα 2). Τα ηλεκτρονικά Γ ια την στήριξη της διόδου λέιζερ και της φωτοδιόδου, χρησιμοποιούμε δύο ακόμη ρυθμιζόμενα σταντ (Σχήμα 3). Η φωτοδίοδος SFH229 καλό είναι να τοποθετηθεί μέσα σε κάποιο περίβλημα, έτσι ώστε να επηρεάζεται όσο το δυνατόν λιγότερο από τον περιβάλλοντα φωτισμό. Στο Σχήμα 4 βλέπουμε πώς μπορούμε να το επιτύχουμε αυτό με την βοήθεια δύο μι- 70 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

64 κρών τμημάτων από γωνία αλουμινίου, όπου μία μικρή τρύπα λειτουργεί σαν παράθυρο. Μαζί με τον αισθητήρα φωτός, στο περίβλημα περιλαμβάνεται επίσης και ένα τρανζίστορ BC547 όπου μαζί με μία αντίσταση σχηματίζουν ένα ενισχυτή. Από εκεί έχουμε τρία καλώδια (τροφοδοσία, γη και σήμα) τα οποία οδεύουν προς την πλακέτα που φέρει τα ηλεκτρονικά ελέγχου. Η διάταξη αυτή καθιστά το σύστημα λιγότερο ευαίσθητο σε εξωτερικές παρεμβολές. Στο κυκλωματικό διάγραμμα του Σχήματος 5 έχουμε μία σύνοψη των ηλεκτρονικών μέτρησης, ελέγχου και τροφοδοσίας, ενώ στο Σχήμα 6 εικονίζεται η πλακέτα με τα εξαρτήματα. Το πηνίο του ηλεκτρομαγνήτη οδηγείται από ένα παλιό και καλό τρανζίστορ ισχύος 2Ν3055. Οι δύο δίοδοι στα δεξιά φροντίζουν για την προστασία του κυκλώματος: το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τον ηλεκτρομαγνήτη είναι πολύ ισχυρό, οπότε όταν διακόπτεται η οδήγηση και την ώρα που καταρρέει το πεδίο είναι δυνατόν να εμφανιστούν στο πηνίο ισχυρά ρεύματα. Τα ρεύματα αυτά εκτρέπονται μέσω των διόδων τύπου 1Ν547. Στην θέση των συγκεκριμένων εξαρτημάτων μπορούμε να τοποθετήσουμε άλλες διόδους όπως για παράδειγμα τύπου 1Ν4007, αρκεί να είναι σε θέση να χειριστούν ρεύματα ανάλογου μεγέθους. Ο τελεστικός ενισχυτής στα δεξιά είναι διαμορφωμένος σαν (αναστρέφων) ενισχυτής με σταθερή απολαβή και μπορεί να θεωρείται ως μέρος της βαθμίδας ισχύος εξόδου. Ο τελεστικός ενισχυτής στα αριστερά μαζί με το αντίστοιχο ποτενσιόμετρο αποτελούν ένα ενισχυτή ο οποίος (εφ όσον τα τρία καλώδια προς τον αισθητήρα και ο πυκνωτής είναι αποσυνδεδεμένα) επιτρέπει την ροή ενός σταθερού ρεύματος προς το πηνίο. Στην φάση των αρχικών ρυθμίσεων το συγκεκριμένο ρεύμα θα πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε η δύναμη που εφαρμόζεται από τον μαγνήτη στο αντικείμενο όταν αυτό βρίσκεται στην επιθυμητή απόσταση, να είναι ίση με το μέγεθος της δύναμης που εφαρμόζεται σε αυτό από την βαρύτητα (δείτε παρακάτω). Η ισορροπία βέβαια που θα πετύχουμε με τον τρόπο αυτό θα είναι ασταθής, εφ όσον δεν έχει ακόμη εφαρμοστεί κανένα κύκλωμα ελέγχου. Με την παραμικρή μετακίνηση το αντικείμενο είτε θα πέσει στο έδαφος, είτε θα κολλήσει στον ηλεκτρομαγνήτη. Με την προσθήκη του αισθητήρα και μόλις τριών παθητικών στοιχείων, μπορούμε να δημιουργήσουμε τον επιθυμητό