Tehnium/2004/0404

Sursa: pagina Internet Archive (sau descarcă fișierul PDF)

Număr editat cu sprijinul Ministerului Educaţiei şi Cercetării

Semnalăm constructorilor amatori iniţiativa
lăudabilă a revistei RADIOCOMUNICAŢII Şl
RADIOAMATORISM - revista Federaţiei Române
de Radioamatorism - de a dedica un număr spe¬
cial, nr. 9/2004, acumulatoarelor. Numărul
cuprinde o suită de articole conţinând prezentarea
generală a acumulatoarelor, tipuri uzuale şi caracte¬
risticile lor, precum şi mai multe scheme practice
de încărcătoare performante. Ca atare, îi sfătuim
pe cei interesaţi să-şi procure acest număr, infor¬
maţii suplimentare putând obţine de la FRR, tel,/fax
021/3155575.

Din numărul 10/2004, al revistei Conex Club
semnalăm constructorilor avansaţi, pasionaţi de
tehnică modernă şi de înaltă precizie, două monta¬
je foarte utile, şi anume:

Termometru si termostcit

de precizie cu UVI135

(pg. 22-24, autor Victor David), gama
de lucru 0-100°C, precizia la citirea
temperaturii 0,1 °C şi histerezis reglabil
al termostatării, începând de la 0,1 °C şi

.■'ot'.y.So.

Dispunerea
pinilor la
capsula
afişorului
utilizat

WFt

trti-

...

Releu de avertizare pentru automobile

(pag. 43-46, autor Leonard Lazăr), un releu electronic care poate înlocui
vechiul releu electromagnetic destinat semnalizării încărcării anormale a
bateriei, mai precis a situaţiilor critice de sub-încărcare sau supra-încărcare

’F jssj

a acesteia,
putând oferi
indirect infor¬
maţii despre
funcţionarea
altor compo¬
nente sau sub¬
ansambluri ale
autoturismului.
Schema are la
bază circuitul
integrat
LM339, com¬
parator de ten¬
siune (cuadru-
plu) de pre¬
cizie.

Stlmap cititori.

Cu părere de rău constatăm, în continuare, că unii din¬
tre dumneavoastră „prindeţi" (sau cumpăraţi) doar ocazional
revista TEHNIUM, ca dovadă faptul că primim numeroase
solicitări şi întrebări referitoare la subiecte tratate deja în
revistă, cu doar câteva numere în urmă. Tot astfel ne explicăm
şi faptul că nu au fost recepţionate precizările noastre,
repetate şi ele, în legătură cu ceea ce nu (mai) poate să vă
ofere redacţia, îndeosebi scheme ale unor aparate de fabri¬
caţie industrială, mai vechi sau mai noi, decât în mod
ocazional.

Aşadar, domnilor Benone Ghetel (laşi) - vechi cititor al
lui TEHNIUM -, Gheorghe Chiriţoiu (corn. Voineşti, jud.
Dâmboviţa), Gheorghe Niţulescu (Ploieşti) şi alţii, vă reco¬
mandăm să vă procuraţi cataloagele de scheme (radiorecep¬
toare, casetofoane, televizoare etc.) pe care le publică diverse
edituri, unele fiind comercializate la preţuri accesibile în format
electronic (pe CD-uri). Ca un prim punct de plecare, vă reco¬
mandăm să consultaţi oferta firmei Conex Electronic din
Bucureşti, tel. 021/242.22.06. Dumneavoastră, domnule Gh.
Niţulescu, aţi fost, totuşi, puţin mai norocos, pentru că întâm¬
plător am primit (de la un alt cititor) schema unuia dintre radio-
casetofoanele cu ceas care vă interesează, mai precis mo¬
delul INTERSOUND - CRC 150D, pe care o publicăm în acest
număr.

Pe dumneavoastră, domnule Radu loan Bărbos
(Timişoara) nu vă sfătuim să ne trimiteţi spre publicare
descrierea unor montaje preluate din cărţi sau reviste, chiar
dacă le-aţi realizat şi dv. după aceste articole. Vă mulţumim
pentru frumoasele cuvinte la adresa colaboratorilor lui TEHNI¬
UM. Cu vechiul şi bunul prieten al lui TEHNIUM, G.D.
Oprescu, nu vă mai putem pune în legătură, deoarece ne-a
părăsit, de mai mulţi ani, pentru o lume mai bună. Nu numai
dv. ci şi mulţi dintre noi, cei mai în vârstă, am savurat cărţile lui
de construcţii electronice.

Dumneavoastră, domnule D.M.P., student la Facultatea
de Automatică, Calculatoare şi Electronică din Craiova (nu vă
divulgăm numele şi domiciliul, să nu aveţi necazuri), ne confir¬
maţi un lucru trist, dar din păcate adevărat, din învăţământul
nostru postdecembrist, în continuă „restructurare". Ne spuneţi
că „în laborator practica este făcută de mântuială, de exemplu
la DCE circuitul este deja făcut, iar noi doar conectăm fire de
la o bornă la alta". Aşa cum bine aţi intuit, singura soluţie este
să vă completaţi cunoştinţele, mai ales cele practice, pe cont
propriu. O să vă contactăm pentru a încerca să vă dăm o
mână de ajutor în acest sens.

Scrisorile dv., domnilor Dan Orsa, Cosmin Duna,
Gabriel Aldea (corn. Brădeanu, jud. Buzău) ş.a. au fost date
specialiştilor pe domeniile respective, care vă vor da răspun¬
suri în revistă (unele chiar în acest număr) sau direct la adresa
menţionată.

Cu acestea încheiem încă un an - inclusiv de apariţie a
lui TEHNIUM - prilej cu care urăm tuturor colaboratorilor şi
cititorilor noştri multă sănătate şi împlinirea năzuinţelor lor în
plan profesional, cât şi în familie şi în domeniul hobby-urilor lor
personale.

La mulţi ani, 2005!

Alexandru Mărculescu

SUMAR

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR.pag. 4-10

Factorul beta şi măsurarea lui
Sfaturi practice - Miniacumulatoare:

exploatare-întreţinere

PROIECTUL DE ABSOLVIRE .pag. 11-17

Proiectarea unui amplificator audio Hi-Fi(ll)
Radiocasetofonul Intersound CRC-150D

HI-FI.pag. 18-31

Traductoare P. Audio

Consideraţii tehnice şi practice privind construcţia
incintelor acustice Hi-Fi tip TQWT
Concluzii privind funcţionarea incintelor Voigt
Montaje practice audio
Incintă de sonorizare cu difuzor coaxial

LABORATOR.pag. 32-43

Heterodină

Stabilizator de tensiune în comutaţie

Aplicaţii atipice ale unor dispozitive semiconductoare

Sursă de tensiuni înalte pentru laborator

TEHNIUM PC.pag.44-47

Testor pentru cabluri de reţea
Sursa de alimentare a unui PC

CITITORII RECOMANDĂ.pag. 48-52

Din nou despre incubatoare
Ceas numeric

AMENAJĂRI ÎN AGRICULTURĂ.pag. 53-57

Soluţii locale pentru stocarea şi folosirea apei
în scop de irigaţie

LA CEREREA CITITORILOR.pag. 58-59

încărcător pentru acumulatoare Ni-MH
Cititorii întreabă - specialiştii răspund
Despre cositorirea aluminiului

TEHNIUM MAGAZIN.pag. 60-62

Evoluţia surselor electrochimice de curent

TEHNIUM MODELISM.pag. 63-66

Staţia de telecomandă cu şase canale „Kraft“

Mixer electronic pentru motoarele electrice

ale navomodelelor cu două elici

REVISTA REVISTELOR.pag. 67

TEHNIUM

Revistă pentru constructorii amatori
Fondată în anul 1970
Anul XXXV, nr. 355, decembrie 2004

Editor

SC Presa Naţională SA
Piaţa Presei Libere nr. 1, Bucureşti
Căsuţa Poştală 68, Bucureşti - 33

Redactor-şef: fiz. Alexandru Mărculescu

Secretariat - macheta artistică: Ion Ivaşcu

Redacţia: Piaţa Presei Libere nr. 1,

Casa Presei Corp C, etaj 1, camera 121
Telefon: 224.21.02; 224.38.22; Fax: 222.48.32
E-mail: presanationala @ yahoo.com

Abonamente

La orice oficiu poştal (Nr. 4120 din Catalogul Presei Române)
DTP: Clementina Geambaşu

Editorul şi redacţia îşi declină orice responsabilitate
în privinţa opiniilor, recomandărilor şi soluţiilor formulate
în revistă, aceasta revenind integral autorilor.

ISSN 1224-5925

Reproducerea integrală sau parţială este cu desăvârşire
interzisă în absenţa aprobării scrise prealabile a editorului.
Tiparul Romprint SA

Abonamente la revista „TehniunV* se pot face şi la sediul
SC PRESA NAŢIONALĂ SA, Piaţa Presei Libere nr. 1,
sector 1, Bucureşti, oficiul poştal nr. 33. Relaţii suplimentare
la telefoanel e: 224.21.0 2; 224.38.22; FAX 222.4 8.32

Cititorii din străinătate se pot abona prin S.C. Rodipet S.A.,
cu sediul în Piaţa Presei Libere nr. 1, Corp B, Sector 1, Bucureşti,
România, la P.O. Box 33-57, la fax 0040-21-2226407, 2226439
sau e-mail: [email protected]

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

FACTORUL BETA_

Şl MĂSURAREA LUI

Pagini realizate de fiz. Alexandru MĂRCULESCU

(Urmare din nr. trecut)

Betametru / tester beta cu indicaţie neliniară •
Varianta 3

Plecând de la schema de principiu din figura 12
(numărul trecut), cu o mică modificare putem obţine o
variantă extrem de utilă de tester beta sau chiar de
betametru, al căror dezavantaj - indicaţia neliniară - este
compensat prin extinderea semnificativă a plajei de
măsurare. Un astfel de tester, realizat în varianta "porta¬
bil", se dovedeşte foarte util atunci când avem de sortat
rapid, după factorul beta, un lot mai mare de tranzis-
toare, atunci când achiziţionăm tranzistoare de ocazie
etc.

Noua schemă propusă este indicată în figura 20 şi,
după cum se observă, modificarea constă în plasarea
grupului R + P ca divizor de tensiune în baza tranzis¬
torului de verificat T. Din motive evidente, în acest caz
este necesar să introducem o rezistenţă suplimentară,
Rg, pentru limitarea la o valoare maximă dorită a curen¬
tului de bază lg.

de măsurare, doritorii putând consulta episodul prece¬
dent al serialului, din TEHNIUM nr. 3/2004. Modul de
calcul este puţin diferit şi mai laborios, dar în final se
ajunge la o expresie simplă a factorului beta în funcţie
de "cursa" potenţiometrului, măsurată prin rezistenţa x
corespunzătoare braţului de jos al lui P, şi anume:

Principiul de măsurare, ilustrat în figura 21, este
acelaşi, adică aparatul va indica valoarea medie a fac¬
torului beta corespunzătoare unei plaje a curentului de
colector l c = (0-l C 2), cu l C 2 = constant. Atingerea pragu-
lui l c = l C 2 > prin creşterea treptată a curentului de bază
lg (manevrarea potenţiometrului P) va fi şi aici sem¬
nalată luminos prin aprinderea sau stingerea bruscă a
unui LED încorporat în detectorul de prag DP.

Evident, şi de această dată citirea valorilor beta se va
face pe o scală gradată ataşată potenţiometrului P,
numai că în noua variantă de
amplasare a lui P (ca divizor de
tensiune, nu ca rezistenţă de
limitare serie), divizarea scalei
va fi acum neliniară. Gradul de
neliniaritate poate fi controlat
prin dimensionarea adecvată a
unor rezistenţe înseriate cu
fiecare braţ al potenţiometrului.

Pentru varianta propusă am
prevăzut o singură astfel de
rezistenţă R, a cărei valoare o
vom stabili în funcţie de limita
superioară dorită, P max , a plajei

de măsurare.

Nu vom relua aici principiul

Cine va avea curiozitatea să efectueze calculele
implicate va constata că mărimile (dimensionale) a şi b
pot fi considerate cu bună aproximaţie constante dacă
se măsoară tranzistoare de aceeaşi structură, în cazul
nostru cu siliciu (Ugg * constantă) şi dacă tensiunea de

alimentare U este constantă. Valorile lui a şi b mai
depind de pragul l C 2 ales, ca şi de valorile componen¬
telor pasive R, P şi Rg, pe care de asemenea le putem

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

presupune aproximativ constante. Mai menţionez că în
calcule am făcut supoziţia

R B » (P + R) (14)

Dimensionarea puţinelor componente ale montajului
din figura 20 se face în funcţie de tensiunea de
alimentare U aleasă, tipul tranzistoarelor
(cu siliciu) pe care vrem să le măsurăm
- respectiv de mică putere sau de
medie/mare putere - şi plaja de
valori beta (p min + p max ) pe

care dorim s-o "acopere"
cursa totală a potenţiometru-
lui P. în continuare vom
schiţa două exemple de cal¬
cul, pentru tranzistoare
NPN de mică putere şi,
respectiv, pentru tranzis¬
toare NPN de medie/mare
putere. Pentru ambele situ¬
aţii vom considera tensiunea
de alimentare U = 5V, aproxi
mativ constantă.

a) Tranzistoare NPN cu siliciu,
de mică putere

în acest caz putem lua valoarea de
prag a curentului de colector l c = l C 2 = 10

mA, iar plaja valorilor beta măsurabile o putem lua = (50

Ub = RU / (P+R) = Re'Bmin + U BE ( 16 )

Curentul de bază necesar în acest caz este iBmin =
’c2 ! Pmax = 10 pA. Din aceste relaţii rezultă uşor va¬
loarea necesară pentru rezistenţa de limitare, R * 209,9 Q.
Alegem R = 210 Ci.

Revenind la expresia ecuaţiei (13),
care exprimă de fapt curba de
etalonare p = f(x), cu corespon¬
denţele extreme (x = 0; P max =

1.000) şi (x = 1.000 ; p m j n =

50), deducem uşor valorile
constantelor a şi b: a »
52.631 şi b» 52,631.

Prin urmare, ecuaţia
numerică a curbei de
etalonare este:

52.631
x +52,631

Pe baza acestei relaţii de
etalonare se va alcătui un tabel
de corespondenţă p = f(x), luând
pentru x valorile intermediare
rotunde (100, 200, 300...900), pe care îl
prezentăm alăturat (cu micile rotunjiri de

rigoare).

: 1.000), adică Pmjp — 50 şi Pm ax — 1.000.

Am făcut această limitare inferioară a domeniului
beta (P m j n = 50) pentru a putea lua o valoare suficient

x(0)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

512,8

344,8

208,3

149,3

116,3

95,2

80,6

69,9

61.7

55,2

de mare pentru rezistenţa R0, astfel încât să poată fi

îndeplinită supoziţia de calcul (14) cu valori "rezonabile”
(P+R).

într-adevăr, valoarea minimă măsurabilă p m j n

corespunde extremităţii de sus (x = P = 1.000 ) a
cursei potenţiometrului, când

U B = U = R B I B + U B E (15)

Fiind vorba de tranzistoare cu siliciu şi de o plajă de
variaţie nu prea mare a curentului de colector, putem
considera U BB * 0,65 V = const.

Pentru p m j n = 50, curentul de bază necesar pentru
atingerea pragului l C 2 = 10 mA va fi l Bmax = 10 mA/50
= 200 nA. înlocuind în expresia (15) a lui Ug, deducem
R b = 21.750 CI. Luăm, acoperitor, Rg = 20 kfl Cu
această valoare Rg, supoziţia de calcul (14) poate fi

îndeplinită suficient de bine dacă luăm valoarea
potenţiometrului P de 500 Q sau maximum 1 kQ.
Alegem P = IkQ (potenţiometru bobinat, cu pasul cât
mai fin).

Valoarea rezistenţei de limitare (liniarizare) R este
dictată de limita superioară P max a plajei de măsurare

propuse, în cazul nostru P max = 1.000. Această limită va

corespunde extremităţii de jos a cursorului, deci pentru
x = 0, când avem:

Potenţiometrul P fiind ales liniar, variaţia lui x va fi
direct proporţională cu variaţia unghiului cursorului pe
cursa activă, deci pe scala gradată ataşată
potenţiometrului vom putea marca o primă scală liniară,
gradată 0-1.000, aşa cum se vede în figura 22. Pe baza
datelor din tabel se trasează, pe o coală de hârtie mili¬
metrică, graficul p = f(x), care arată ca în figura 23, iar în
final, prin interpolare aproximativă, se vor trece pe o altă
scală gradată concentrică cu prima valorile "rotunde" ale
lui beta (scala exterioară din figura 22).

