Transcript Fusdetektor, lærersider

Fusdetektor, lærersider
Fus betyr ”først”, og en fusdetektor kan for eksempel
avsløre hvem som først trykker på svarknappen i en
spørrekonkurranse. Kretsen kan også oppdage tjuvstart
i sprintløp, om så bare med et tusendels sekund! Denne
varianten er beregnet for en konkurranse med to
personer, der den som trykker først, vinner. Med over 10
komponenter kreves litt erfaring.
Dette trengs:
Komponentplasseringstegning for fusdetektor, se kopieringsoriginal bak
R4
Lengst
bein
R8
R3
R7
R6
D1
R1
R6
R2
B1
R6
T1:Flat
side opp
Flat kant
NB Begge lysdioder
har sitt lengste bein
nærmest "sin"
trykkbryter
Lengst
bein
T2:Flat
side ned
Sort -
rød+
Til batteriklips
D2
B2
R5
Flat kant
Limdråpe mellom
komponent/ledning og plate
Loddested der komponentbein/ledninger
er avisolert og bøyd mot hverandre.
Materialer og verktøy
•
•
•
•
•
Limpistol, liten
Koplingstråd (stiv) , 0,5 – 0,7 mm tykk, i flere farger. (Vi bruker blå, oransje og svart.)
Hobbylim, av typen Karlssons lim, til å feste tegning til innbyggingsboks.
Batteri, 4.5- 9V
Vanlig elektronikkverktøy, saks og drill med 5,0 mm og 7,0 mm bor.
•
Plastknekker, tapetkniv, stållinjal og skjæreunderlag til innbyggingsboks
•
Termoplast, 2 mm tykk, til innbyggingsboks
Elegant elektronikk//28.05.2013
P7 s. 1 av 8
©Rolf Ingebrigtsen
Komponentliste
Antall
Komponent
Typenr
Beskrivelse
2
T1 , T2
BC517 *)
NPN darlingtontransistor
4
R1 , R2 , R5 , R6
1,0 Mohm
(brun-sort-sort-gul—brun/rød)
4
R3 , R7
10 kohm
(brun-sort-sort-rød—brun/rød)
2
R4 , R8
1,0 kohm
(brun-sort-sort-brun—brun/rød)
2
B1 , B2
2
LED1, LED2
1 polet trykkbryter
1
Lysdioder
Farge etter smak
Batteriklips
For 9V PP3 (6F22) type, m.ledn.
*) Hvilken som helst NPN-transistor brukes til T1 og T2, BC547, BC337 og mange flere..
Verdiene for R1 , R2 , R5 , R6 må da reduseres, bruk like verdier fra 10kohm – 51kohm.
Slik lages den, tips og triks
Innbyggingsboks i plast
Boksen til høyre passer for to konkurrenter på hver
sin side av et bord med apparatet mellom seg. De
har hver sin bryter og hver sin lysdiode som det er
om å gjøre å få lys i. Arbeidstegninga til denne
boksen er vist under. Bruk 2mm termoplast.
Vent med å bøye opp sidekantene til elektronikken
er på plass, - ellers blir det veldig trangt å arbeide.
Vent med å sette fram Plastknekkerne. Lag gjerne
en demonstrasjonsmodell uten bøyde sidekanter.
o
11
cm
Knekkelin
je
Sidekant: Bøyes opp 1 mm forbi
90°
Sammensetti
ng
2,5
cm
Lok
k
Top -plat
p
e
6,0
cm
Knekkelin
Sidekant: Bøyes
jeopp 1 mm forbi
90°
2,5
cm
Bun
n
15,0
cm
Knekk
linj
e
e
Sidekant
:Bøyeso
opp
90
2,2
cm
Bun
n
14,3
cm
Elegant elektronikk//28.05.2013
Knekk
linj
e
e
Sidekant
5,9
Bøyes
:
opp o
cm
90
2,2
cm
P7 s. 2 av 8
©Rolf Ingebrigtsen
Den elektroniske kretsen
Lim komponentplasseringstegninga på den matte sida av topplata, slik at hullene for bryterne
og lysdiodene kommer på rett plass. Deretter lages hullene.