βρόγχο ελέγχου. Η αντίσταση του 1 ΚΩ εξασθενεί την αρνητική ανάδραση, οπότε αυξάνει την απολαβή. Ο πυκνωτής μας εξασφαλίζει ότι η απολαβή θα εφαρμόζεται μόνον στην AC συνιστώσα του ρεύματος του αισθητήρα φωτός, έτσι ώστε το σύστημα να αποκρίνεται σε μικρές αποκλίσεις από την θέση ισορροπίας. Αυτό αντιστοιχεί σε μία διαφορική άποψη του βρόγχου ελέγχου. Η εμπειρία έχει δείξει ότι οι τιμές των εξαρτημάτων δεν είναι ιδιαίτερα κρίσιμες, και το σύστημα θα δεν θα έχει πρόβλημα εάν οι τιμές των εξαρτημάτων έχουν τιμές παραπλήσιες με τις προτεινόμενες. Οι τιμές των εξαρτημάτων στην βαθμίδα οδήγησης εννοείται ότι θα πρέπει να είναι κατάλληλες για την απαιτούμενη ροή ρεύματος (1 Α με 1,5 Α είναι μία τυπική τιμή) μέσα από τον ηλεκτρομαγνήτη. Το πρωτότυπο του υπογραφόμενου σταθεροποιείται σε μία συχνότητα 300 Hz με 400 Ηζ. Εάν χρησιμοποιήσουμε ένα παλμογράφο θα παρατηρήσουμε κάποιες ταλαντώσεις στο ρεύμα του ηλεκτρομαγνήτη της τάξης του 0,1 Α, οι οποίες είναι δυνατόν να αποδοθούν στην απλότητα του κυκλώματος. Η αντίστοιχη κίνηση του αιωρού μενού αντικειμένου είναι μόλις κλάσματα του χιλιοστού. Είναι βασικό να χρησιμοποιήσουμε για τον ηλεκτρομαγνήτη κάποιο σταθερό σταντ μαζί με ένα κοντό μπράτσο, διαφορετικά οι μηχανικές ταλαντώσεις που θα προκόψουν είναι δυνατό να αποσταθεροποιήσουν το σύστημα. Εάν παρατηρηθεί κάτι τέτοιο, θα πρέπει να κάνουμε περισσότερο άκαμπτο το σταντ, ή να χρησιμοποιήσουμε διαφορετικό μαγνήτη ή αιωρούμενο αντικείμενο. Στην πράξη Για να ρυθμίσουμε την διάταξη ξεκινάμε με το ποτενσιόμετρο στην μεσαία θέση. Κρατάμε το προς αιώρηση αντικείμενο σε μία τέτοια θέση που μόλις να παρεμβάλλεται στην φωτεινή δέσμη και ρυθμίζουμε το ύψος του μαγνήτη (και κατά συνέπεια την απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του μαγνήτη), σε μία τέτοια θέση ώστε το αντικείμενο να δείχνει ότι δεν έχει καθόλου βάρος (το αριστερό χέρι έχει συνήθως καλύτερη αίσθηση). Με ένα τυπικό ηλεκτρομαγνήτη το κενό θα είναι μερικά εκατοστά. Καλό είναι το αντικείμενο να μην είναι πολύ βαρύ (το πολύ τριάντα γραμμάρια), διαφορετικά το κενό θα πρέπει να είναι πολύ μικρό και η δύναμη του ηλεκτρομαγνήτη πολύ μεγάλη, με ενδεχόμενο το σύστημα να γίνει ασταθές. Οι μικρο-ρυθμίσεις γίνονται με την βοήθεια του ποτενσιομέτρου. Η βέλτιστη θέση για το αντικείμενο είναι όταν αυτό μπλοκάρει ακριβώς στο μισό της φωτεινής δέσμης που προσπίπτει στον αισθητήρα. Εάν παρατηρήσουμε κάποια ταλάντωση με αυξανόμενο πλάτος, θα πρέπει να ρυθμίσουμε την απόσταση (και στην συνέχεια το ρεύμα μέσω του ποτενσιόμετρου). Εάν αποτύχουν όλες οι προσπάθειες, μπορούμε να δοκιμάσουμε κάποιο άλλο μαγνήτη ή αιωρούμενο αντικείμενο. Ο υπογράφων κατάφερε με το συγκεκριμένο σύστημα να θέσει σε