După cum era de aşteptat, scala de măsurare este
pronunţat neliniară. Pentru a mai reduce din neliniari-
tate, am putea mări valoarea lui R, dar aceasta ar con¬
duce la restrângerea plajei de măsurare. Or, "raţiunea
de a fi" a unui astfel de betametru/tester beta este toc¬
mai capacitatea lui de a explora rapid - chiar dacă nu
foarte precis - practic întreaga gamă beta a tranzis¬
toarelor cu siliciu, de mică putere.

Transpunerea schemei din figura 20 pentru tranzis¬
toare PNP se rezumă la inversarea polarităţii tensiunii
de alimentare (şi, evident, a detectorului de prag DP).

Pentru a nu abuza de răbdarea dv., nu voi mai
prezenta schema detectorului de prag propus,
menţionând că ea este aproape identică cu cea din figu¬
ra 16 (vezi numărul trecut). Pentru a obţine un prag de
basculare tot de circa IV, pragul curentului de colector

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

fiind acum l c2 = 10 mA, vom lua, evident, R c = 1V/10
mA = 100 fi.

Procurarea unui potenţiometru bobinat - mai ales a
unuia de precizie - este adeseori dificilă pentru con¬
structorul începător. Tocmai de aceea precizez că mon¬
tajul poate fi experimentat (şi chiar realizat) şi cu un
potenţiometru nebobinat, dar mai robust. Personal mi-am
construit un astfel de tester cu un potenţiometru cu

peliculă de grafit, pe care am simţit nevoia să-l înlocu¬
iesc abia după vreo 10 ani. E drept, era un
potenţiometru construit mai la vest de noi, nu prin
Extremul Orient, de unde se aduc acum majoritatea
componentelor şi aparatelor electronice.

în fine, propun constructorilor mai studioşi, ca o
"provocare", să determine expresia dependenţei p = f(x)
în cazul în care s-ar folosi pentru P un potenţiometru
logaritmic, a cărui extremitate cu variaţie mai lentă a
rezistenţei să fie în jos, conform figurii 20, adică la x = 0.
Şi, dacă vor fi mulţumiţi de rezultat, să ne scrie.

b) Tranzistoare NPN cu siliciu, de medie sau mare
putere

Schema de principiu propusă este tot cea din figura
20 şi tensiunea de alimentare aceeaşi, U = 5V.

Putem alege pentru pragul curentului de colector va¬
loarea l C 2 = 100 mA, iar plaja de măsurare o putem lua

P = (50+500).

Rezultă imediat iBmax = 2 mA şi Igmin = °- 2 mA < iar
din expresiile corespunzătoare ale lui Ub (pentru x = 0,
respectiv pentru x = P) obţinem Rg = 2175 Q . Pentru a

satisface supoziţia de calcul (14), vom alege în acest
caz P = 100 Q (bobinat, cu pas fin). Apoi, înlocuind în
expresia lui UB m j n valorile numerice, rezultă R « 27,7 O..

în fine, după modelul precedent deducem valorile
aproximative ale constantelor din ecuaţia curbei de
etalonare, a * 5.555, b « 11,11, deci avem:

5.555
x + 11,11

(18)

Pentru etalonarea scalei se procedează ca la exem¬
plul precedent.

Detectorul de prag DP poate fi de asemenea acelaşi,
tot cu pragul de basculare de IV. în acest scop vom
alege R c = 1 V/100 mA = 10 Q.

în încheiere, mai menţionez că sursa de alimentare
poate fi obţinută tot din seturi de miniacumulatoare
(preferabil de capacitate mai mare, de pildă de
1,2V/2Ah). Pentru o corespondenţă cât mai bună între
curbele teoretice de etalonare şi valorile reale, vom
căuta să menţinem tensiunea de alimentare U cât mai
aproape de valoarea de calcul de 5 V. Desigur, ambele
variante pot fi uşor "reproiectate” pentru alte tensiuni de
alimentare, tot constante, recomandabil în plaja 5V+9V.

Betametru liniar cu citire directă - Varianta 4

în încheierea acestui articol propun constructorilor
începători o altă variantă de betametru liniar cu citire
directă care, realizat îngrijit, cu alimentare stabilizată,
poate deveni un aparat de laborator de precizie.

Schema de principiu este indicată în figura 24. Se
observă imediat particularitatea ei - anume faptul că ali¬
mentarea se face din două surse de tensiune, UI şi U2,
ambele de 6V, pe care le vom presupune riguros egale
şi stabilizate.

Tranzistorul de măsurat, T, este alimentat, în serie cu
rezistenţa lui de sarcină R3, de la tensiunea totală UI +
U2 = 12V. în diagonala a-b a punţii constituite de T + R3
şi U1+U2 este conectat un miliampermetru mA, pus pe
domeniul de 6 mA c.c.

Evident, grupul rezistiv serie P+R1 va servi la
polarizarea iniţială a bazei tranzistorului, astfel încât să
fie perfect echilibrată puntea, deci ca diferenţa de
potenţial dintre punctele a şi b să fie zero. în acest caz
miliampermetrul va indica zero, iar curentul de colector

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

al tranzistorului va fi l c i = ImA.

Prin apăsarea scurtă a push-butonului PB (cu con¬
tacte normal deschise), prin rezistenţa R2 se injectează
în baza tranzistorului un surplus de curent, AI 3 . De

exemplu, dimensionarea lui R2 se poate face astfel încât
să avem cât mai precis AIq = 10 pA. Pentru tranzistoare

cu siliciu (U 33 » 0,65 V), valoarea lui R 2 va fi în jur de
1,135 MQ.

Această creştere a curentului de bază va conduce la
o creştere a curentului de colector egală cu Al c = P-AI 0 .

Această creştere este indicată de instrument ca o va¬
loare absolută I = Al c , deoarece acul se afla pe divi¬
ziunea zero la curentul iniţial de colector l c -| = ImA. Prin

urmare, valoarea factorului de amplificare este:

p = AI^AIb = l(mA)/0,01 mA = 1OOI(mA) (19)

Cu alte cuvinte, valoarea lui beta se obţine înmulţind cu
100 indicaţia I a instrumentului, exprimată în miliamperi.

Dimensionarea valorilor lui P şi R 1 se face în funcţie
de plaja de măsurare dorită. Acest calcul l-am mai
descris o dată pe larg, aşa că ne vom limita aici la două
precizări:

- la stabilirea curentului iniţial de polarizare a bazei
se va observa că joncţiunea BE a tranzistorului, în serie
cu P+R1, se alimentează la tensiunea U1+U2 = 12V;

- pentru un reglaj suficient de fin al zeroului, se vor
introduce în serie două potenţiometre, unul pentru
reglajul grosier şi celălalt pentru reglajul fin. înainte de a
conecta instrumentul la bornele a-b, ne vom asigura că
(măcar) potenţiometrul de reglaj grosier este în poziţia
cu rezistenţa maximă înseriată. De exemplu, o dimen¬
sionare convenabilă a grupului serie P 1 +P 2 +R 1 poate fi:
PI = 5 MQ; P2 = 250 kQ; R 1 = 43 kQ. Aceasta permite
echilibrarea zeroului (deci posibilitatea de măsurare)
pentru tranzistoare având factorul beta până la aproape
500. Dacă se doreşte o plajă mai mare (până la 600 sau
chiar până la 1.000), se va lua PI de 10 MQ şi se va
mări şi valoarea lui P2.

în fine, las tot cititorilor interesaţi sarcina introducerii
unor comutatoare de polaritate pentru surse şi instru¬
ment, astfel încât să se poată face trecerea comodă de
la NPN la PNP şi viceversa.

SFATURI PRACTICC

Miniacumulatoare: exploatare-tntreţinere

Deşi considerabil mai scumpe,
miniacumulatoareie Ni-Cd (iar mai
recent cele Ni-MH şi Ni-ion) au
înlocuit în bună măsură bateriile în
alimentarea aparaturii electronice
portabile, datorită performanţelor lor
net superioare în ceea ce priveşte
energia electrică stocată şi intensi¬
tatea curentului de sarcină maxim
permis. Desigur, avantajul cel mai
preţios al miniacumulatoarelor este
faptul că ele se pot reîncărca,
numărul ciclurilor de încăr¬
care/descărcare "garantate" de pro¬
ducător fiind la modelele actuale de
circa 1000 sau chiar mai multe.

Pentru a putea beneficia din plin
de aceste avantaje (implicit pentru a
valorifica la maxim banii investiţi),
ultilizatorul are tot interesul să
cunoască şi să respecte reco¬
mandările producătorului privind
modul de încărcare, condiţiile
optime de exploatare şi păstrare
etc., dar şi unele reguli generale
“nescrise", pe care ades mulţi dintre

noi le ignorăm sau le neglijăm din
grabă ori din comoditate.

în cele ce urmează - cu scuzele
de rigoare adresate cunoscătorilor
în materie, care pot “da paginile"
mai departe - voi aminti câteva din¬
tre regulile scrise sau nescrise de
care trebuie să se ţină seamă în
exploatarea şi întreţinerea corectă a
miniacumulatoarelor Ni-Cd şi toto¬
dată voi prezenta câteva artificii sau
"găselniţe" la care m-au condus
diverse situaţii practice.

încărcarea miniacumulatoarelor
Ni-Cd nu ridică de obicei probleme,
fabricantul precizând pentru fiecare
tip în parte intensitatea curentului de
încărcare şi durata minimă pentru
încărcarea completă. Dileme - sau
chiar probleme - pot să apară însă
atunci când avem de încărcat simul¬
tan mai multe miniacumulatoare
(conectate în serie prin montarea
într-un soclu adecvat).

Desigur, în astfel de situaţii vom
încărca doar seturi de acumulatoare

(2, 3, 4 ş.a.m.d.) de acelaşi tip şi,
preferabil, descărcate "complet" în
prealabil. Cu tipul e simplu, îl avem
scris pe capsulă, dar cu descăr¬
carea "completă" cum procedăm?

Acumulatoarele noi se
depozitează şi se livrează "complet"
descărcate. In aceste condiţii, ele
trebuie să prezinte la borne o tensi¬
une de circa 1 V, lucru pe care este,
totuşi, bine să-l verificăm în prealabil
pentru fiecare exemplar în parte,
folosind un voltmetru c.c. pus pe
domeniul de 2 V sau 3 V.
Eventualele exemplare cu tensiune
la borne mult mai mică sau chiar
nulă le vom da la o parte (pentru
“tratare" specială, în speranţa "rea¬
nimării" lor) atunci când alcătuim
setul serie de încărcat.

Acumulatoarele "vechi"
scoase din diverse aparate în ve¬
derea reîncărcării - trebuie de aseme¬
nea să fie verificate sumar în prea¬
labil (se mai întâmplă să cedeze câte
unul), după care setul dorit se pune

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

Soclu

\ *

P8(NI)

4xR6

<+)

~“L_

_/<?\_

<+) (-)

Soclu b*c

j=::;

la descărcat, considerând descăr¬
carea "completă" atunci când se
ajunge la cca 1 V/element. Trebuie
să precizăm că, în acest caz, verifi¬
carea individuală este indicat să se
facă nu “în gol", ci având conectată
în paralel cu bornele voltmetrului o
rezistenţă de sarcină, de exemplu
un bec de lanternă de 2,5+3,5
V/0,2A+0,3 A. Pentru alcătuirea
setului de descărcat/încărcat vom
selecţiona exemplare cu tensiuni la
borne cât mai apropiate (grade de
descărcare cât mai apropiate).

Am ajuns şi la problema setului
(numărului) de acumulatoare în
serie pe care vrem să le descărcăm
şi apoi să le reîncărcăm simultan. O
regulă nescrisă cere ca setul de
miniacumulatoare folosit la ali¬
mentarea unui aparat să fie încărcat
simultan, adică toate acumula¬
toarele parcurse de acelaşi curent
de încărcare, pe aceeaşi durată.
Dacă nu vom proceda aşa, vom
risca să avem surprize cu buna
funcţionare a aparatului, când - de
pildă - unul dintre miniacumulatoare,
fiind descărcat complet cu mult
înaintea celorlalte, va limita drastic
curentul debitat de set. Desigur,
fiecare dintre noi folosim miniacu¬
mulatoare pentru alimentarea
diferitelor aparate sau montaje. De
pildă, un ceas electric de masă sau
de perete merge cu un singur acu¬
mulator, un minicasetofon, un
reportofon, un miniaparat de vibro-
masaj etc. merg cu două miniacu¬
mulatoare, unele multimetre analo¬
gice mai vechi necesită trei, unele

aparate de radio sau testere porta¬
bile merg cu patru miniacumula¬
toare. Pentru a respecta regula
amintită mai sus, fie ne vom procura
(sau confecţiona) câte un încărcător
plus un soclu adecvat pentru fiecare
set în parte, fie ne vom construi un
încărcător “universal", care să per¬
mită la fel de bine încărcarea unui
singur miniacumulator, ca şi a
seturilor de două, trei şi respectiv
patru miniacumulatoare, cu posibili¬
tatea de a ajusa în fiecare caz inten¬
sitatea curentului de încărcare la
valoarea dorită/recomandată.
Teoretic lucrurile sunt clare şi par
foarte simple, dar practic, când ai
efectiv de operat cu toate aceste
combinaţii şi reglaje, treaba nu mai
e atât de simplă. Fiind şi eu confrun¬
tat de multă vreme cu aceste situaţii,
am tot tatonat şi perfecţionat vari¬
ante de încărcătoare (refuzând să
cumpăr unul gata făcut!) şi în cele
din urmă am ajuns la concluzia că
varianta optimă o reprezintă combi¬
naţia: redresor unic, cu tensiune de
ieşire fixă, dar suficient de mare;
soclu "universal", în care să se
poată monta, după nevoie, unu,
două, trei sau patru miniacumula¬
toare de acelaşi tip; element
interşanjabil de limitare, care să
permită, pentru fiecare combinaţie
în parte, stabilirea unui curent de
încărcare aproximativ constant şi
aproximativ egal cu valoarea reco¬
mandată de producător.

De exemplu, cei ce folosesc
frecvent miniacumulatoare Ni-Cd
format R6, de 1,2 V/0,75+1 Ah, îşi

pot construi un redresor filtrat care
să debiteze în gol o tensiune conti¬
nuă de cca 14+16 V şi să suporte un
curent maxim de sarcină de cel
puţin 200+300 mA. Personal am
optat în final pentru un redresor de 1
A, pentru a-l putea folosi şi la încăr¬
carea acumulatoarelor Ni-Cd format
R20, de 1,2 V/4,5 Ah. Redresorul va
fi prevăzut obligatoriu cu siguranţă
fuzibilă, iar opţional cu întrerupător
de alimentare pe reţea şi cu indica¬
tor luminos de funcţionare.
Tensiunea de ieşire se va scoate pe
panou printr-o mufă mamă robustă,
la care se va marca într-un fel pola¬
ritatea (de exemplu, un punct roşu
lângă borna plus).

Soclul "universal" poate fi un
soclu pentru patru baterii tip R6,
care se procură din comerţ.
Acestuia îi vom face câteva mici
modificări. în primul rând, îi vom
înlocui firele de conexiune cu unele
mai robuste (conductoare liţate, cu
izolaţie în culori diferite, de prefe¬
rinţă roşu pentru plus). Apoi, pe unul
din fire - de exemplu, pe cel de
"plus" - îl vom secţiona şi vom inter¬
cala în serie "montajul" din figura 1,
realizat şi încasetat în prealabil într-o
cutiuţă adecvată, de exemplu o cutie
de butoni. După cum se vede, mon¬
tajul conţine două borne, a şi b, în
mod normal scurtcircuitate de un
buton prin apăsare (push-buton cu
revenire), PB, cu contactele normal
închise. în continuare, în serie cu
bornele se mai află montat un soclu
pentru beculeţe de lanternă. în fine,
după intercalarea montajului,
capetele cordoanelor plus şi minus
de la soclu se reunesc într-o mufă
tată, de tipul şi cu polaritatea
corespunzătoare mufei mamă insta¬
lată pe redresor.