Komponentene limes fast på rett plass. Lodd etter hvert som alle komponentbein i et
koblingspunkt er på plass, inkludert lysdiodene i sine hull. For elevene har vi laget en detaljert
rekkefølge for montering av hver komponent, ta en kikk.
Klassiske feil er å snu transistorer og lysdioder feil vei. Det er også lett å forveksle
motstandene, hold nøye orden på dem.
Lodding
Bøy og klipp av komponentbein til korrekt lengde på hvert loddested, krok sammen, og bøy
hvert loddested litt opp fra plata før du lodding. Bruk en varm og rein loddebolt. Varm opp
loddestedet nedenfra. Hold loddebolten under loddestedet, mens loddetinnet tilsettes ovenfra.
Den vanligste loddefeilen er at loddebolten ikke har god nok kontakt med selve loddestedet,
og at loddetinnet smeltes direkte mot loddeboltspissen, og ikke mot ledningene som skal
loddes sammen. Vær også obs på kortslutninger, det vil si uønskede kontakter mellom punkter
som ikke skal være koplet sammen.
Testing og feilsøking
Sett inn et nytt batteri. Trykk bare på bryter 1. Da skal lysdiode 1 lyse. Hold bryter 1 nede, og
trykk også på bryter 2. Det skal ikke bli lys i lysdiode 2, mens lysdiode 1 skal fortsette å lyse.
Gjenta denne prosedyren med å først trykke på bryter 2 , deretter også på bryter 1. Nå er det
bare lysdiode 2 som skal lyse.
Det er to opplagte varianter av feil:
 En lysdiode lyser når ikke den skal lyse:
 Batteriledningene er loddet inn på feil plass.
 Noen av loddestedene i nærheten av den angjeldende transistoren er i kontakt med
hverandre. Sjekk, helst med lupe!
 Lysdiodene er loddet inn feil.
 En lysdiode lyser ikke når den skal lyse:
 Batteriet er utladet eller ikke koplet til skikkelig
 En eller begge av batteriledninger eller ledningene til lasten er feilkoblet eller løsnet
 Noen av loddestedene er i kontakt med hverandre. . Sjekk!
Hjelper ikke noe av dette, så må det gjennomføres en systematisk og grundig kontroll av
loddinger, komponentplasseringer og verdier med lupe. Har du stereolupe, bruk den.
Elegant elektronikk//28.05.2013
P7 s. 3 av 8
©Rolf Ingebrigtsen
Slik virker det
R3
Trykkbryter B1
R1
LED
1
R4
T1
LED 2
R8
A
R2
R7
B
Trykkbryter B2
Batteri
R5
T2
9V
9V
R6
Kretsen oppfatter hvilket signal som kommer først og viser det med lys i én av to lysdioder.
Når ingen knapp er trykket, går det ikke strøm i noen av transistorbasene. Da fungerer begge
transistorer som brytere i posisjon AV. Ingen strøm går gjennom noen av diodene, og det går
heller ikke strøm fra batteriet. Det betyr for øvrig at apparatet ikke trenger en ekstra bryter for
å spare strøm når det ikke er i bruk. Trykkes ingen knapp, brukes ingen strøm, så enkelt. I
denne tilstanden er begge kollektorspenningene (spenningene i punktene A og B i
kretsskjemaet) lik batterispenningen, her 9V.
Hvis bryter 1 trykkes først, går det strøm fra punkt B gjennom R1 og inn i basen til transistor
T1 . Straks det kommer strøm på basen til en transistor fungerer den som en bryter i posisjon
PÅ, og det går strøm i lysdiode LED 1. (Motstanden R4 i serie med lysdioden LED1 har som
funksjon å begrense denne strømmen til ca 6 mA).
At T1 går PÅ, betyr også at det bare blir 0,8 V i punkt A. Da spiller det ingen rolle om bryter
2 blir trykket ned like etterpå, for spenningen i punkt A er nå for lav til å sende strøm
gjennom R5 og inn i basen på T2 . Og omvendt, sjølsagt, - dersom den andre trykkbryteren
trykkes først. De to delene av kretsen blokkerer hverandre gjensidig.