αιώρηση μία σφαίρα από ρουλεμάν διαμέτρου 22 mm, καθώς και πολλές διαφορετικές βίδες. Μία βίδα η σχισμή του κεφαλιού της οποίας κρέμεται προς τα κάτω, στην διαδικασία της αιώρησης αρχίζει στρέφεται γύρω από τον εαυτό της. Όταν λοιπόν η σχισμή έρθει σε ευθεία με την φωτεινή δέσμη, η ποσότητα φωτός στον αισθητήρα θα αυξηθεί οπότε η βίδα θα κατέβει. Όταν η σχισμή δεν είναι ευθυγραμμισμένη με την δέσμη, τότε θα ανέβει. Η τοποθέτηση του αιωρούμενου αντικειμένου είναι ευκολότερη όταν έχουμε ένα μόνιμο μαγνήτη με μία βίδα να κρέμεται κάτω από αυτόν. Αυτό σταθεροποιεί το σύστημα διότι ένα μακρύ αντικείμενο έρχεται τούμπα πιο δύσκολα από ένα κοντό, και είναι προφανές ότι δεν μας εξυπηρετεί ένα αντικείμενο που στρέφεται περί τον οριζόντιο άξονα. Με βάση αυτό το πείραμα, ο υπογραφόμενος είναι έτοιμος για το επόμενο εγχείρημα: ένα αιωρούμενο μοντέλο τραινάκι (maglev). Τα πρώτα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα! ( ) Σύνδεσμοι στο διαδίκτυο [1] [2] [3] ΕΛΕΚΤΟΡ 2/

65 Ανύψωση τάσης από μπαταρίες Από τον Ralf Schmiedel 4 Θ n-1 cells Uin [ replace n batteries U B O O ST I? battery booster Η έμπνευση για αυτή την κατασκευή ήρθε από μια εμπειρία με ένα μικροσκοπικό ελικόπτερο (από την Silverlit). Αυτό ειδικά το μοντέλο έχει ένα φορητό πομπό που τροφοδοτείται από έξι μπαταρίες ΑΑ που ενεργούν σαν σταθμός φόρτισης ανάμεσα στις πτήσεις για να επαναφορτίζουν τις μπαταρίες UPo του ελικοπτέρου. Ακόμα και οι αλκαλικές μπαταρίες εκφορτίζονται σχετικά γρήγορα λόγω της ενέργειας που χρειάζεται το ελικόπτερο. Η αντικατάσταση με έξι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες NiMH έφερε τα δικά της προβλήματα. Η τάση κάθε στοιχείου είναι 1,4V αλλά αμέσως μετά την φόρτιση πέφτει στα 1,2V σχεδόν αμέσως μόλις ζητήσουμε λίγη ενέργεια και αποδεικνύεται έτσι πολύ χαμηλή για να φορτίσει τις μπαταρίες του ελικοπτέρου. Αυτό που χρειαζόμαστε εδώ είναι ένας μετατροπέας τάσης αρκετά μικρός ώστε να μπορεί να τοποθετηθεί στον χώρο μεταξύ μιάς μπαταρίας ΑΑ που αντλεί (ανυψώνει) την τάση της από τις πέντε εναπομένουσες μπαταρίες έως την τάση που θα παρήγαγαν έξι αλκαλικές μπαταρίες. Ο συγγραφέας δεν έμεινε ικανοποιημένος από τις περισσότερες απλές λύσεις στο πρόβλημα και θεώρησε καλό να μπορεί ο ενισχυτής να μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε μπαταριοθήκη ανεξάρτητα από τον αριθμό των στοιχείων που περιέχει. Ο αριθμός των μπαταριών (η) μπορεί να αντικατασταθεί από η-1 επαναφορτιζόμενες μπαταρίες (όπου την θέση ενός στοιχείου παίρνει ο ανυψωτής) δίνοντας την ίδια τάση εξόδου που θα έδιναν τα η στοιχεία. Το κύκλωμα που περιγράφουμε εδώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν από 4 έως 10 στοιχεία. Με τοποθετημένο