Rostul acestui montaj adiţional
este lesne de intuit. Pe de o parte,
becul L pe care îl vom prinde în
soclu va avea rolul de a limita curen¬
tul de încărcare la valoarea dorită /
recomandată, chiar cu un uşor efect
de stabilizare. De pildă, pentru acu¬
mulatoare de 750 mAh se reco¬
mandă un curent de încărcare de
cca 75 mA, deci vom tatona experi¬
mental un bec care să limiteze iniţial
curentul la circa 80 mA. Pe de altă
parte, în soclul "universal" având la
încărcat unu, două, trei sau patru
acumulatoare, este evident că va

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

trebui să verificăm, în fiecare caz în parte, valoarea
curentului de încărcare, iar dacă aceasta diferă semni¬
ficativ de valoarea dorită, să o corectăm prin înlocuirea
becului L. Or, tocmai această verificare - măsurarea
curentului de încărcare - este mult uşurată prin
montarea bornelor a, b şi a push-butonului PB: se
racordează la bornele a-b, cu respectarea polarităţii
indicate, un miliampermetru pus în prealabil pe domeni¬
ul 200 (sau 300) mAc.c., după care se apasă push-
butonul, se citeşte valoarea curentului şi, în final, se
eliberează butonul.

în fine, să ne întoarcem la soclul nostru pentru patru
baterii tip R6. Prin construcţie, cele patru baterii (în cazul
nostru, miniacumulatoare) tip R6 care se introduc în
cele patru lăcaşuri, cu respectarea polarităţii indicate,
sunt automat conectate în serie. Prin urmare, dacă vrem
să introducem numai unu, două sau trei miniacumula¬
toare. locurile (sau locul) rămase libere trebuie scurtcir¬
cuitate între bornele corespunzătoare plus şi minus
(fiecare în parte), pentru a reînchide circuitul serie al
setului. O modalitate de scurtcircuitare ar fi să lipim (prin
cositorire) câte un fir provizoriu între fiecare pereche de
borne plus-minus, la lăcaşurile nefolosite. Am procedat
şi eu aşa, când încărcăm cele trei miniacumulatoare ale
multimetrului meu Ţ4324, dar după mai multe lipiri şi
dezlipiri ale firului de scurtcircuit am reuşit să deteriorez
soclul, care şi aşa are o construcţie destul de firavă.
Mintea de pe urmă m-a condus la o altă soluţie, mult mai
comodă şi mai puţin "agresivă" faţă de soclu. Anume,
din trei baterii format R6 (nu acumulatoare!) care erau
complet descărcate, dar având capsulele în stare bună,
neoxidate, mi-am confecţionat trei scurtcircuite porta¬
bile, cărora în glumă le zic SCC-uri (de la Short Circuit
Cell - celulă în scurtcircuit). Pe urmă m-am gândit chiar
ce bine ar fi dacă înşişi producătorii de acumulatoare ar
prelua ideea de a fabrica şi astfel de SCC-uri...

Mai precis, un SCC se obţine prin scurtcircuitarea
între ele a bornelor plus şi minus ale unei baterii, în
cazul de faţă format R6. Bateria trebuie să fie în preala¬
bil complet descărcată, lucru de care ne vom asigura
prin verificarea cu un milivoltmetru c.c., care va trebui să
indice practic 0 mV. Dacă bateria mai are la borne o ten¬
siune reziduală - milivolţi sau zeci de milivolţi - o vom
descărca rapid printr-o rezistentă de sarcină sau
printr-un bec de lanternă. înainte de scurtcircuitare,
borna plus ("butonaşul" ieşit în relief) va fi răzuită pe o
parte cu o lamă de briceag, apoi se pune pe locul răzuit
o picătură de apă tare. după care se cositoreşte rapid
(tot o picătură), iar apoi se spală bine cu apă şi săpun.
Aceleaşi operaţii le vom repeta şi pe o mică porţiune din
cămaşa metalică a bateriei, la extremitatea unde se află
borna plus. apoi vom uni între ele cele două „puncte"
cositorite printr-o bucăţică adecvată de lamelă subţire
din cupru sau alamă. Cositorirea trebuie să fie rapidă,
pentru a nu încălzi excesiv bateria, altfel riscând
împrăştierea electrolitului (foarte corosiv şi toxic).
Oricum, după cositorire vom spăla din nou bateria şi o
vom urmări o vreme, să ne asigurăm că nu curge.

Operaţia este încheiată (fig. 2), dar numai în cazul
modelelor de baterii care au borna minus la "cămaşa"
metalică exterioară. Există însă şi baterii format R6 - ca

metalică exterioară. în astfel de cazuri, operaţia de
scurtcircuitare descrisă se va repeta şi la extremitatea
dinspre borna minus.

în fine, un ultim detaliu pe care tot de la practică l-am
învăţat: nu încărcaţi lipiturile cu cositor, pentru ca SCC-

TEHNIUM decembrie 2004

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

urile să intre normal în lăcaşurile din
soclu, fără a-l deforma.

Prin urmare, dacă avem
pregătite trei astfel de SCC-uri, vom
putea încărca seturi de 1,2, 3 sau 4
acumulatoare, ocupând lăcaşurile
rămase cu câte un SCC. Nu ne mai
rămâne decât să pregătim la
îndemână mai multe beculeţe de
diverse tensiuni şi curenţi, pentru a
selecta unul adecvat setului de
încărcat. Cu titlu orientativ,
menţionez că la încărcătorul meu
(tensiune în gol 15 V), limitarea
curentului la cca 80 mA o fac cu un
bec de 26 V/0,1 A pentru un set de
două acumulatoare şi cu un bec de
12 V/0,1 A pentru un set de patru
miniacumulatoare, becurile fiind în
prealabil sortate din mai multe
exemplare.

Să ne întoarcem acum la
cealaltă regulă menţionată, anume
ca înainte de încărcare, toate acu¬
mulatoarele setului să fie complet
descărcate, mai precis să aibă o
tensiune la borne de cca 1 V fiecare.
Descărcarea prealabilă este obliga¬
torie (oricum, recomandabilă) din
două motive: în primul rând, să
preîntâmpinăm reducerea capa¬
cităţii acumulatoarelor (prin efectul de
"memorie", descris recent în
paginile revistei), iar în al doilea
rând pentru a avea garanţia că toate
acumulatoarele din set vor fi încăr¬
cate la aceeaşi capacitate.
Descărcarea se poate face indivi¬
dual sau în grup serie (simultan tot
setul). Această din urmă soluţie
este, evident, mai comodă, dar tre¬
buie să ne asigurăm în prealabil că
toate acumulatoarele din set au
iniţial aproximativ acelaşi grad de
încărcare (tensiuni foarte apropiate
la borne, sub o sarcină de cca
50+100 mA). Dacă setul este desti¬
nat alimentării unui singur aparat,
această precauţie nu mai este în
general necesară. Dacă însă alcătu¬
im un set ad-hoc, din rezerva de
acumulatoare disponibile, verifi¬
carea se impune.

Cu aceste precizări făcute,
deducem imediat că soclul nostru
"universal", realizat ca mai sus,
poate servi comod şi la descărcarea
setului de acumulatoare dorit (1,2,3
sau 4, cu completarea de rigoare cu
SCC-uri).

Pentru aceasta, soclului "univer¬

sal" îi vom face în prealabil două
mici modificări:

- vom scurtcircuita între ele bor¬
nele plus şi minus ale mufei tată cu
care se termină cordonul. Operaţia
se poate face mai comod dacă ne
pregătim dinainte o mufă mamă
volantă, căreia i-am scurtcircuitat
(pe spate) pinii corespunzători;

- vom înlocui becul de limitare L
prin altul de sarcină, ales astfel încât
să absoarbă iniţial de la setul de
acumulatoare un curent de aproxi¬
mativ 250 mA. De exemplu, dacă
setul conţine patru acumulatoare de
1,2 V/750 mAh, parţial descărcate,
putem tatona un bec de 6,3 V/0,3 A
sau "prin apropiere".

Metoda aceasta de descărcare
este simplă şi eficientă, dar are un
inconvenient: ea nu ne semnalează
apropierea de situaţia finală dorită,
când la bornele setului de n acumu¬
latoare va trebui să avem cca nV (1
V/element). Prin urmare, dacă nu
vom face periodic măsurători de
tensiune, riscăm să împingem
descărcarea cu mult sub acest prag
recomandat.

De aceea, sugerez constructo¬
rilor interesaţi o variantă aproape la
fel de simplă de descărcător, dar
care întrerupe automat descărcarea
la atingerea pragului dorit de tensi¬
une. In acest caz curentul de
descărcare (prin becul de sarcină L)
este controlat de un tranzistor T
(figura 3) sau, mult mai bine, de un
dublet tip Darlington, TD (figura 4).
La rândul său, tranzistorul, respectiv
Darlingtonul, are conducţia contro¬
lată cu ajutorul unui divizor rezistiv,
în care s-a inserat şi un element
activ neliniar, mai precis o diodă
Zenner DZ (eventual, pentru praguri
mai mici, o diodă de referinţă în
direct din seria DRD1+4).

Exemplele din figurile 3 şi 4 au
fost dimensionate pentru acelaşi set
de patru acumulatoare Ni-Cd de 1,2
V/750 mAh, care, în funcţie de
gradul iniţial de descărcare, va avea
o tensiune totală la borne orientativ
în plaja 4,4+5,4 V.

Principiul de funcţionare este
extrem de simplu. Iniţial, divizorul din
baza tranzistorului / Darlingtonului
este astfel ajustat încât să rezulte
prin becul L un curent "semnificativ",
de pildă de 200+250 mA. Pe măsură
ce tensiunea la bornele setului de

acumulatoare scade, scade şi
căderea de tensiune pe dioda
Zenner DZ, dar conducţia tranzis¬
torului / Darlingtonului rămâne sem¬
nificativă, până în apropierea pragu¬
lui la care DZ se blochează. Dacă
tensiunea scade în continuare,
tranzistorul va fi practic blocat, becul
se stinge, iar curentul rezidual de
descărcare (de ordinul miliamperilor)
nu mai riscă să împingă descărcarea
setului sub pragul prestabilit, chiar
dacă stingerea becului este obser¬
vată după mai multe ore.

Cu toată simplitatea lui principi¬
ală, montajul necesită o atentă
ajustare experimentală atât în ceea
ce priveşte sortarea exemplarului de
diodă Zenner, cât şi în stabilirea va¬
lorilor optime ale rezistenţelor din
divizor. De aceea, recomand
începătorilor experimentarea prea¬
labilă conform schemei din figura 5,
unde montajul (masa de lucru) are
prevăzute borne pentru măsurarea
curentului (a, b), borne pentru
conectarea diodei Zenner, prin
tatonare (c, d), precum şi

potenţiometrele PI şi P2, câte unul
în fiecare braţ al divizorului din bază.

Pentru setul menţionat, pragul
dorit de blocare va fi în jur de 4 V.
Desigur, nu se justifică realizarea
(chiar improvizată) a unui alimenta¬
tor reglabil (în plaja 3,5+5,5 V) - deşi
cei mai pretenţioşi o pot face -
deoarece experimentarea se poate
face destul de bine şi prin alimenta¬
rea montajului direct din setul de
acumulatoare. Pentru aceasta, însă,
acumulatoarele trebuie să fie bine
încărcate (tensiune la borne 5+5,4
V), astfel încât să putem ajusta divi¬
zorul pentru curentul de descărcare
maxim dorit, de pildă 250 mA. în
ceea ce priveşte pragul inferior, nu
este nevoie să aşteptăm descăr¬
carea setului până la 4 V: pur şi sim¬
plu, vom înlocui unul din acumula¬
toarele setului cu un SCC dintre cele
confecţionate anterior şi, prin even¬
tuală tatonare (alegerea acumula¬
torului înlocuit, căci în sarcină există
întotdeauna mici diferenţe între ten¬
siunile lor), am realizat starea limită
inferioară, cu cca 4 V la borne.

Atât pe timpul experimentării, cât
şi în montajul final, tranzistorul /
Darlingtonul va fi echipat cu un mic
radiator din tablă de aluminiu, în
formă de U.

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

PROI€CTRR€A

unui

AMPLIFICATOR

RUDIO

HI-FI (II)

Prof. Ing. Emil MARIAN

(Urmare din nr. trecut)

ETAJUL PILOT

Etajul pilot reprezintă un bloc electronic ce realizează
trei funcţii esenţiale pentru amplificatorul audio, şi
anume:

- asigură excursia maximă în tensiune a semnalului
de intrare amplificat;

- furnizează curentul de comandă pentru tranzis-
toarele etajului final;

- asigură distorsiuni minime ale semnalului iniţial în
urma amplificării lui.

Deoarece (după cum se va vedea ulterior) curentul
de lucru al etajului pilot este relativ mic (zeci de mA), el
este astfel dimensionat încât să lucreze în clasa A de
funcţionare a unui amplificator cu tranzistor.

Pentru a obţine însă un procentaj de distorsiuni
extrem de redus, amplificarea în tensiune - şi evident în
curent - a etajului pilot trebuie să fie foarte mare, corec¬
tată şi stabilizată ulterior de o buclă de reacţie negativă
totală, la valoarea impusă amplificatorului, de către
blocul reacţiilor, aşa cum se va vedea. Datorită acestui
considerent s-a ales pentru etajul pilot o configuraţie de
tip dublet de tranzistoare amplasate într-o conexiune
SUPER-G, şi anume tranzistoareleT 2 şi T 3 . Factorul de
amplificare în curent h 2 ip al dubletului este:

h 21P * h 21 E(T2) h 21E(T3)

Estimând iniţial ^21E(T2) = 200

h 21E(T3) = 150

obţinem valoarea:

h2ip ~ h 2 i E(Ţ2) ' ^21 E(T3) = 200 • 150 = 30 000

extrem de eficientă pentru o buclă de reacţie nega¬
tivă competentă, deoarece se cunoaşte că la un ampli¬
ficator cu o amplificare mare “în buclă deschisă” corec¬
tat de reacţia negativă, distorsiunile scad cu atât mai
mult cu cât amplificarea “în buclă deschisă” este mai
mare.

O altă problemă este proiectarea etajului pilot astfel
încât să fie obţinută “excursia maximă în tensiune” a
semnalului de intrare. Situaţia teoretic ideală ar fi excursia
în tensiune între Vc.c. şi masă (zero volţi) a semnalului
de ieşire. în mod practic, acest lucru nu este posibil
deoarece “nu avem ce căuta” cu punctul de funcţionare

al amplificatorului în zonele de blocare sau saturaţie ale
tranzistoarelor finale.

Pentru analiza problemei, să presupunem un semnal
sinusoidal de intrare aplicat la intrarea amplificatorului.
Pentru semialternanţa negativă, condiţia este din start
îndeplinită, deoarece:

V SATT3 * 0,2 v

V SAT(T10 + TI 2) * 0,7 V + 0,7 V = 1,4 V,

deci

V SATT3 < V SAT(T10 + TI 2 )

Asta nu înseamnă că trebuie “să intrăm” în zona de

saturaţie a finalului T-)q + T-| 2 , dar oricum îl putem
“comanda” la limită în mod lejer.

ATENŢIE! Prin Vg^j^y^Q + y 12 j înţelegem tensi¬
unea “de comandă a saturaţiei”, şi nu tensiunea lor de
saturaţie!

Pentru semialternanţa pozitivă s-a realizat o soluţie
elegantă şi eficientă, şi anume utilizarea unei CONEXI¬
UNI BOOTSTRAP, formată din grupul R7, R 8 , C5. Baza
tranzistorului T9 este alimentată în curent de la divizorul
de tensiune R7, R 8 .

în regim static de funcţionare (semnal de intrare
zero), condensatorul Cil se încarcă cu energie elec¬
trică având potenţialul Vqq/ 2 . La maximul semialter-
nanţei pozitive, el nu se poate descărca instantaneu,
comportându-se ca o baterie electrică echivalentă, ce
asigură tensiunea necesară (pentru scurt timp şi sufi¬
cient) aducerii în stare de saturaţie a tranzistoarelor Tg
şi T-| 1 . Condiţia necesară este:

V C 5 > 2V be = 0,7 V + 0,7 V = 1,4 V, iar

U ma x(B) = 3/2 V CC “ 2 V BE- deci am asi 9 urat
condiţia.

Evident, constanta de timp C 5 R 7 trebuie să fie sufi¬
cient de mare comparativ cu perioada semnalului audio
amplificat, pentru ca să nu se descarce “prea repede”
condensatorul C5 şi funcţia conexiunii BOOTSTRAP să
fie menţinută corectă. Deci condensatorul C5 trebuie să
aibă o capacitate destul de mare. CÂT? Pentru această
configuraţie

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

C5R1 ^-,unde
2nfj

fj = frecvenţa minimă a semnalului audio util
Cu alte cuvinte, ţinând cont de capacitatea conden¬
satorului C-)-), se mai poate folosi formula

„ C11

C,. =-.deoarece

5 2 + 10

Valoarea divizorului de tensiune R7, R 8 , rezultă ime¬
diat din relaţia:

« 7tS8 ,“^,±Li24 = 760 n

l CT3

25-10“

iar:

r 7 «

R 7 + R g 760

= 190Q

2tiC 1 IZinc

Folosind aceste relaţii, putem dimensiona imediat
condensatoarele C 5 şi C-ţ , alegând fj = 20 Hz.