Variasjoner
Lyd
For å få lyd i tillegg, kan du sette inn kretsen i figuren
til høyre. Diodene er av typen 1N4448, og buzzeren en
6 V type. Lim fast én diode ved hver av transistorene
slik at de "strekker seg mot hverandre", og kople dem
sammen med koplingstråd.
Til
punkt A
Til
punkt B
Til
pluss
9V
Touchbryter
Bruker dere transistor BC517, kan bryterne kan lages med to, avisolerte ledninger, ved siden
av hverandre, uten at de har kontakt. Det er en variant av fuktighetsdetektoren fra
vannsølvarsleren . Strømmen gjennom fingertuppen er nok til å få transistoren til å reagere.
Bryterne langt fra hverandre
Sitter konkurrentene langt fra hverandre, vil det være upraktisk med en boks. Vi har alt
faktisk to separate kretser, en rundt hver trykkbryter. Og mellom dem går det 4 ledninger,
sort, orange og blå og batteriets pluss. Lag to bokser, hver med én transistor og én trykknapp,
sammenkoplet med en kabel som har 4 enkeltledninger. De koples til hver boks som sort,
orange og blå. Og bare den ene av boksene trenger batteri.
3 eller flere brytere Send en e-post til Rolf Ingebrigtsen: [email protected]
Elegant elektronikk//28.05.2013
P7 s. 4 av 8
©Rolf Ingebrigtsen
Utklippsark for fusdetektor
R4
Lengst
bein
R8
R3
R
D1
B
1
6
6
R2
R6
T1:Flat
R1
side
Flat kant opp!!
R4
D1
B
D2
B
2
R
5
Flat kant
R8
R3
R7
6
Lengst
bein
R
6
R2
R6
D2
B
T
T1:Flat
R1
side
Flat kant opp!!
T2:Flat
side
ned!!
sortrød+
Til batteri
1
R4
Lengst
bein
D1
R3
R7
6
T1:Flat
side
Flat kant opp!!
R
5
Flat kant
Lengst
bein
R
6
R2
R1
2
R8
R
1
T2:Flat
side
ned!!
sortrød+
Til batteri
1
R
B
R
T
Lengst
bein
1
R7
Lengst
bein
R6
T
1
sort-
T2:Flat
side
rød+ned!!
D2
B
2
R
Flat5 kant
Til batteri
R4
Lengst
bein
R8
R3
R
D1
B
1
6
R7
Lengst
bein
R
6
R2
R6
D2
B
T
T1:Flat
R1
side
Flat kant opp!!
1
Elegant elektronikk//28.05.2013
T2:Flat
side
ned!!
sortrød+
Til batteri
P7 s. 5 av 8
2
R
5
Flat kant
©Rolf Ingebrigtsen
Fusdetektor, elevens ark
”Jeg var først”, - ”Nei, det var JEG!” En krangel
som bare kan avgjøres av en upartisk og 100%
pålitelig dommer, - en fusdetektor! Fusdetektorer
oppdager hvem som først trykker på knappen sin i
svømmekonkurranser. De oppdager tjuvstart i
sprintløp. Selv et titusendedels sekund er det nok til
at apparatet med usvikelig sikkerhet avgjør saken.
Vår fusdetektor er bare beregnet for to personer, slik
som i spørrekonkurranser på TV. Den som trykker
først får svare først.
Hvordan skal apparatet se ut?
tenker oss to konkurrenter med apparatet mellom
seg. De har hver sin bryter og hver sin lysdiode som
det er om å gjøre å få lys i. Det hele kan se ut som i
figuren til høyre. Fusdetektoren er bygget inn i en
boks av plast, med topp og bunn.
Vi
Slik gjør du
Skjær ut topplata til innbyggingsboksen
Du kan selvsagt tegne din egen boks, men her har du en ferdig oppskrift. Skjær da aller først
ut plastplata som skal bli topplokk. Bruk målene du ser på tegningen. Du skal ikke bøye til
sidekantene enda. Straks du har plastplata klar, kan du begynne med elektronikken.