τον ανυψωτή χρειάζεται να είναι τοποθετημένα μόνο 3 έως έξι στοιχεία. Η χρήση των (πιό συχνά χρησιμοποιούμενων) ηλεκτρολυτικών πυκνωτών με τάση λειτουργίας 35V θα επιτρέψει στον ανυψωτή να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές με πάνω από 20 στοιχεία. Αρχικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί κάθε ολοκληρωμένο κύκλωμα παλμοσταθεροποιητής. Το μέγιστο ρεύμα εξόδου από αυτό το κύκλωμα με ένα LT1172 είναι 500mA αλλά μπορεί να αυξηθεί π.χ. σε 2Α α αντικαταστήσουμε το ολοκληρωμένο με ένα LT1170. Στο σχήμα 1 βλέπουμε το κύκλωμα τοθετημένο σε ένα μικρό κομμάτι πλακέτας γενικών κατασκευών που χρησιμοποιείται σε θήκη 4 μπαταριών. Ο ανυψωτής μπαταρίας πρέπει να τοποθετείται πάντοτε στην θέση του περισσότερο θετικού στοιχείου (δείτε σχήμα 2). Στις υπόλοιπες θέσεις των μπαταριών U q u t A Σχήμα 1. Ο ενισχυτής τοποδετείτε στην δέση μιας επαναφορτιζόμενης μπαταρίας και ενισχύει την τάση εξόδου στο αντίστοιχο επίπεδο τεσσάρων αλκαλικών μπαταριών (4X1,5V=6V). μπορούμε να τοποθετήσουμε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες NiMH. Ο ενισχυτής παράγει μιά τάση Uboostnou προστίθεται στην τάση εισόδου εξόδου Uin για να δώσει την τάση εξόδου Uout. Ο παρακάτω πίνακας μας δείχνει την απαραίτητη τάση ανύψωσης σε σχέση με τον αριθμό των μπαταριών που χρησιμοποιούνται. Ο μέγιστος αριθμός των μπαταριών περιορίζεται μόνο από την τάση λειτουργίας των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. Το ίδιο το LT1172 μπορεί να τοποθετηθεί με πάνω από 36V αλλά για να περιορίσουμε τον όγκο του κυκλώματος χρησιμοποιούμε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές των 16V γεγονός που περιορίζει την έξοδο στα 13,5V (8 επαναφορτιζόμενες μπαταρίες αντικαθιστούν 9 αλκαλικές). Ο υπολογισμός της τάσης Uboost γίνεται ως εξής: υ»οο5,=2,4ν+(0,3ν*(η-3)) όπου η είναι η εξίσωση με 4 έως 10 επαναφορτιζόμενα στοιχεία. Ή: Uboost=2,4V+ (Uin-3,6V)*0,3V/1,2V. Η τάση εξόδου δίνεται από την σχέση - Θ Σχήμα 2, Η αρχή λειτουργίας του ανυψωτή μπαταριών. Ο συγγραφέας χρησιμοποίησε τα λογισμικά εξομοίωσης Spice και SwitcherCad III (που διατίθεται ελεύ- 72 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008

66 θερα από την LT) με την σχεδίαση και τα αρχεία LTSpice και ASC από το SwitcherCad III. Στο Spice βλέπουμε το πηνίο L3 που δε φαίνεται στο κυκλωματικό διάγραμμα (σχήμα 3) και εξομοιώνει την αυτεπαγωγή του πηνίου της γείωσης. Αντί για αυτό μπορούμε να βάλουμε στο πραγματικό κύκλωμα μια χάνδρα φερίτη. To LT1172 εργάζεται σε αυτή την εφαρμογή σαν μετατροπέας υποβιβασμού. Σε αντίθεση με την τυπική συνδεσμολογία όπου χρησιμοποιείται ένα δικτύωμα διαιρέτη τάσεως στην έξοδο Uoul για να παρέχει ανάδραση τάσεως στον