_1 _

2 TţfiZinc

---= 0,00198F

2;r • 20 • 4

Aleg C-(! = 2200 pF/63 V

2200

= 550pF

Aleg C 5 = 470 pF/63 V

Utilizarea conexiunii BOOTSTRAP mai are încă o con¬
secinţă extrem de favorabilă, şi anume asigurarea
automată a funcţionării dubletului T 2 , T 3 în zona activă
liniară de lucru (nu mai are cum să intre în saturaţie).
Pentru a calcula curentul prin tranzistorul Tg, şi anume
IET 3 , pornim de la considerentul menţionat anterior, şi
anume condensatorul C 5 reprezintă în montaj un rezer¬
vor de energie electrică - o baterie echivalentă - găsindu-
se încărcat constant cu o tensiune fixă. Valoarea ei este
în funcţie de tensiunea de alimentare Vqq a montajului şi
de raportul de divizare al divizorului de tensiune R 7 , Rg.
La bornele rezistenţei Rg se obţine o tensiune care nu
diferă decât prin diferenţa de potenţial dintre baza tranzis¬
torului Tg şi punctul median A al amplificatorului (Vqq/ 2).
Se poate admite că această diferenţă nu depăşeşte 3 V,
în regimul de vârf privind funcţionarea amplificatorului,
deci “la vârful" semialternanţei pozitive a semnalului sinu¬
soidal amplificat la care m-am referit iniţial.

Cu alte cuvinte intensitatea curentului 1^73 va trebui
să fie suficient de mare pentru a furniza curentul de
bază Ijg, astfel încât Tg să lucreze bine la regimul “de
vârf” menţionat anterior. Dacă presupunem un factor
minim de amplificare în curent pentru tranzistorul T9, şi
anume h 21 e(T 9) = 100 ( în raalita te este mult mai mare),
rezultă:

B(T9)

c(T9) 0,250

100

= 0,0025A = 2,5mA

21E(T9)

Pentru o liniaritate maximă în funcţionare a etajului
pilot, trebuie asigurată condiţia: l^jg = lOIgŢg = 10 • 2,5
mA= 25 mA

(de altfel, regula divizorului de tensiune de la care se
preia curent).

Deci,

l^yg = lOIgyg = 10 • 2,5 mA = 25 mA.

Aleg R 7 = 200 Q/0,5 W, deoarece

P D(R7) = R 7 | 2 CT3 = 200 ' (25 • IO ' 3 ) 2 = 0,125 W
Rg = (R 7 + Rg) - R 7 = 760-200 = 560 Q

P D(R 8 ) = r 8 | 2 CT3 = 560 • (25 ■ IO ' 3 ) 2 = 0,35 W
Aleg Rg = 560 Q/0,5 W

r „ 2

Verificăm condiţia: L 5 A 7 ^ ^

C 5 R 7 = 470 • IO ' 6 ■ 200 = 0,094 s

27 $

27T-20

= 0,00159 i

deci este clar că inegalitatea este îndeplinită şi
proiectarea este corectă.

Alegerea tranzistorului Tg porneşte de la valorile
maxime

UcEmax = ( 3 /2)V C C = ( 3 ' 2 ) • 44 = 66 V

Ic = 25 mA

P DMAX « ( V CC/2) • 'CT3 = ^12) • 25 • IO' 3 = 0,55 W

Se poate alege lejerTg = BD138 sau BD140, iarTg
va fi de tipul BC637B sau asemănător (puterea disipată
este extrem de redusă, oricum sub 300 mW).

ETAJUL DE POLARIZARE

Am precizat anterior că tranzistoarele finale din
dubleţii Tg, T-j j şi T-j q, T-j 2 vor lucra în orice situaţie în
ZONA ACTIVA DE LUCRU. Acest lucru înseamnă că,
indiferent de semnalul de intrare, dubleţii trebuie să fie în
stare de conducţie, conform clasei de funcţionare AB.
Modul de “racordare” a caracteristicilor funcţionale ale
tranzistoarelor finale este prezentat în figura 5. De aici
rezultă următoarele considerente:

- tranzistoarele finale trebuie polarizate astfel încât
cele două semiaternanţe ale unui semnal de intrare
sinusoidal să se racordeze perfect. în caz contrar apar
distorsiuni CROSSOVER (de neracordare, deci nu se
mai păstrează alura formei de undă);

- pentru acest lucru trebuie să asigurăm în perma¬
nenţă la tranzistoarele finale un curent de mers “în gol”;

- pentru “o racordare perfectă” a sinusoidelor, curen¬
tul de mers în gol trebuie să prezinte o anumită valoare;

- curentul de mers în gol nu poate fi totuşi foarte
mare, deoarece duce la pierderi de putere electrică
nejustificate, iar uneori poate provoca ambalarea ter¬
mică a etajului final.

Cu alte cuvinte, trebuie să menţinem în permanenţă
o polarizare constantă a tranzistoarelor din etajul final,
indiferent de “excursia în tensiune” a semnalului de

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

intrare. Pentru acest lucru a fost realizat un montaj de tip
“sursă de tensiune constantă flotantă” sau montajul
superdiodă. Funcţiile lui sunt îndeplinite de grupul P 2 ,
Rg, T 4 . Reglând din start o tensiune Uq E a tranzistoru¬
lui T 4 , ea se menţine pe toată durata de funcţionare a
amplificatorului. Tensiunea sursei flotante Up se cal¬
culează imediat, ţinând cont de tensiunile de intrare în
stare de conducţie bază + emitor ale tranzistoarelor
finale, şi anume:

U F = V BET9 + V BET11 + V BET10 + V BET12 = °> 7
+ 0,7 + 0,7 + 0,7 = 2,8 V

(P 2 + R 9 ) =

1 OUr

ET9

10 - 2,8

25-IO -3

= 11200

Calculăm valoarea rezistenţei R9 astfel încât să
obţinem cca 0,7 V între baza şi emitorul tranzistorului
T4, deci:

P 2 +R 9

1120

= 2800

U CE = 2,8 V

Iq = 25 mA şi nu are cum se încălzi!

Totuşi, mai apare un considerent major: sursa de ten¬
siune constantă trebuie să se adapteze regimului termic
de funcţionare a etajului final, deci când acesta se
încălzeşte şi toate Vgp-urile scad, trebuie ca ea să
reducă tensiunea de polarizare. Altfel etajul final se
ambalează termic, se încălzeşte şi “am terminat-o” cu el!
Datorită acestui considerent, tranzistorul T 4 se
amplasează practic pe radiatorul tranzistoarelor finale.
DE CE? Dacă se încălzesc tranzistoarele finale T-ţ -j şi
T-) 2 . scade tensiunea lor Vg E , dar dacă T 4 e montat pe
acelaşi radiator, îi scade şi lui tensiunea Vg E , fapt urmat
cu micşorarea tensiunii Up, deci în final reducerea va¬
lorii tensiunii de polarizare a dubleţilor Tg, T-j-j şi T-|g,
T-I 2 - Pentru uşurinţa fixării mecanice a tranzistorului T 4
(evident, izolat de radiator), am ales T 4 = BD137 sau
BD139. Se poate folosi şi un tranzistor de tip BC635, dar
fixarea lui mecanică pe radiator se complică.

Deşi compensarea termică nu este perfectă teoretic,
practica a demonstrat că ea “este valabilă” pentru un

Aleg pentru R9 valoarea R9 = 300 fi/0,5 W.

Rezultă imediat:

P 2 = (P 2 + Rg) - Rg = 1120-300 = 820 Ci.

Dar să nu uităm că tensiunea bază-emitor “de
deschidere" a unui tranzistor are o plajă de variaţie
destul de mare. Pentru acest lucru, în vederea reglajului
curentului de mers în gol al amplificatorului, trebuie să
prevedem o valoare reglabilă pentru P 2 de cel puţin
două ori mai mare, deci alegem P 2 = 2 kfi/0,5 W. Se
recomandă un potenţiometru P 2 robust, mare şi cu o
manevrabilitate mecanică cel puţin congruentă cu variaţia
de rezistenţă dorită. Alegerea tranzistorului T 4 reprezin¬
tă o problemă simplă, deoarece parametrii lui de lucru
sunt:

domeniu foarte larg de temperaturi în care lucrează
amplificatorul audio.

Dimensionarea tranzistorului T 2 nu reprezintă o
problemă deosebită, deoarece pentru regimul energetic
definit până acum, curenţii lui T 2 sunt nesemnificativi din
punct de vedere al unei încălziri posibile. Aleg pentru T2
tranzistorul BC637, dar se poate uşor alege şi un alt tip,
cu condiţia ca tensiunea colector-emitor Vq E j 2 să
depăşească lejer valoarea tensiunii de alimentare V E q
= 44 V (deci minimum 63 V). Dacă presupunem, în
condiţiile cele mai rele, un factor de amplificare în curent
h 21 E = 100 P entru tranzistorul T 3 , deja nu se mai pune
condiţia de dimensionare strictă a curentului de emitor al
tranzistorului T 2 , deoarece:

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

1 eti - hn

Ict3 25-10 ^
100 100

25-10 -5

De aici putem dimensiona imediat valoarea rezis¬
tenţei Rg. Ţinând cont încă o dată de regula “de aur" a
divizorului de tensiune:

R _ V BET2
10 / BT2

şi considerăm “teoretic” Igyjj (maxim) = 0,2 mA

Rg ----= 350fi

10 0,2 -10 0

Aleg R6 = 390 fi/0,5 W.

Deja am trecut la etajele amplificatoare de la intrarea
amplificatorului audio. Evident că apare şi problema
zgomotului ce poate fi amplificat, fapt care “dă bătaie de
cap” majorităţii constructorilor de amplificatoare audio.
Dacă până acum “am lucrat” cu tensiuni mari în ceea ce
priveşte semnalul audio util, la niveluri mici zgomotul “se
poate furişa” intrând în lanţul etajelor funcţionale ale
amplificatorului. Pentru “îndepărtarea” lui, tranzistorul T 2
va fi sortat astfel încât la regimul lui nominal de
funcţionare să prezinte un zgomot minim. Deşi nu a fost
prevăzut în schema electrică din figura 2 , pentru o
micşorare apreciabilă a zgomotului de fond se poate
amplasa între baza tranzistorului T 2 şi masa montajului
un condensator ceramic Cz cu o capacitate de cca
15^50 pF. Valoarea exactă a condensatorului Cz se va
alege prin câteva încercări practice, deoarece toate
componentele electrice pasive şi active din montaj au şi
ele nişte toleranţe în toate privinţele! Deci
C z | I Rg!

ETAJUL DE INTRARE

Funcţiile etajului de intrare sunt din start bine defi¬
nite, şi anume:

- realizarea unui “etaj tampon” între impedanţa de
ieşire a sursei de semnal şi impedanţa de intrare a
amplificatorului;

- amplificarea INIŢIALĂ în tensiune a semnalului
audio util.

Rezistenţa R 5 se calculează conform relaţiei:

(R 5 + R 6 ) =

v cc 44
4/ci 4 -1,8 -10" 3

= 6 ,l*fi,

deoarece am impus Iq-j = 1,8 mA.

Aleg R5 = 5,6 kfi/0,5 W (puterea disipată nu mai este
o problemă).

Pentru polarizarea iniţială corectă a amplificatorului,
tensiunea din baza tranzistorului T-j trebuie să fie de cca
Vqq/ 2 . Deoarece curenţii de lucru sunt foarte mici, este
evident că grupul R 4 , P-), R-ţ, R 2 şi R 3 va avea în final
valori de ordinul sutelor de kfi.

Aleg următoarele valori:

R 4 = 30 kfi/0,5 W
P-l = 50 kfi/0,5 W
R-) = 82 kfi/0,5 W
R 2 = 120 kfi/0,5 W

Se remarcă prezenţa grupului D-|, C 3 , care previne
scăderea tensiunii de alimentare Vqq aplicată etajului
de polarizare al tranzistorului TI, ea fiind strict constan¬
tă chiar dacă la puterea nominală sau mai mare Vq C ar
scădea

Aleg Dl = 1N4148; C3 = 22 pF/63 V

Un filtraj suplimentar al tensiunii de polarizare îl real¬
izează şi condensatorul Ci = 10 pF/63 V.

Pentru cuplajul ieşirii sursei de semnal am ales un
condensator neelectrolitic C 2 = 1 pF/63 V, la care dacă
impedanţa sursei de semnal este mică, se poate “înse-
ria” o rezistenţă de cca 1,2 kfi/0,25 W = R 0 (opţional).
Să nu uităm că etajul de intrare are şi rolul de amplifica¬
tor de tensiune, amplificarea totală fiind finalizată de
dubletul T 2 , T 3 din etajul pilot.

Pentru tranzistorul TI se poate alege lejer tipul
BC177B, BC251 sau asemănătoare. Obligatoriu,
tranzistorul TI se va sorta astfel încât să prezinte un
zgomot intrinsec minim.

ETAJUL DE PROTECŢIE

Protecţia amplificatorului se va referi la regimurile de
avarie care pot să apară (din diferite cauze) în
funcţionarea amplificatorului, şi anume:

- protecţia la suprasarcină;

- protecţia la scurtcircuit a boxelor;

- protecţia la scurtcircuitul unuia dintre tranzistoarele
finale. Pentru acest lucru am ales un etaj de protecţie
care include componentele active D 2 , T 5 , Te, D 3 , T 7 , Tg
şi elementele pasive de circuit Ri 2 , R 13 , R 14 , R 17 şi
Rlg. Practica a dovedit că această schemă electrică
este extrem de eficientă pentru sarcinile rezistiv-induc-
tive, deci chiar incintele acustice. Evident că siguranţa
F2 lucrează “la scurtcircuit”, dar între timp se poate dis¬
truge unul dintre tranzistoarele finale, şi uneori chiar pre-
finalele!

DE CE? Spre exemplu, limităm curentul maxim Iq|_
din etajul final, calculat la 5 A, la o valoare de 7 A.

în acest caz, puterea disipată de radiator, Pq|_, va
avea valoarea

P = Mk = fiZ = 77W
DL 4 4

Revăzând calculele de dimensionare a radiatorului
tranzistoarelor finale, se vede imediat că dimensiunile lui
ar fi cu mult mai mari decât cele calculate.

Deoarece puterea disipată maximă nu trebuie să
depăşească valoarea Pp = 27,5 W, rezultă că pentru o
semialternanţă a semnalului sinusoidal livrat de tranzis¬
toarele finale de putere Ti 1 şi Ti 2 :

■cm

_ 4P 0

CT12 v "
V CC

4-27,5

2,5A

Alegerea tranzistoarelor din circuitul de protecţie ţine
cont de faptul că ele nu au de suportat decât tensiuni de
ordinul zecilor de volţi şi curenţi de ordinul miliamperilor.

Diodele D 2 şi D 3 au fost prevăzute pentru evitarea
“conducţiei inverse” a tranzistoarelor Tg şi Tg, în timpul
funcţionării amplificatorului.

Aleg: D 2 = D 3 = 1N4148; Tg = Tg = BC338; T 7 = Tg
= BC328.

Mai rezultă un fapt important, şi anume că trebuie să

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

modificăm valorile rezistenţelor R 21 şi R 22 ' n a ? a fel ca
la Iq|_ să se producă la bornele lor o cădere de tensiune
de cca 0,7V, deci:

R 2 i = FL, = = — = 0,28Q

21 22 l CL 2,5

Se observă că dimensionarea finală a componen¬
telor amplificatorului NU ESTE DELOC SIMPLĂ!

Reluând însă calculele iniţiale prezentate anterior, se
va vedea că majoritatea componentelor îşi “cam”
păstrează valorile, iar celelalte caracteristici nu se mo¬
difică. în mod practic, vom mări valoarea tensiunii de ali¬
mentare Vqq cu l-s-2 V, iar diferenţele între vechile val¬
ori şi noile valori calculate vor fi cu totul nesemnificative.
Se poate alege:

R 2i = R 22 = 0,27 Q/7 W

Calculul curenţilor în circuitul de protecţie rezultă din
relaţia:

! ci\max

- lc\2MAX =

v _ccri _ v şcri

^15 ^16

44/2

330

= 0,0564

Pentru o limitare sigură a curentului de avarie,
alegem prin divizorul de tensiune R^. R 13 . F*i 4 un
curent de cca 10 mA (ca să poată comanda ferm
tranzistoarele T 5 şi Tg).