Sidekant: (Bøyes opp seinere)
11 cm
Topp- plate
Sidekant: (Bøyes opp seinere)
15,0 cm
Elegant elektronikk//28.05.2013
P7 s. 6 av 8
©Rolf Ingebrigtsen
Finn fram komponentene
Antall
Komponent
Typenr
Beskrivelse
2
T1 , T2
BC517 *)
Transistor
4
R1 , R2 , R5 , R6
1,0 Mohm
Motstand, fargekode: brun-sort-sort-gul—brun/rød
4
R3 , R7
10 kohm
Motstand, fargekode: brun-sort-sort-rød—brun/rød
2
R4 , R8
1,0 kohm
Motstand, fargekode: brun-sort-sort-brun—brun/rød
2
B1 , B2
2
LED1, LED2
Trykkbryter
1
Lysdioder
Farge etter smak
Batteriklips
For 9V batteri
Lim en kopi av tegninga på baksiden av topplata
Lim den fast på den matte sida av plastplata, like langt fra hver sin side, midt på.
R4
Lengst
bein
R8
R3
R
B
D1
6
R2
T
1
R1
Flat kant
R7
Lengst
bein
R
6
R6
sort-
T1:Flat 1
side opp
T2:Flat
side ned
rød+
D2
B
2
R
Flat5 kant
Lag hull til brytere og lysdioder
Drill hull i plastplata til lysdioder og brytere. Hullene til lysdiodene skal være 5 mm i
diameter, bryternes 7 mm. Bruk syl først, så boret ikke glir.
Monter komponentene i riktig rekkefølge
Fest komponentene med limpistol. Følg tegningen nøye. Når alle komponentbein til et
loddepunkt er på plass, er det lurt å lodde dem sammen. Følg lista under:
1. Transistorene: T1 skal ha flatsida opp, mens T2 skal ha den flate sida ned.
2. Motstandene R1 - R8: Sjekk at fargekodene stemmer med komponentlista.
3. Lysdiodene: Pass på at kort og langt bein havner på rett plass, se på tegningen. Lim så
lysdiodene fast i hullene, og lodd etterpå.
4. Batteriklips: Avisolér ledningene til 2 - 3 mm ekstra, og tvinn de avisolerte ledingene
rundt de andre komponentbeina der de skal være.
5. Den svarte ledningen som skal gå på tvers nede på plata, mellom transistorene.
6. Bryterne: Sett inn og skru fast bryterne. Lodd så forbindelsene til R1 og R7.
7. Til slutt: Lodd fast de oransje, blå og sorte ledningene.
Elegant elektronikk//28.05.2013
P7 s. 7 av 8
©Rolf Ingebrigtsen
Testing og feilsøking
Sett inn batteri. Trykk bare på bryter 1. Da skal lysdiode 1 lyse. Hold den nede, og trykk også
på bryter 2. Lysdiode 1 skal fortsette å lyse, men ikke lysdiode 2. Gjenta testen med bryter 2.
Om det ikke virker:
•
Sjekk at alle ledningene sitter godt fast. Fest og lodd på nytt om nødvendig.
•
Sjekk for kortslutninger. Pass på at bare ledninger som skal ha forbindelse, har kontakt.
•
Sjekk loddinger, komponentplasseringer og ringene på motstandene med lupe.
Gjør innbyggingsboksen ferdig
Plastboks for innbygging
Sammensetting
2,5 cm
o
Sidekant: Bøyes opp 1 mm forbi 90°
Knekkelinje
R
11 cm
4
R
6R
2
Lokk
R
Topp-plate
8
R
6
2
6,0 cm
1
5
Knekkelinje
Sidekant: Bøyes opp 1 mm forbi 90°
2,5 cm
Bunn
15,0 cm
Knekke
linje
Sidekant:
Bøyes
o
opp 90
2,2 cm
Knekke
linje
Sidekant:
Bøyes
o
opp 90
Bunn
14,3 cm
5,9 cm
2,2 cm
•
Bruk plastknekker og bøy opp sidekantene på topplata. Følg den øverste tegninga.
•
Skjær ut bunnen etter målene på tegninga nederst. Bøy også opp sidekantene.
•
Sett sammen boksen, og fusdetektoren er klar for bruk.
Elegant elektronikk//28.05.2013
P7 s. 8 av 8
©Rolf Ingebrigtsen