σταθεροποιητή, εδώ σταθεροποιούμε την τάση Ubooust (δείτε το σχήμα 2). Το τρανζίστορ Τ1 μαζί με την R1 σχηματίζουν μια πηγή ρεύματος το ρεύμα της οποίας είναι (Uboosl-0,7V)/R1. Γιά όσο χρόνο η τάση στον εκπομπό του Τ1 είναι χαμηλώτερη από την ανάστροφη τάση πόλωσης της διόδου zener D3 όλο το ρεύμα θα διαρέει μέσω της R2 προς την γή. Η πτώση τάσεως στην R2 αποτελεί την τάση αναφοράς (1,24V) στο LT1172. Με την R2 ίση με 1,24ΚΩ διέρχεται ένα ρεύμα 1 ma δια μέσου των R1, Τ1 και R2 όταν το κύκλωμα βρίσκεται σε ισορροπία. Το ρεύμα αυτό παράγει μια πτώση τάσεως επάνω στην R1 1,69V που μαζί με την πτώση τάσης των 0,7V στην επαφή βάσης εκπομπού (UBE) μας δίνει τάση U, 2,4V, την απαραίτητη δηλαδή τάση για μια εφαρμογή 4 στοιχείων με την χρήση 3 επαναφορτιζόμενων στοιχείων συν τον ανυψωτή (δείτε τον πίνακα). Με αυτό τον αριθμό στοιχείων το κύκλωμα ανταποκρίνεται σε μια συνδεσμολογία μετατροπέα υποβιβασμού αρνητικής σε θετική τάση. Για κάθε πρόσθετο στοιχείο η τιμή της τάσης Uboost πρέπει τώρα να αυξηθεί κατά 0,3V και αυτό γίνεται με τα R4 και D3. Όταν η τάση στον εκπομπό του Τ1 είναι υψηλότερη από 4,3V (το άθροισμα των UINκαι UBE). Η D3 άγει και ένα ποσοστό του ρεύματος που ρέει μέσα από την R1 μεταφέρετε διά μέσου των R4 και D3. Η πτώση τάσης επάνω στην R4 καθορίζεται από την τάση εισόδου Ujnκαι είναι η 3,6V πάνω από αυτήν, όση δηλαδή χρειάζεται για τρία επαναφορτιζόμενα στοιχεία. Η τιμή της R4 μπορεί να υπολογιστεί έτσι ώστε για κάθε επιπλέον αύξηση κατά 1,2V τάσης εισόδου Πίνακας Αριθμός μπαταριών π Αριθμός επαναφορτιζόμενων στοιχείων π-1 Τάση μπαταρίας ^Batt ~ ^ουτ Τάση από τα επαναφορτιζόμενα στοιχεία UiN V 3.6 V 2.4 V 5 4 7,5 V 4.8 V 2.7 V V 6 V 3.0 V V 7.2 V 3.3 V V 8.4 V 3.6 V V 9.6 V 3.9 V C10) 9 15 V 10.8 V 4.2 V max. 20* * βλ. κείμενο Σχήμα 3. Το διάγραμμα του κυκλώματος. (U J η τάση Uboost αυξάνεται κατά 0,3V ή 25% = (0,3V/1,2V)* 100. Η Uboost είναι UR1+0,7V. Εαν αυξήσουμε την Uboost κατά 0,3V τότε και αυτή η τάση πρέπει να εφαρμοστεί σαν πτώση τάσης πάνω στην R1ouv UBE. Για να βρούμε την τιμή της R4 εφαρμόζουμε τον τύπο: n*0,3v/1,69κω = n*1,2v/r4 To η μπορεί να απαλειφθεί οπότε έχουμε: R4=(1,2V/0,3V)*1,69KQ=6,8KQ. Έτσι η R4=6,8KO και UZ=4,3V. Τάση ενίσχυσης ^Boost - ^ουτ ^ΙΝ Στην κατασκευή που κάναμε η Uz επιλέχθηκε στα 4,3V και η τιμή της R4 επιλέχθηκε τελικά κατόπιν εξομοίωσης στα 6,2ΚΩ για να μπορούμε να αυξήσουμε την τάση εξόδου. (Στις βιβλιοθήκες του SwCad δεν υπάρχει zener των 4,3V). Όπως έχουμε ήδη αναφέρει μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε διαφορετικούς τύπους ολοκληρωμένων σταθεροποιητών υποβιβασμού με παρόμοια συνδεσμολογία. Κάποιοι τύποι για παράδειγμα επιτρέπουν στο κύκλωμα να λειτουργεί με ένα μόνο στοιχείο ενώ άλλοι μπορούν να παρέχουν μεγαλύτερο ρεύμα εξόδου. Ο ενισχυτής μπαταρίας μπορεί να τεθεί εκτός λειτουργίας παρεμβάλλοντας έναν διακόπτη στην γείωση. ( ) ΕαΕΚΤΟΡ