Deoarece nu trebuie să depăşim un curent limită din
bazele tranzistoarelor Tg şi T 7 (cca 15 mA), se
calculează imediat:

_D _ ^EM^21 ^BE

17 — *M8 — , —

BNM

5-0,28-0,7
15 10 3

= 47Q

Conform datelor din catalog ale fabricantului, tensi¬
unea de saturaţie a tranzistoarelor Tg şi Ty este de cca
0,1 V. Din acest considerent, în momentul intrării în stare
de conducţie a tranzistoarelor din grupul de protecţie,
căderea de tensiune Vpig la bornele rezistenţei R-jg
trebuie să fie:

V R13= V SATT6 +V BET5 +V BET6 +V SATT7=°> 1+0 ’ 7
+0,7+0,1=1,6 V

Pentru un curent de cca 10 mA prin divizorul de ten¬
siune R 12 , R- 13 , R- 14 , rezultă:

^13m > '

'R13

1,6

L 10-1(T 3

= 160Q

Dar dacă folosim pentru alimentarea cu energie elec¬
trică a amplificatorului o sursă de tensiune continuă
nestabilizată, tensiunea în gol poate fi mai mare, şi pro¬
tecţia “intră în funcţiune” la semnale mici, deci nejustificat!

Dacă admitem VQQ max = 1 ,25 Vqq, putem considera

^13M <

I cl -E l _ 2,5-4

= 800fi

1 ,25I d 1,25-10-10‘ 3

Să facem o medie geometrică a celor două valori,
minimă şi maximă, pentru estimarea valorii finale:

*13m

R 13M = Vi 60-800 = 357,7Q

Pentru o protecţie “sigură” aleg R-j 3 = 330 Q/0,5W.
Din moment ce am ales valoarea curentului de 10
mA prin divizorul de tensiune R^, R 13 , R 14 , rezultă
imediat:

R =R = yj 2 Ri 3 _ 44/2

12 14 l D 2 10 - 10' 3

330

= 2035L2

Aleg R 12 = R 14 = 2 kQ/0,5 W.

BLOCUL REACŢIILOR

Analizând configuraţia schemei electrice din figura 2,
se observă că există trei tipuri de “reacţii”, şi anume:

- reacţii negative locale;

- reacţia negativă globală;

- reacţia pozitivă subunitară.

Este cunoscut faptul că reacţia negativă locală apli¬
cată unui etaj de amplificare are avantaje fundamentale,
şi anume:

- previne ambalarea termică a etajului de amplificare
(în cazul nostru, final şi prefinal);

- reduce factorii de distorsiuni THD şi TID (THD = total
harmonic distorsion, TID = total intermodulation distorsion);

- reduce posibilitatea de apariţie a oscilaţiilor etajului
amplificator (din diferite cauze);

- reduce diferenţele în ceea ce priveşte timpul de
comutaţie al celor două structuri echivalente NPN şi
PNP proprii etajului final.

Rezistenţele R 21 şi R 22 constituie reacţii negative
locale de curent pentru tranzistoarele Ti-| şi T 12 -
Rezistenţele R-|g şi Rgg constituie reacţiile negative
locale de curent pentru Tranzistoarele Tn şi T-m.

Pentru prevenirea oscilaţiilor etajului final la frecvenţe
ultrasonore a fost prevăzut un filtru BOUCHEROT, for¬
mat din grupul R23, C 8 . El limitează “din start” posibili¬
tatea amplificării semnalelor ultrasonore (f > 25 kHz) şi
totodată îmbunătăţeşte fundamental funcţionarea buclei
de reacţie negativă globală ce delimitează STRICT
amplificarea în tensiune a amplificatorului (mai ales în
timpul regimurilor tranzitorii de lucru).

In urma încercărilor practice, s-au ales pentru cele
două componente valorile: R23 = 10 Q/1 W; C 8 = 0,1
pF/63 V.

O altă “surpriză” o reprezintă prezenţa conden¬
satorului CIO în paralel cu condensatorul Cil.
Explicaţia este “micşorarea echivalentă” a reactantei
condensatorului electrolitic C11 la frecvenţe înalte. Din
acest motiv a fost prevăzut condensatorul CIO, care
“scurtcircuitează” mica rezistenţă electrică echivalentă a
condensatorului Cil, ce poate apărea în zona
frecvenţelor înalte.

Această “găselniţă” a dat rezultate practice exce¬
lente, îmbunătăţind fundamental “puritatea sunetului”
livrat de amplificatorul audio în zona frecvenţelor înalte.

Se alege condensatorul NEELECTROLITIC CIO = 1
pF/IOOV.

O altă reacţie negativă locală o constituie conden¬
satorul C4. El formează de fapt un filtru activ trece-jos,
care limitează amplificarea iniţială a semnalelor de
frecvenţă ultrasonoră. Se alege practic pentru valoarea
capacităţii C4 = 100 + 120 pF/63 V.

Reacţia negativă globală are rolul de a PRECIZA
STRICT amplificarea totală în tensiune a amplificatorului.
Bucla de reacţie negativă globală este formată din grupul
R10,C6,R11. Pentru acest grup trebuie să calculăm
valorile celor trei componente menţionate anterior.

Preluând din catalogul de tranzistoare datele tehnice
pentru TI, obţinem (varianta BC177B): Iqiq = 1,8 mA;
h-|ic = 2,7 kO; hg-ţ^ = 220.

Cu aceste valori se calculează diferenţa de tensiune
la intrarea amplificatorului, AV BE , ca să obţinem în final
o excursie în tensiune de cca 20 V, “în sus şi în jos” faţă
de punctul mediu de funcţionare A (V^ = 20 V):

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

A \ / _ AI CT1 h 11E(T1)

AV BE(T1) - .

1 21E(T1)

Dar AIq-j(TI) * 50 F A (din catalog), deci

AV k , t „ . . 5010,^2! . 0 ,6,mV

21E(T1)

220

Dar pentru această configuraţie a schemei electrice:
FL

Ay -1 + -

’10

,de unde

R 11 =

"10

A U ' 1

Pentru un semnal de intrare U| de cca 0,7 V^p, obţinem

A u =-^ = — = 28,57 = 30
U, 0,7

“CURSA” tensiunii de intrare la TI este de cca 0,61
mV, deci pentru tensiunea de emitor a tranzistorului TI
putem admite lejer o variaţie de cca 6 V.

în această situaţie, dacă admitem la emitor o cădere
de tensiune de cca 6 V (Ucpj-| m j n = 14 V), obţinem:

R)0 B U B -UcETmin = 3 300Q

Ict\ 1,8-10 3

Dar trebuie să verificăm dacă nu cumva tranzistorul
T1 se saturează:

u CEminT1 = ( R 5 +R 6)'CT1 = (5600+390) 1,8 IO' 3
= 10,78 V.

Deoarece 10,78 V < 14 V, suntem siguri că tranzis¬
torul TI lucrează în zona activă de lucru.

Dimensionarea rezistenţei R11 rezultă imediat:

R n =

*10

Au -1

3300

30-1

= 113,70

ALEG R11 = 100Q.

Pentru frecvenţa minimă f| = 20 Hz, condensatorul
C6 prezintă valoarea

C6=

27rfjRll

-= 79,57 • 10' 6 F (cca 100 /iF)

2tt 20-100

Pentru siguranţă alegem C6 = 220 pF/63 V.

Reacţia pozitivă subunitară reprezintă o problemă
extrem de complexă şi “delicată”. E adevărat că am sta¬
bilit bucla de reacţie negativă globală. Dar “în sarcină” ce
face amplificatorul, care debitează energie electrică pe
o sarcină (incintă acustică) cu caracter rezistiv-inductiv?
El ar trebui “să ştie” dacă puterea electrică livrată cores¬
punde cu cerinţele impuse iniţial. Datorită acestui fapt,
amplificatorul “trebuie ajutat” astfel încât, în orice
moment, să aibă un control sigur asupra livrării puterii
nominale. Ajutorul constă dintr-o buclă de reacţie pozi¬
tivă subunitară, care completează “eforturile” reacţiei
negative globale de a menţine o amplificare constantă a
semnalului audio în toată banda de audiofrecvenţă.
Calculele teoretice fiind extrem de complexe, am apelat
la soluţiile constructive propuse de firma MULLARD în
ceea ce priveşte dimensionarea rezistenţelor R24 şi R3.

Pentru o impedanţă de sarcină Z = 4Q, s-au ales va¬
lorile R24 = 2,2 kQ, R3 = 47 Q (sau R3 = 56Q).

Prin câteva încercări practice, constructorul amplifi¬
catorului va stabili varianta optimă (deci cum “sună”
foarte bine incinta la putere nominală).

ATENŢIE! O dată cu creşterea puterii nominale
livrate, se va mări şi valoarea rezistenţei R24, fără însă
să depăşim un ordin de mărime al acesteia.

DE CE SCADE VALOAREA REZISTENŢEI R3 (iar
R 6 nu mai există)? Bucla de reacţie negativă R10, C 6 ,
R11 “îşi face treaba" în regim normal de funcţiune. Dar
în regim “dinamic"?

Cele două bucle de reacţie, şi anume NEGATIVĂ
GLOBALĂ şi POZITIVĂ SUBUNITARĂ, trebuie să
“lucreze" rapid şi concomitent. Datorită acestui conside¬
rent, ELE TREBUIE CUPLATE, astfel încât să lucreze
congruent şi eficient.

Configuraţia aleasă pentru schema electrică PER¬
MITE acest lucru (o analiză teoretică este extrem de
complexă). Practic am eliminat R11, dar am pus în para¬
lel cele două bucle de reacţie, “dirijate” de rezistenţa R3.

Deşi faţă de calculele anterioare, amplificarea gener¬
ală a amplificatorului va creşte “puţin”, acest lucru nu
deranjează, deoarece nivelul semnalului de intrare
poate fi uşor micşorat.

Marele avantaj îl constituie livrarea SIGURĂ a puterii
nominale în toată banda de audiofrecvenţă, fără
“scăderi”, “ezitări” sau distorsiuni liniare sau neliniare pe
o sarcină rezistiv-inductivă (boxele).

Amplificatorul “acoperă" lejer o bandă audio situată
în limitele 20 Hz+20 kHz, la puterea nominală, fapt care
nu-l poate face “orice amplificator”! Pentru stabilitate în
timpul regimurilor tranzitorii, este indicată amplasarea în
paralel cu rezistenţa R10 a condensatorului Cp = 680
pF. Valoarea lui se poate modifica cu ±20%, după nişte
încercări competente, folosind aparatele de măsură şi
control AMC adecvate (GAF = generator de
audiofrecvenţă, osciloscop cu memorie, VDS = variator
dinamic de semnal de intrare etc.).

Pentru o funcţionare sigură şi stabilă a amplificatorului,
INIŢIAL se poate utiliza EFICIENT valoarea propusă a lui Cp.

ETAJUL DE ALIMENTARE

Dimensionarea etajului de alimentare cu energie
electrică a amplificatorului rămâne o problemă “la lati¬
tudinea" constructorului.

Există două soluţii practice, şi anume sursa de tensi¬
une continuă nestabilizată şi sursa stabilizată de tensi¬
une continuă.

în urma redresării tensiunii alternative se obţine o
tensiune continuă. Prima soluţie “este acceptabilă", dar
a doua soluţie este foarte bună.

Se pune problema: care este capacitatea conden¬
satoarelor electrolitice de filtraj, din ambele soluţii con¬
structive?

Dacă impunem o constantă de timp t astfel încât
“după patru alternanţe pozitive” condensatorul să nu se
descarce, obţinem:

t — 0,04 = RjNjCp = ———— , unde

R|Nţ = rezistenţa internă a amplificatorului,

U^ = tensiunea de alimentare a amplificatorului,

Im = curentul nominal al amplificatorului,

rezultă

0.04-Im

0,04 • 5
44

= 0.0045F

TEHNIUM decembrie 2004

PROIECTUL DE ABSOLVIRE

Alegem C F = 4700 nF/63V.

ATENŢIE! Valoarea lui Cp este pentru amplificatorul
mono! Pentru varianta normală STEREO sau CUADRO,
valorile se vor multiplica în mod corespunzător (cu 2 sau 4).

Stabilizatoare de tensiune pentru amplificatoare
audio au fost prezentate în revista TEHNIUM în zeci sau
chiar mai multe variante. Constructorul va alege, după
preferinţă, varianta optimă.

ATENŢIE! Puntea redresoare trebuie să “reziste” la
curentul de lovitură ce priveşte încărcarea iniţială cu
energie electrică a condensatorului Cp.

REALIZARE PRACTICĂ Şl REGLAJE

Deoarece, în funcţie de gabaritul componentelor elec¬
trice alese, dimensiunile lor sunt foarte variate, nu am
prezentat o schemă de cablaj imprimat pentru amplificator.
Ea este o “PROVOCARE” pentru constructorul amator
care vrea să-şi desăvârşească competenţele profesionale.

Oricum, recomand respectarea cu stricteţe a urmă¬
toarelor reguli de bază:

- păstrarea structurii “de cuadripol” a montajului;

- lipsa “buclei de masă”;

- grosimea traseului “de masă” de minimum 7 mm,
încărcat bine cu cositor (FLUDOR);

- alimentări separate pentru coloanele de forţă ale
fiecărui amplificator;

- respectarea cu stricteţe a condiţiilor de montare a
tranzistoarelor finale şi a tranzistoarelor din etajul pilot

pe radiator (izolaţie, vaselină siliconică etc.).

După realizarea practică a cablajului imprimat, se
plantează iniţial componentele electrice pasive şi ulteri¬
or cele active (diode şi tranzistoare). Atenţie mare la
polaritatea corectă a condensatoarelor electrolitice.

Reglajele constau în stabilirea unei tensiuni de
v Cc/2 = 22 V în punctul A, prin acţionarea (cu grijă) a
cursorului potenţiometrului PI. Ulterior, acţionând
cursorul potenţiometrului P2, se stabileşte prin tranzis-
toarele etajului final un curent de mers în gol Io = 50 mA.

Amplificatorul, realizat corect, va confirma pe deplin
cerinţele HI-FI.

BIBLIOGRAFIE

1 . A. VĂTĂŞESCU, M. BODEA ş.a., CIRCUITE
INTEGRATE LINIARE - Manual de utilizare, Voi. I,
Editura Tehnică, Bucureşti, 1979

2. E. MARIAN, SCHEME Şl MONTAJE DE
AUDIOFRECVENŢĂ - Editura Tehnică, Bucureşti, 1992

3. Ş. NAICU, E. MARIAN, 101 MONTAJE PRACTICE
DE AMPLIFICATOARE AUDIO DE PUTERE, Editura
Naţional, Bucureşti, 1998

4. *** Revista LE HAUT PARLEUR nr. 1581,1583,1587

5 *** Revista CONEX CLUB, colecţia din anul 1999

6 *** Revista TEHNIUM, colecţia din anii 1998-2003

7 *** Catalogul de tranzistoare IPRS Băneasa (FULL
LINE CONDENSED CATALOG)

8 *** CATALOGUL DE TRANZISTOARE MULLARD -
prezentare şi note de aplicaţii

Radiocasetofonul INTERSOUND CRC-150D

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

TftflDUCTORRC -=

p.nupio

Ing. Aurelian MATEESCU

Vom face în cele ce urmează o scurtă prezentare a
unor traductoare profesionale pentru a familiariza con¬
structorii amatori cu aceste produse. Din gama de fabri¬
caţie am ales:

Wooferul HP-18 W, realizat cu şasiul economic din
tablă de oţel ambutisată având diametrul de 18” (460
mm), o greutate de 9,5 kg, din care magnetul de ferită
are 2,56 kg, destinat a fi utilizat în incinte de sonorizare,
puterea sa fiind de 350 W RMS şi 700 W muzicală.
Frecvenţa de rezonanţă este de 30 Hz, Vas = 320 litri,
Qts = 0,32 şi domeniul de frecvenţă de 20-800 Hz.
Membrana este din celuloză impregnată, suspensia tex¬
tilă, iar bobina de 3” are suportul din fibră de sticlă.
Suspensia permite deplasări maxime de până la 17 mm.
Având SPL de 98 dB/1W/1m, este o alegere excelentă
pentru incintele de sonorizare pe 3 căi, având şi un preţ
foarte avantajos.