67 Τιμοκατάλογος Λογικός αναλυτής 4 (Οκτώβριος 2007) Κιτ που περιλαμβάνει τυπωμένο, προγραμματισμένο μικροελεγτή, οθόνη, κουτί και όλα τα εξαρτήματα, καναλιών Ραδιόφωνο υποστηριζόμενο από λογισμικό (Ιούνιος 2007) Έτοιμη συναρμολογημένη και ελεγμένη κατασκευή, , 125 ευρώ , 122,5 ευρώ Αυτόνομη μονάδα OBD (Σεπτέμβριος 2007) Κιτ που περιλαμβάνει κουτί, κολλημένο φύλο πρόσοψης, υλικά συναρμολόγησης, καλώδιο, τυπωμένα, , 8 6 ευρώ Τυπωμένο κύκλωμα, έτοιμη και ελεγμένη κατασκευή (συμπεριλαμβάνεται κουτί και καλώδιο OBD2) , ευρώ Συσκευή ανάγνωσης και εγγραφής RFID (Οκτώβριος 2006) Έτοιμη συναρμολογημένη και ελεγμένη κατασκευή με σύνδεση USB για τον PC. Περιλαμβάνει καλώδιο USB. Δεν περιλαμβάνει οθόνη και κουτί, - Γράφει και διαβάζει RFID κάρτες 13,56ΜΗζ - Συμβατές με MIFARE και ISO A - Προγραμματιστής , 74,55 ευρώ , απλή οθόνη LCD, 2 3,19 ευρώ , Κουτί κατασκευής, 2 2,32 ευρώ , CD-ROM με όλο το λογισμικό της κατασκευής, 9,50 ευρώ Φ εβρουάριος Αρ. Τεύχους Μετρητής COs τυπωμένο κύκλωμα 23, προγραμματισμένος ελεγκτής ATtiny26 11, κιτ με εξαρτήματα, πλακέτα, αισθητήρα πλακέτας, ATtiny26 και οθόνη (κατόπιν συνεννόησις) software σε CD-ROM (ενημερώστε μας ότι το θέλετε με στο elektor@hol.gr και θα σας το στείλουμε) Διακόπτης...αντι-αναμονής τυπωμένο κύκλωμα 21, ATtiny25 προγραμματισμένο 9,5 Πλακέτα οδήγησης για λαμπτήρες εκοικονόμησης ενέργειας πλακέτα, FAN7710N και 2.5mH coil 21,95 Μονάδα απεικόνισης για τροφοδοτικά τυπωμένο κύκλωμα 13, προγραμματισμένος ελεγκτής ATmega8-16P 14,50 Ιανουάριος Αρ. Τεύχους Ελεγκτής φούρνου εττανάτηξης για συγκόλληση κιτ συναρμολογημένο με κουτί 257 Εξυπηρετητής διαδικτύου με AVR τυπωμένο κύκλωμα 15, ATmega προγραμματισμένο 23,45 Δεκέμβριος Αρ. Τεύχους Πλακέτα συλλογής δεδομένων με διασύνδεση USB τυπωμένο κύκλωμα προγραμματισμένος PIC18F4550 DIP software σε CD-ROM (ενημερώστε μας ότι το θέλετε με στο elektor@hol.gr και θα σας το στείλουμε) 'Ενας ελεγκτής κεντρικής θέρμανσης με χαμηλό κόστος τυπωμένο κύκλωμα 16, προγραμματισμένος μικροελεγκτής 25 ATmega32-16PU Πλακέτα 8051 με διασύνδεση USB τυπωμένο κύκλωμα 28, software σε CD-ROM (ενημερώστε μας ότι το θέλετε με στο elektor@hol.gr και θα σας το στείλουμε) κιτ με όλα τα εξαρτήματα 56,65 Γ ια π α ρ α γ γ ε λ ία μ έ σ ω α ν τ ικ α τ α β ο λ ή ς ΕΑΤΑ η επ ιπ λ έο ν χ ρ έ ω ο η ε ίν α ι + 4,5 ευ ρ ώ, εν ώ γ ια π α ρ α γ γ ε λ ία μ ε π λη ρ ω μ ή μ έσ ω τρ α π έ ζ η ς η επ ιπ λ έο ν χ ρ έ ω ο η ε ίν α ι + 1 ευ ρ ώ. Η κ α τ 'ο ίκ ο ν π α ρ ά δ ο σ η χ ρ ε ώ ν ε τα ι μ ε επ ιπ λ έ ο ν 2 ευρώ. 74 ΕΛΕΚΤΟΡ 2/2008