Traductorul P10 - 100 MB este un high-power mid-
bass de 10”, cu şasiu turnat din aliaje uşoare, cu pu¬
terea nominală de 300 W şi muzicală de 600 W. Are o
bandă de frecvenţă cuprinsă între 40 şi 500 Hz, mem¬
brana din celuloză şi suspensia textile. Bobina are
diametrul de 3,9” şi este executată cu fir plat de Al pla¬
cat cu cupru, pe suport de Kapton. Are Fs = 73 Hz, Qts
= 0,23 şi o excursie maximă Xmax = 20 mm.
Randamentul este de 4,15%, fiind dublu faţă de al celor
mai bune traductoare de uz domestic.

Din seria de vârf am ales wooferul SD-15, cu
diametrul de 15”, şasiu din Al turnat, magnet de ferită de
3,7 kg şi o greutate totală
de 14 kg. Are o bandă de
frecvenţă cuprinsă între
40-2.200 Hz, puterea
nominală de 600 W (pu¬
terea muzicală 1.200 W)
şi SPL = 97 dB/1W/1m.

Frecvenţa de rezonanţă
Fs = 41 Hz, Qts = 0,26,

Vas = 121 litri, excursia
Xmax = 5 mm şi de vârf

de 30 mm, bobina de 4,5” pe suport de fibră de sticlă,
radiator extern din aluminiu.

O tendinţă actuală este utilizarea de magneţi de
neodim în locul celor de ferită, soluţie care reduce mult
greutatea traductoarelor, fără pierderi în ceea ce
priveşte performanţele. Din Super Neo Series am ales
SN-12 MB, un mid-bass woofer de 12” cu o putere de
200 W (400 W muzicală), cu SPL = 98dB/1 W/1 m şi dome¬
niul de frecvenţă cuprins între 45-3.000 Hz. Bobina de
2,5” este realizată pe suport din fibră de sticlă, cu fir plat
de Al anodizat cu cupru, bobinat pe exteriorul şi pe inte¬
riorul suportului. Frecvenţa de rezonanţă Fs = 50 Hz,
Qts = 0,29, Vas = 95 litri, Xmax = 3,5 mm (X max peak
= 20 mm). Cel mai interesant este faptul că greutatea
totală a traductorului este de 2,8 kg, în condiţiile în care
şasiul este turnat din aluminiu şi dispune de un impor¬
tant radiator tot din aluminiu. în prezent, firma P. Audio
introduce în fabricaţie o serie de woofere cu magnet de
neodim cu caracteristici excelente şi pentru utilizări
domestice şi mai ales cu un preţ cu 40-50% mai mic faţă
de piaţa actuală.

Pentru frecvenţe înalte am ales un tweeter din seria
PHT, şi anume PHT-407 N, echipat tot cu magnet de
neodim şi calota din titan. Este echipat cu un horn din
ABS armat cu fibră de sticlă cu unghi de acoperire 90 x
90 grade, cu domeniul de lucru cuprins între 2.500-
40.000 Hz, SPL = 100 dB/1W/1m şi bobina de 1”.
Puterea nominală este de 15 W, iar cea muzicală de 30
W. Dispune de radiator turnat din Al. Calităţile acustice

Lijmj

- 228.0mm -

- 236.3mm -

- 269.0mm -

SiDE VIEW

117.8rmm

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

le-am putut proba per¬
sonal, utilizând acest
tweeter la prima incintă

VTP construită, unde
am înlocuit tweeterul
HYD 15 cu acesta şi
montând un divizor de
6 dB.

Ştiu că mulţi audiofili nu sunt încă convinşi că uti¬
lizarea traductoarelor profesionale reprezintă o soluţie
viabilă pentru incintele “de casă”. Nici eu nu am fost con¬
vins iniţial, deşi am luat contact cu o astfel de soluţie
încă din 1985 (difuzoare Electro Voice într-o incintă pe 3
căi cu traductoare de 12”, 8” şi 1”, incintele fiind constru¬
ite în ţară şi utilizate de un muzician profesionist). Astăzi,
când traductoarele profesionale tind să devină comune

în realizările firmelor cu tradiţie şi după ce am experi¬
mentat personal astfel de traductoare în incintele pe
care le-am construit, consider că este cea mai bună cale
de urmat pentru constructorul amator. La munca depusă
şi la investiţia financiară, nu se justifică utilizarea unor
componente cu performanţe mai mult decât modeste,
dar cu preţ la jumătate. Traductoarele ieftine sunt plătite
prea scump!

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

certificaţi, vă puteţi baza pe
aceşti parametri atât la
proiectarea incintei, cât şi în
exploatare: cum vă imaginaţi ca
fiind real că un tweeter profe¬
sional are Pnom = 30 W şi
este utilizat în sonorizări la pu¬
teri mari şi un tweeter de
200.000 lei/buc. are o putere de
100-150 W?

traductoarele
profesionale au

Nu vă speriaţi de unii parametri:

- dacă un woofer are o putere nominală de 300 W,
aceasta nu impune utilizarea unui amplificator “mamut”:
nu uitaţi că wooferul va avea şi un SPL de peste 93
dB/1 W/lm, adică se va putea folosi şi cu un amplificator
cu tuburi de 5 W/canal, caz în care veţi face suficient
zgomot la bloc pentru a primi vizita poliţiei;

- dacă parametrii traductoarelor profesionale sunt

avantaje nete în ceea ce priveşte calitatea reproducerii I
semnalelor tranziente (foarte rapide), în păstrarea I
timbrului natural al sunetului şi nu în ultimul rând în păs-1
trarea în timp a parametrilor mecanici şi electrici. Chiar I
dacă investiţia iniţială în aceste traductoare este mai |
mare, beneficiile se văd atât imediat, în calitatea sune¬
tului, cât şi în timp, în materie de stabilitate, constanţă în I
parametri şi durabilitate.

20 TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

CONSIDERAŢII TEHNICE si PRACTICE

privind construcţia incintelor acustice Hi-Fi

tip TQUJT

Pagini realizate de ing. Aurelian MATEESCU

După construcţia şi experimentarea mai multor
perechi de incinte TQWT - Voigt şi după consultarea
unor materiale, dar şi a altor constructori care au abor¬
dat acest tip de incintă, am putut sintetiza

a frecvenţei de acord, ceea ce conduce la interacţiuni
reciproce cu filtrarea vârfurilor de rezonanţă şi
linearizarea benzii de trecere la frecvenţe joase.

Din analiza incintelor con-

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

închiderea suprafeţei S2 cu un rezonator Helmholtz,
care transformă incinta într-o banală construcţie bass-
reflex. în urma testelor pe care le-am efectuat, sunt con¬
vins că această soluţie nu are alt scop decât mascarea
rezonanţelor superioare. Nu trebuie să uităm că la data
la care a fost concepută incinta, calitatea traductoarelor
împingea înainte cercetarea în domeniul incintelor.
Experienţa proprie mi-a întărit convingerea că reduce¬
rea deschiderii incintei conduce la reducerea marelui
avantaj de a lucra foarte aproape de un horn sau o pâl¬
nie acustică, deci cu un randament ridicat. Tehnica actu¬
ală, şi în primul rând posibilitatea
utilizării alternative a unor traduc-
toare de tip profesional, evită
necesitatea reducerii secţiunii
S2. în plus, nu se mai pune pro¬
blema utilizării exclusiv a unui
traductor de bandă largă. Se
poate utiliza un traductor care
să lucreze într-un domeniu sufi¬
cient de larg pentru a evita
cuplarea cu un tweeter în
domeniul critic 1-3 kHz;

- soluţia utilizării unui tra¬
ductor de bandă largă de bună
calitate are foarte mulţi adepţi
care-şi permit procurarea
unor traductoare de bandă
largă scumpe (Lowther,

Fostex etc.). Eficientizarea
costurilor ne trimite către
soluţia incintei cu două căi:
un woofer (de fapt un mid-
woofer) pro şi un tweeter
pro de calitate bună nu
depăşesc 100 euro, deci
costul traductoarelor este
sub 200 euro, faţă de un
difuzor de bandă largă al
cărui preţ pleacă de la
min. 500 euro şi poate
atinge 4000-6000 euro pe
bucată. Diferenţa de preţ

modul de funcţionare, a lansat pe baza observaţiilor
făcute teoria celor 3 rezonatori. Acesta consideră incirv

nu poate fi justificată însă
din punct de vedere al
performanţelor sonore,
dar cine îşi permite,
poate încerca. Desigur,
se poate creşte suma
alocată unor traduc¬
toare pro, caz în care
se poate ajunge la
circa 1000 euro (caz
extrem). La costul tra¬
ductoarelor se adaugă

materialele pentru con- _

strucţia incintelor,

ta Voigt (figura 2) ca fiind compusă din:

- un rezonator de lungime LI, considerată unitară
(= 1), ce cuprinde întreaga incintă;

- al ll-lea rezonator, considerat închis, ca şi primul
conţine partea cuprinsă între capătul închis şi centru
traductorului, notat L2;

- al lll-lea rezonator, deschis, este cuprins între cen¬
trul traductorului şi suprafaţa S2 (deschiderea incintei),
notat L3.

în aceste rezonatoare apar
frecvenţe de rezonanţă minime şi
maxime ce pot fi calculate conform
teoriei liniilor de transmisie.
Consecinţa cea mai neplăcută este
alterarea timbrică a mesajului sonor
în zona frecvenţelor joase până la
medii, cu sunet bubuit sau cu medi
colorate de rezonanţe. Aceste
fenomene apar în cazul utilizări
unor traductoare cu frecvenţa pro¬
prie Fs prea mică (sub 40-50 Hz), a
traductoarelor cu “motoare” mag¬
netice slabe sau de calitate îndoiel¬
nică. De altfel nici nu este nevoie de
utilizarea de traductoare cu Fs sub
40 Hz, având în vedere că incinta
asigură întărirea frecvenţelor joase
cu o octavă sub frecvenţa ansam¬
blului incintă - traductor.

Pentru calculul unor parametri ai
acestui tip de incintă s-au elaborat
unele relaţii, după cum urmează:

- frecvenţa de rezonanţă a si
ternului traductor + incintă se poate
calcula cu relaţia:

Fc = (2 + Qts 3 ) Fs + Qts

27tQts

i L

2 ”1

Incinta Voigt

LI, L2, L3 - lungimile celor 3
Lr = lungimea rezonatorului

rezonatori

Helmholtz

preţul reţelei de separare (neapărat realizată conform
criteriilor impuse de traductoarele utilizate şi cerinţele
HI-FI), materiale auxiliare şi de finisaj. Evident că fi¬
nisajul determină această parte de costuri, putând
ajunge, în cazul utilizării de materiale foarte scumpe, să
depăşească costul traductoarelor. Aceasta este, în 90%
din cazuri, situaţia incintelor de producţie industrială,
unde costul finisajelor şi manopera reprezintă cea mai
mare parte a costurilor. Traductoarele de serie au azi
procesul de fabricaţie aproape complet automatizat, cu
consecinţele pozitive şi negative ce decurg din aceasta.

Revenind la aspectele teoretice, un constructor şi
audiofil italian, Filippo Punzo, studiind incinta Voigt şi

in care:

- Fs = frecvenţa de rezonanţă în
aer liber a traductorului;

- Qts = coeficientul total de caii
tate al traductorului utilizat.

Găsirea valorii corecte a lui Fc
este importantă pentru ca suma
dintre emisia directă a traductorului
şi întărirea sunetului de către incin
tă să determine un răspuns cât mai
plat. O abatere cu +/- 5 Hz este
admisibilă;

- frecvenţa limită inferioară
reprodusă Fb a sistemului se

- determină cu relaţia:

Fb = —= —Qts
2 n

- frecvenţa de acord a incintei cu rezonator bass-
reflex se poate determina cu relaţia:

Fbr = (Fc + Fb) x 0,959 - Qts
Dacă vom calcula cu aceste formule frecvenţele
corespunzătoare celor două tipuri de traductoare pe
care le-am prezentat în ultimele numere ale revistei,
vom obţine:

- pentru wooferul BG 8 K, produs de P. Audio,
obţinem:

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

Fc = 36,46 HZ unde: Fs = 43 Hz şi Qts = 0,387
Fb = 23,53 Hz
Fbr = 57,14 Hz

- pentru mid - wooferul 8 PW3, produs de SELENI-
UM, obţinem:

Fc = 38,24 Hz unde: Fs = 69 Hz şi Qts = 0,66
Fb = 33,62 Hz
Fbr = 68,25 Hz

Se observă că frecvenţa de rezonanţă a ansamblului
traductor-incintă este cea mai scăzută în cazul wooferu-
lui P. Audio şi, mai important, frecvenţa limită inferioară
reprodusă se află cu 10 Hz mai jos, foarte important
pentru cei care doresc un bas foarte aproape de limita
inferioară a domeniului audio. Trebuie precizat că şi va¬
loarea de 33-34 Hz este mai mult decât satisfăcătoare,
fiind proprie incintelor cu performanţe foarte bune.
Desigur că o performanţă superioară se traduce şi

printr-un preţ de cost mai mare, între cele două traduc-
toare fiind un raport de preţ 1/3!

Nu voi face decât o remarcă în ceea ce priveşte Fbr
- frecvenţa de acord bass-reflex a incintei: se observă o
valoare a frecvenţei de acord mult peste frecvenţa de
rezonanţă a celor două traductoare. Având în vedere că
cele două traductoare sunt de bună calitate, reducerea
deschiderii incintei nu este recomandată, ca şi transfor¬
marea sa într-o banală incintă bass - reflex, având în
vedere compromiterea parametrilor: creşterea valorii
frecvenţei inferioare reproduse, scăderea valorii SPL,
răspuns tranzient slab.

Pentru lămuriri legate de construcţia şi punerea la
punct a incintelor VTP prezentate în paginile revistei, ca
şi pentru prezentarea rezultatelor obţinute, pot fi contac¬
tat prin intermediul redacţiei TEHNIUM, sau direct, la tel.
0744-846.249.

în ultimii doi ani am construit 3 variante diferite ale
incintei Voigt, variante pe care le-am prezentat în
paginile revistei cu dorinţa de a le face cunoscute şi altor
amatori de muzică şi construcţii interesante, capabile să
ofere nu numai satisfacţia lucrului făcut cu propriile
mâini, dar care să concureze cu realizări industriale cu
mult mai scumpe.

Unul dintre cei care au realizat o pereche de astfel de
incinte, dl Mircea Bărbulescu, a comparat realizarea sa
cu o pereche de incinte Sony. Testele de audiţie au fost
net favorabile realizării sale. Personal am ascultat o altă
pereche de incinte realizate de dl llie Ignea din Cugir.
Incintele sale m-au impresionat atât prin neutralitatea
sunetului, cât şi prin efortul deosebit depus pentru a
obţine o linie estetică deosebită.

Am plecat la realizarea primei perechi în 2002, fără
să am la bază multe informaţii, numai cu prezentarea
făcută tot în paginile revistei de prof. ing. Emil Marian.
Rezultatul bun obţinut m-a împins către perfecţionarea
parametrilor tehnici, calitatea traductoarelor, execuţia
reţelelor de separare şi experienţa în utilizarea materia¬
lului de amortizare fiind determinante în această
direcţie. Am ajuns, cu ocazia construcţiei ultimei vari¬
ante, la un pariu cu mine însumi: să utilizez un sub-
woofer de maşină alături de un tweeter High-End în
condiţiile în care cele două traductoare păreau să nu
aibă nimic în comun. Cei care au ascultat această ultimă
variantă nu au avut obiecţii comparativ cu intintele de
referinţă (de producţie Tannoy - model 638 Profite Plus).

Pe parcursul timpului, am încercat să realizez vari¬
ante de incinte care să aibă un preţ de cost scăzut, cu
traductoare care se pot procura uşor din magazinele de
specialitate, dar am căutat să ajung şi la variante de per¬
formanţă, pentru că scopul meu a fost şi este o audiţie
de calitate. Automat, am procurat diverse tipuri de tra¬
ductoare şi am ajuns la concluzia, normală de altfel, că
zicala din bătrâni cu biciul este perfect adevărată. Ceea
ce este atuul important al acestui tip de incintă este
posibilitatea de a utiliza tipuri diverse de woofere. Cu
puţină experienţă şi multă muncă, se poate utiliza şi un
woofer de calitate mediocră, cu rezultate mulţumitoare.
Spun multă muncă pentru că nu este vorba doar de con¬
strucţie, montaj etc., este vorba şi de muncă de infor¬
mare, studiul altor realizări, particularizarea la fiecare tip
de traductor, adaptarea filtrului etc. Indiferent ce tip de
incintă construieşte, amatorul nu poate obţine rezultate
de calitate dacă el doar copiază orbeşte ce a făcut o
firmă sau un alt constructor. In domeniul incintelor acus¬
tice, repetabilitatea rezultatelor nu se poate obţine decât
între limite care deseori sunt prea mari, chiar şi în cadrul
industriei. Am fost contactat şi de amatori care consi-

Concluzii

privind

funcţionarea

incintelor

Voigt

deră preţul traductoarelor prea mare şi cred că pot obţine
performanţă cu câteva sute de mii de lei. Din păcate,
rezultatele le vor aduce în minte zicala cu biciul! Dacă
suma ce reprezintă costurile legate de un astfel de
proiect este prea mare, mai ales pentru o abordare “din
prima”, să nu uităm că lucrurile pot fi rezolvate în etape.
Cumpărarea unei perechi de incinte de 1500 până la
3000 euro şi chiar mai mult este, din păcate, utopică
pentru mulţi, dar să construieşti cu a 10-a parte din
sumă, în etape, o pereche de incinte care să rivalizeze
cu acestea, nu sună interesant, chiar dacă va necesita
ceva timp şi muncă? Uneori chiar şi puţină matematică.
Oare nu este mai bine să ştii şi să înţelegi ce se
ascunde într-un produs industrial scump? Dacă merită
banii? Dacă nu plăteşti prea mult marca? Iar comparaţia
cu incinte din gama de preţ menţionată nu este o afir¬
maţie fără acoperire. Desigur, nu este uşor nici efortul
financiar, nici cel de timp, nici munca laborioasă, nu este
uşor de trecut peste lipsa de experienţă sau de
aparatură de măsură, dar, cel care îşi doreşte să
reuşească, va apela la ceilalţi constructori, la prieteni
mai dotaţi şi va rezolva toate greutăţile.

Pentru a uşura alegerea unui woofer, voi prezenta,
sub forma unui tabel, datele tehnice principale ale
wooferelor pe care le-am încercat cu cele 3 dimensiuni
de incintă executate. Menţionez că am mai probat şi alte
2-3 woofere chinezeşti care se găsesc în magazine,
asupra cărora nu pot să spun nimic în ceea ce priveşte
datele tehnice, care se pot utiliza fără nici o reţinere. Din
păcate, apar mai multe probleme care se rezolvă
orbeşte deoarece vânzătorii nu au nici un fel de date, iar

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

ceea ce este pe eticheta produsului este pur orientativ!
Astfel, construcţia reţelei de separare se face după ure¬
che, în lipsa caracteristicii de frecvenţă, cu rezultate
îndoielnice. Este necesară utilizarea de material de
amortizare în cantitate mai mare, iar amplasarea cere
multă experienţă. Atrag atenţia celor care utilizează
aceste woofere din motive financiare că dacă nu au
posibilitatea de a testa incintele construite comparativ

cu o pereche de incinte de calitate (adică nu cele de 2-
3 sute de dolari sau euro din supermarketuri), vor
ajunge să se obişnuiască cu ceea ce au obţinut
(obişnuinţa este a doua natură) în mod complet greşit!

Comparaţi, de asemenea, preţul acestor traductoare
cu al celor recomandate şi veţi constata că diferenţele
nu sunt foarte mari, iar diferenţa în performanţă este
năucitoare la audiţie. Succes!

aracterist

ci tehnice

^compara

itive

TIPUL

IMPE-

PUTERE

Qts

xmax

SPL

Banda frecvenţă

PRODUCĂTOR

DANTĂ f

; WRMS

dB/W/m

8PW3

125

0,66

2,35

70-8000@-10dB

SELENIUM, SUA

BG-8K

250

0,387

43-1000 @+3dB

P. AUDIO, SUA

8MB400

200

0,38

55-5200

18 SOUND, Italia

SBX2030

0,27

4,5

35-3000

SAL, Ungania

SP202A

0,7

35-4500

MONACOR, RFG

BETA8

225

0,34

55-4000

EMINENCE, SUA(?)

TWEETERE

<|> Calotă

Material

PCT300

1,25”

1300

mătase

1300-25 000

P. AUDIO, SUA

PA-0415S

1900

titan

100

2500-20 000

P. AUDIO, SUA

PHT-407N

1 ”

2200

titan

100

2500-22 000

P. AUDIO, SUA

PT25L

100

1 ”

textil

2000-20 000

SENON, China

DTF12

100

1 ”

textil

2000-20 000

SAL, Ungaria

MONTAJ*

.PRACTIC*

AUDIO

Prof. Ing. Emil MARIAN

Tehnica actuală audio presupune utilizarea în amplifica¬
toarele de audiofrecvenţă a circuitelor integrate specializate
pentru diferite funcţii.

Problemele majore cu care se confruntă un constructor
amator, dornic de a învăţa, de a se perfecţiona şi în final de
a realiza montaje practice audio performante sunt urmă¬
toarele:

- realizarea unui selector de semnale audio;

- realizarea unui corector de ton performant;

- realizarea etajului final de putere.

Desigur că referinţele menţionate sunt determinate de
tehnica actuală audio. Dacă un amplificator audio “mai
vechi” avea câte cinci-şase intrări, actualmente nu se mai
pune problema la acest nivel, deoarece:

- intrarea de microfon nu mai este utilă, decât în cazuri
cu totul speciale;

- intrarea de pick-up cu discuri LP nu mai foloseşte la

nimic, deoarece acest sistem aproape că a dispărut cu
desăvârşire, fiind înlocuit de CD-playere;

- intrarea pentru semnal radio nu se foloseşte decât
foarte rar;

- intrarea pentru un semnal provenit de la magneto-
foane nu mai este utilă, deoarece şi acestea “au cam dis¬
părut" din arsenalul tehnicii actuale audio.

Rămân valabile doar trei combinaţii posibile, şi anume:

- CD-player + casetofon performant;

- CD-player + tuner performant;

- casetofon performant + tuner performant.

lată de ce un amplificator audio cu două intrări “este
acoperitor” pentru variantele menţionate, deoarece practica
a demonstrat clar acest lucru.

In ceea ce priveşte corectorul de ton, el rămâne o com¬
ponentă distinctă, extrem de utilă în dotarea unui amplifi¬
cator audio, deoarece:

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

- un program muzical sonor este “recepţionat” totdeau¬
na preferenţial de către “audiofil”-ul ce-l primeşte, conform
preferinţelor, obişnuinţelor şi, de ce să nu menţionăm, ca¬
racteristicilor auditive ale acestuia;

- semnalul audio livrat de casetofonul performant
depinde de modul de înregistrare a casetei audio. în mod
practic, s-a remarcat faptul că uneori o casetă cu valoare
informanţională deosebită “nu sună cum trebuie” deoarece
înregistrarea ei a fost iniţial deficitară. Zgomotul de fond al
unei casete audio este de cele mai multe ori “atenuat bine”
de către “reducătorul de zgomot” cu care este prevăzut
orice casetofon performant. Din acest motiv nu am pre¬
văzut în cadrul amplificatorului un etaj distinct de tip
reducător de zgomot;

- CD-player-ul ar trebui să livreze un semnal audio per¬
fect, dar uneori nu se întâmplă acest lucru deoarece unele
CD-uri au o serie de deficienţe remarcabile în zonele
frecvenţelor joase sau înalte. Totul depinde de felul cum a
prelucrat semnalul audio firma producătoare;

- tunerul performant (evident, zona MF) livrează un
semnal audio “bun" ca bandă de frecvenţă şi raport semnal-
zgomot. Dar “depinde de tipul tuner-ului!” Deşi banda teo¬
retică 40Hz -s- 15kHz este pe deplin acceptabilă, nu întot¬
deauna o transmisie radio se încadrează între aceste limi-

- comutatorul electronic, realizat cu ajutorul circuitului
integrat MMC 4066;

- circuitul de comandă, realizat cu ajutorul circuitului
integrat MMC 4011.

Comanda electronică ce priveşte cele două intrări ale
amplificatorului audio este realizată cu ajutorul circuitului
MMC4011. Ei conţine patru celule de tip NAND, din care
pentru funcţiile precizate folosim doar două. Circuitul inte¬
grat MMC4011 este foarte rapid (bazat pe tehnologia MOS)
şi îndeplineşte foarte bine funcţia pentru care a fost ales. El
comandă foarte rapid comutatorul electronic realizat cu
ajutorul circuitului integrat MMC4066. Schema electrică a
comutatorului este prezentată în figura 2. Se observă că, în
afară de circuitele integrate specializate, mai sunt prezente
şi două butoane normal deschise, care definesc, prin
apăsare, situaţia de lucru a comutatorului electronic.
Validarea intrărilor INI, IN2 este semnalată de aprinderea
unuia dintre cele două LED-uri, LED1 sau LED2.
Condensatoarele “de trecere” a semnalului audio pot fi
electrolitice (cu TANTAL), dar practica a demonstrat că
rezultate foarte bune, fiabile în timp, se obţin folosind con¬
densatoare neelectrolitice, evident la aceeaşi capacitate.

Problema corectorului de ton am rezolvat-o folosind
circuitul integrat specializat TDA 1524A, realizat de firma

te. Constructorii amatori uită un considerent major, şi
anume: orice tuner are nevoie de o antenă “bună”, şi
anume “degajată", suspendată deasupra locuinţei şi orien¬
tată corespunzător. Altfel, cu “antena de cameră” rezul-
tateje vor fi întotdeauna medii sau nesatisfăcătoare.

în conformitate cu cele expuse anterior, un amplificator
audio “adaptat" tehnicii moderne trebuie să conţină urmă¬
toarele blocuri funcţionale distincte:

- selector pentru două surse de semnal audio;

- corector de ton;

- amplificator final de putere.

Selectorul de surse de semnal se realiza “în trecut” cu
un comutator dublu bun. Totuşi, “poc-urile” din timpul comu¬
taţiei surselor de semnal şi uzura relativ rapidă (doi-trei ani,
deoarece contactele în aer se mai şi oxidează, se mur¬
dăresc etc.) a comutatorului “a cerut” o nouă soluţie
tehnică, bazată pe utilizarea circuitelor integrate specia¬
lizate. Problemele care s-au pus au fost următoarele:

- comutatorul electronic;

- comanda electronică “fără poc-uri".

O variantă de rezolvare a problemei cu circuite integrate
este prezentată în figura 1 , iar schema electrică practică în
figura 2.

Analizând figura 1, se observă că aici există două tipuri
de circuite integrate specializate, şi anume:

Philips. Corecţia de ton, deşi simplă, este foarte eficientă,
iar comanda blocurilor corectoare interne se face “în curent
continuu”! Datorită acestui fapt legăturile galvanice
potenţiometre-circuit integrat nu mai trebuiuesc ecranate,
iar un posibil zgomot venit “din exterior” nu se mai poate
propaga pe canalele audio L şi R.

Corectorul de ton prezintă următoarele performanţe:

- tensiunea de alimentare U^ = 12 V

- curent maxim absorbit: Im = 35 mA

- distorsiuni THD < 0,2%

- distorsiuni TID ş 0,04%

- banda de trecere audio: BW = 20 Hz + 20 kHz

- raport semnal / zgomot: S/N > 75 dB

- tensiunea maximă de ieşire: Up = 3Vpp

- reglaje:

-VOLUM -80++15 dB

- BALANS ±16 dB

- CORECŢIE FRECVENŢE ÎNALTE:

±15dB (f=14kHz)

- CORECŢIE FRECVENŢE JOASE:

±16dB (f=40Hz)

- rezistenţa de intrare minimă Rimin > 10 kQ

Schema electrică a corectorului de ton echipat cu cir¬
cuitul integrat specializat TDA 1524A este prezentată în
figura 3. Un avantaj major îl constituie folosirea unor

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

potenţiometre de reglaj simple, dar atenţie, robuste şi si¬
gure! (P = IO-e-50 kQ). Se mai menţionează relaţia de calcul
(în funcţie de valoarea aleasă pentru P): Rx = P/4.

A treia problemă, amplificatorul audio de putere, am
rezolvat-o folosind tot un circuit integrat specializat de pu¬
tere, şi anume TDA1514A, produs de firma Philips. Schema
electrică, recomandată de altfel de fabricant, este prezen¬
tată în figura 4. Montajul deţine următoarele performanţe:

- tensiunea de intrare Ui < 300 mVgp

- impedanţa de intrare Zi = 20 kQ

- tensiunea de alimentare: simetrică, Ua = ±24V

- puterea sinusoidală de ieşire PN = 45W (Ze = 4Q)

35W (Ze = 8Q)

- impedanţa de ieşire Ze = 4Q -s- 8Q

- banda de frecvenţe de lucru: BW = 16 Hz -s- 25 kHz

- raport semnal/zgomot: S/N £ 75 dB

- slew-rate: SR > 10 ps

- distorsiuni armonice totale: THD < 0,2% (PN)

- distorsiuni de intermodulaţie: TID < 0,08% (PN)

Desigur că montajul nu este “ultra HI-FI”, dar se

încadrează în normele HI-FI, optim pentru o cameră de
locuit cu suprafaţa de cca 25 mp. Din încercările realizate
practic s-a constatat că o putere nominală de 2 x 10 W este
arhisuficientă pentru o audiţie a unui program muzical
sonor în interiorul unei camere normale de locuit (cu
dimensiunile precizate).

Constructorul amator care doreşte o putere instalată
mai mare poate aborda şi alte tipuri de scheme electrice

(pe care le-am prezentat în paginile revistei TEHNIUM), dar
consider că varianta prezentată aici este optimă din toate
punctele de vedere (performanţe Hi-Fi, preţ de cost redus etc).

Desigur, un constructor amator se va întreba cum
reunim cele trei tipuri de montaje (care de altfel pot fi rea¬
lizate individual) într-o schemă compactă şi congruentă cu
scopul propus iniţial. Rezolvarea este oferită de schema
electrică din figura 5. Deoarece gabaritul componentelor
electrice pasive diferă, nu am prezentat o schemă de cablaj
imprimat. Ea se poate realiza de constructorul amator în
mai multe feluri, şi anume:

- după procurarea componentelor electrice (de cea mai
bună calitate), cablajul reprezintă o problemă relativ simplă;

- constructorul amator care posedă calculator poate uti¬
liza cu succes un program ORCAD, AUTOCAD etc. pentru
proiectarea cablajului imprimat. în ambele cazuri, se evită
cu stricteţe “bucla de masă”, iar montajul va avea în mod
obligatoriu o structură de cuadripol.

Să nu uităm faptul că la toate montajele cu circuite inte¬
grate “de forţă”, traseele de forţă nu au nimic comun cu
traseele de semnal (circuite separate, reunite doar la bor¬
nele sursei de alimentare).

Conform celor expuse anterior, menţionez că o plăcuţă
de cablaj imprimat din sticlotextolit placat cu folie de cupru,
având dimensiunile de cca 140 mm x 140 mm este arhisu¬
ficientă pentru realizarea montajului stereo. Cine doreşte
amplificator CUADRO, dublează montajul!

Cu decodorul CUADRO, montajul se încadrează lejer în

TEHNIUM decembrie 2004

gama amplificatoarelor profesionale recente, având gabarit
mic dar performanţe excepţionale.

în ceea ce priveşte sursa de alimentare cu energie
electrică, nu sunt probleme deosebite, deoarece în timp
revista TEHNIUM a prezentat “zeci de zeci" de variante
constructive practice. Oricum, dimensionaţi bine sursa!

Pornind de la considerentul că un amplificator de putere
clasa AB are un randament de cca 60%, se poate estima
imediat puterea electrică activă a sursei de energie elec¬
trică (vezi varianta stereo sau cuadro).

în acest sens, o schemă electrică extrem de simplă dar
“contribuabilă” este prezentată în figura 6.

Cu un transformator de reţea “capabil", o punte
redresoare de tip 20 PM4 şi un grup de condensatoare
electrolitice de valoare mare se poate rezolva problema.

Tensiunea = +12V pentru alimentarea corectorului
de ton se poate obţine folosind un circuit integrat din gama
stabilizatoarelor de tensiune de tip 7812 sau altele
asemănătoare.

Şi ca un ultim considerent, nu neglijaţi radiatoarele cir¬
cuitelor integrate de putere! Fără ele, montajul devine inutil,
(se încălzeşte, se “arde”, pierdere de timp şi mai ales

bani!). Recomand radiatoare de aluminiu cu “aripioare de
răcire”, simple sau chiar duble, având informativ dimensi¬
unea de cca (160 x 90) mm, cu izolaţii corespunzătoare
pentru fiecare circuit integrat (folie de mică, vaselină sili-
conică, tuburi electroizolante pentru fixare mecanică etc.).

Realizat şi montat într-o cutie cu un design corespun¬
zător, amplificatorul va confirma pe deplin parametrii esti¬
maţi iniţial. MULT SUCCES!

BIBLIOGRAFIE

Iulian Ardelean, Horia Giuroiu ş.a., Circuite integrate
CMOS - Manual de utilizare, Editura Tehnică, Bucureşti,
1986

L. Danci, E. Turuta, Circuite integrate amplificatoare de
putere - Chişinău, 1993

E. Turuta, Preamplificatoare audio, corectoare volum şi
ton - Catalog de circuite integrate - Ed. Virginia 1988,
Craiova

E. Turuta, Amplificatoare audio de putere, Catalog de
circuite integrate - Ed. Virginia, Craiova, 1998

*** Revista TEHNIUM - colecţia din anul 1999

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

d6 SONo ««/j/î f

C« DIFUZOR CORXIRL

Aurellan MATEESCU
Dan NIŢĂ

Ne respectăm promisiunea de a prezenta şi incinte
pentru sonorizarea spaţiilor mari (săli de conferinţe, săli
de dans sau discoteci etc.), incinte denumite în limbajul
de specialitate incinte PA (PA = public address, în limba
engleză). Aceste incinte au ca principale caracteristici
tehnice o presiune acustică (SPL) de valoare mare, de
peste 95 dB/W/m, şi o putere maximă admisă de ordinul
sutelor de waţi. Evident că aceste incinte sunt echipate
cu traductoare capabile să satisfacă aceste cerinţe în
condiţii de funcţionare dificile de ambient, durată de
timp, complexitatea programului etc.

Pentru acest articol am ales o incintă interesantă atât
din punct de vedere constructiv, cât şi din punct de
vedere al traductorului utilizat. Incinta a fost realizată în
mai multe exemplare de S.C. Difuzoare SRL, firmă spe¬
cializată în sonorizări, cu sediul în Turnu Severin, uti¬
lizând un traductor coaxial de tip BM 12 - CXA, produs
de P. Audio şi având un preţ excelent pentru perfor¬
manţele sale.

Alegerea traductorului coaxial a fost justificată de
următoarele elemente:

- sursa punctiformă reprezintă cea mai bună soluţie
în reproducerea sunetului, deoarece nu apar diferenţe
de fază generate de distanţele dintre difuzoarele spe¬
cializate cu care este echipată incinta (de exemplu,
woofer + tweeter, în cazul incintei cu două căi). De-a lun¬
gul timpului s-au căutat soluţii diferite pentru rezolvarea
acestei probleme, soluţiile cele mai cunoscute şi mai
apreciate de specialişti fiind cele ale firmei Tannoy (difu¬
zorul dual concentric), KEF (difuzorul Uni-Q), Lowther,
ca şi difuzoarele coaxiale de uz profesional care sunt
produse de firme de renume ca P. Audio, Selenium,
RCF, JBL, Eminence şi altele. între traductoarele
amintite există diferenţe constructive, doar cele profe¬
sionale putând fi utilizate pentru sonorizarea unor spaţii
mari, în plus sunt mult mai accesibile, astfel că repro¬
ducerea stereo este de calitate şi extinsă pe o arie mai
mare;

- membrana wooferului este utilizată ca un horn pen¬
tru membrana tweeterului, asigurându-se o încărcare
frontală şi o dispersie excelentă. La o deplasare Xmax =
+/-3 mm a membranei wooferului nu există pericolul
apariţiei de distorsiuni prin efect Doppler;

- circuitul magnetic comun rezultat din alăturarea
magneţilor wooferului şi tweeterului conduce la un câmp
magnetic mai puternic, cu obţinerea unei presiuni acus¬
tice mai mari, a unor distorsiuni mai mici şi reducerea
efectului de histerezis.

Alegerea tipului de incintă s-a bazat pe unele avan¬
taje generate de structura sa, mult mai complexă decât
a incintelor uzuale, dar cu calităţi acustice superioare.
Acest tip de incintă se numeşte "back loaded horn" -
horn cu încărcare pe spatele traductorului, şi a apărut
tot în anii ‘30, atunci când performanţele traductoarelor
necesitau un "ajutor" cât mai eficace din partea incintei
acustice. Acest tip de incintă a avut o nouă perioadă de
glorie în anii 70, datorată firmei JBL, dar construcţia mai
laborioasă a exclus-o din producţia incintelor PA sau de
casă. în prezent, doar puţine firme mai abordează acest
tip de construcţie, iar preţurile sunt prohibitive.

Avantajele acestui tip de incintă sunt:

- amplasarea traductorului pe panoul frontal
anulează dezavantajele hornului clasic, cu încărcare
frontală, la care apar coloraţii specifice ale sunetului,
greu de remediat;

- la frecvenţe superioare valorii de 100 Hz, compor¬
tamentul wooferului este similar funcţionării într-o incin¬
tă închisă, adică un răspuns tranzitoriu foarte bun şi o
redare corectă a frecvenţelor medii-joase;

- hornul ajută traductorul în redarea frecvenţelor
joase, ajutând la liniarizarea caracteristicii de frecvenţă;

- hornul are cel mai bun comportament în ceea ce
priveşte liniaritatea fazei dintre tipurile de incinte cunos¬
cute;

- presiunea acustică (SPL) a acestui tip de incintă
este mare şi oferă rezultate excelente în cazul utilizării
unui amplificator de putere mică, cum este cazul ampli¬
ficatoarelor de audiţie cu tuburi electronice sau ai ampli¬
ficatoarelor manufacturate în clasă A.

Să menţionăm însă şi dezavantajele acestui tip de
incintă, care au limitat utilizarea ei până la stadiul de ra¬
ritate:

- dimensiunile mari, care conduc inevitabil la o greu¬
tate mare, cu probleme de manevrabilitate. Incinta pro¬
pusă are o greutate de circa 60 kg, astfel că varianta "de
casă" nu va fi niciodată bine privită de soţie, deşi poate
oferi un suport excelent pentru telefon, bibelouri,
ghivece cu flori sau telefon;

- construcţia este relativ dificilă pentru cei lipsiţi de
experienţă şi nu este recomandată începătorilor. De
asemenea, este necesară experienţă pentru plasarea
materialului de amortizare.

Incinta propusă este optimizată pentru traductorul
BM-12 CXA produs de R Audio pentru aplicaţii PA.
Wooferul este dotat cu o bobină cu diametrul de 2,5
inchi / 63 mm cu fir rectangular de aluminiu acoperit cu

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

cupru, pe un suport din fibră de sticlă. Şasiul este turnat
din aliaj de aluminiu. Traductorul pentru reproducerea
frecvenţelor înalte este un driver de compresie montat
pe spatele magnetului wooferului, fiind echipat cu o
membrană de titan. Membrana driverului are o bobină
de 44 mm, echipajul mobil cântărind mai puţin de 10
grame datorită utilizării firului plat de aluminiu cuprat
(CCAW - copper ciad aluminium wire). Wooferul are o

SPL-ului şi o caracteristică de răspuns extinsă până la
30 kHz. Puterea maximă suportată este suficientă pen¬
tru orice utilizare, cu condiţia ca distorsiunile să nu
depăşească 1%. Graficul (fig. 1) reprezintă răspunsu
traductorului într-o incintă închisă de test cu volumul de
55 litri, ia puterea de 1 W şi fără a se utiliza reţea de se¬
parare, măsurat într-o cameră anechoică (curba punc¬
tată corespunde wooferului, iar cea continuă driverului

Caracteristica de frecvenţă a traductorului BM-12CXA
LF - caracteristica wooferului
HF - caracteristica driverului

valoare medie a SPL de 100 dB/1W/1m. Răspunsul în
frecvenţă este liniar în banda utilă. Răcirea este foarte
bună printr-o proiectare atentă a geometriei “motorului",
iar hornul interior este folosit şi ca disipator auxiliar de
căldură. Alegerea acestui tip de traductor coaxial a fost
făcută având în vedere obţinerea unei valori ridicate a

pentru frecvenţe înalte). Răspunsul traductorului mont;
în incinta propusă este mult îmbunătăţit în liniaritate şi
extins la capătul inferior al benzii.

Datele tehnice ale traductorului, furnizate de pro¬
ducător, sunt:

Woofer:

- diametrul nominal

305 mm (12”)

- impedanţa nominală

8 ohmi

- puterea RMS, în regim continuu

200 W

- factor de calitate total, Qts

0,41

- volum compliant echiv.

103,54 litri

- Xmax

3 mm

- diametrul bobinei

63,7 mm (2,5*.

- material bobină

fir rectangular

- frecvenţa de rezonanţă, Fs

de aluminiu
cuprat

55 Hz

-SPL

100 dB/W/m

HF Driver

- putere RMS, în regim continuu

30 W

- diametru bobină

44,4 mm (1,75*i

- suport bobină

kapton

- material calotă

titan

-SPL

106 dB/W/m

Construcţia incintei. Materialul utilizat pentru
construcţia incintei este MDF-ul cu grosimea de 19
mm sau mai gros. Nu se recomandă materialul cu

Construcţia incintei

TEHNIUM decembrie 2004

HI-FI

grosime mai mică de 19 mm, având în vedere utilizarea
incintei şi numărul mare de manipulări şi transporturi.

Dimensiunile exterioare ale incintei sunt 1010 x 400
x 550 mm (înălţime x lăţime x adâncime), conform figurii
2. Se observă o creştere progresivă a secţiunii hornului,
din spatele traductorului până la ieşirea din incintă.
Cotele sunt suficiente pentru determinarea panourilor
interioare şi exterioare. O problemă dificilă pare să fie
realizarea peretelui curbat. Acesta se execută din mai
multe straturi de PFL de 4 mm, lipite între ele cu aracet
în exces pe un calapod de lemn având forma necesară.
După lipirea completă se vor prelucra marginile care
sunt tangente la peretele spate şi cel de fund, pentru o
racordare fără prag.

Volumele închise din incintă se vor umple complet cu
spumă poliuretanică, excesul fiind tăiat după întărirea
spumei.

Pentru a executa operaţiunile din interiorul incintei,
unul din pereţii laterali nu va fi lipit decât în final. Lipirea
se execută cu aracet gros de tâmplărie, fără economie,
dublat de şuruburi tip Rigips de 3,5 x 45 mm sau mai
lungi, dacă se foloseşte material mai gros de 19 mm.

Pe îmbinările interioare între pereţi se va trasa un
cordon de etanşare din aracet gros.

Materialul de amortizare trebuie fixat în incintă
după uscarea îmbinărilor şi verificarea lor atentă. Se va
utiliza lână sintetică (denumirea comer¬
cială Minet), sub formă de pătură cu
grosimea de 20 mm. Materialul se taie la
dimensiuni şi se lipeşte cu puncte de pre-
nadez pe pereţii incintei. Fixarea se mai
poate face şi prin utilizarea unei pânze tex¬
tile rare, fixată cu capse peste stratul de
Minet, fără a-l presa. Se va amplasa mate¬
rial fonoabsorbant pe toţi pereţii adiacenţi
traductorului. Dacă se doreşte o atenuare
a frecvenţelor medii, se va plasa material şi
pe peretele interior înclinat.

Reţeaua de separare a fost concepută
utilizând caracteristicile de frecvenţă ale
celor două elemente ce formează traduc-
torul şi are o pantă de 6 dB/octavă pentru
woofer (ord. I) şi de 12 dB/octavă pentru
driverul pentru frecvenţe înalte (ord. II).

Frecvenţele de tăiere sunt 1200 Hz pentru
woofer şi 3500 Hz pentru driver. Driverul
este mai eficient, din care cauză răspunsul
său trebuie atenuat cu circa 3 dB.

Având în vedere destinaţia incintei,
componentele reţelei de separare trebuie să fie de
foarte bună calitate, pentru a nu avea surprize atunci
când este utilizată în forţă. Un reglaj de precizie al
răspunsului incintei se poate face cuplând în paralel pe
grupul de rezistenţe de putere un potenţiometru bobinat
de 20-30 ohmi / 50 W, variind între anumite limite
răspunsul driverului.

O variantă de execuţie a bobinelor, utilizând sârmă
de bobinaj din cupru emailat de 1 mm diametru, este pe
mosoare din plastic sau din lemn cu diametrul interior de
40 mm şi distanţa între capace de 20 mm (înălţimea
bobinajului). Pentru bobina de 0,3 mH se bobinează,
spiră lângă spiră, un număr de 75 de spire. Pentru bobi¬

na de 1,15 mH se vor bobina, pe un mosor identic, un
număr de 235 de spire. Se va prefera efectuarea cabla¬
jului cu terminalele componentelor. Dacă se execută
montajul pe placă de circuit imprimat din fibră de sticlă,
se va cositori, pentru a mări capabilitatea în curent.

Reţeaua de separare se poate monta într-un locaş în
spatele peretelui curb, sau într-o cutie de dimensiuni
potrivite, montată pe spatele incintei, împreună cu placa
de borne.

Banda de frecvenţă reprodusă de incintă este cuprin¬
să între 40 Hz şi 30 kHz (-6 dB) şi 50 Hz - 30 kHz (+1-2
dB).

Finisarea se poate face prin vopsire în mai multe
straturi, prin acoperire cu folie autocolantă sau prin
lipirea unui strat de mochetă sintetică rezistentă la
uzură. Se pot procura şi monta picioare de plastic şi
mânere speciale pentru transport.

încheiere. Acest proiect nu se adresează începăto¬
rilor, având în vedere complexitatea construcţiei. De
asemenea, proiectul este optimizat pentru traductorul
specificat, utilizarea unui alt traductor coaxial necesitând
modificări ale reţelei de separare, ale amplasării
materialului de amortizare şi chiar modificări ale geome¬
triei incintei.

Pentru precizări suplimentare privind construcţia,
reglajul sau procurarea componentelor necesare, mă

CROSSOVER NETWORK { Filtru de separare )

20R2CW

—w—

20R 20W

-w—

0,>Ftt50V 5%

—II—|

-II- {

4 / ?^f/2SOV S% -

0,3 «iH

HI fdrfveO

1,0>jF/ 2SOV 10%
Potyeţter

1,15mH (max.0,5 pKm)

LO turpoje**)

Schema electrică a filtrului (reţelei de separare)

puteţi contacta prin intermediul redacţiei sau direct la
telefon 0744-846.249.

în numerele viitoare ale revistei vom continua să pu¬
blicăm atât proiecte de incinte de sonorizare, cât şi vari¬
anta "de casă" a proiectului de faţă, variantă care va
interesa în special pe audiofilii adepţi ai amplifica¬
toarelor cu tuburi, de mică putere, sau care utilizează
amplificatoare în clasă A. La o presiune sonoră de circa
100 dB/1 W/1 m, la 2 W se obţin 103 dB, la 4 W, 106 dB,
la 8 W circa 109 dB, valori care sunt greu de suportat
într-o încăpere normală de audiţie şi care, cu incinte
obişnuite, se pot obţine doar la valori foarte mari ale pu¬
terii aplicate, dacă respectivele incinte suportă aceasta.

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

HCTCRODINfl

Pagini realizate de
Romeo BOARIU, Botoşani

In figura 1 este prezentat un
detector de produs folosind la
intrare, ca element de bază, un
tranzistor cu efect de câmp cu struc¬
tura dublă, de tipul KnC 104A (KPS
104A). La una din intrări, de exem¬
plu "a", se introduce semnalul a
cărui frecvenţă este cunoscută, iar
la cealaltă intrare "b", semnalul a
cărui frecvenţă trebuie determinată,
în drena celor două tranzistoare se
selectează diferenţa celor două
semnale de intrare, care se situează
în domeniul audio. Acest semnal de
audiofrecvenţă este trecut printr-un

f i.l t r u
trece-jos,
care
înde-
părtează
urmele
sem¬
nalelor
de radio-

Q.W

0 .'IfS

l.BKQ

şTKQ

0,1/aF

0 3 -

5,6nn

frecvenţă, după care este amplificat
de tranzistoarele T 2’ T 3- T 4;
Frecvenţa audio rezultată este pusa
în evidenţă de traductorul acustic
“c", cu rezistenţa de 2-3 kQ şi indică
egalitatea celor

BAI 57

1PM05

O.IjiF

220V

♦700

isoomf

25V

LED

două frecvenţe
s u p u s .e
măsurării. în
funcţie de
precizia dorită,
această
frecvenţă poate
fi cuprinsă între
câţiva Hz şi sute
de Hz.

Dacă se
doreşte şi o

vizualizare

+ &12 R

î • 1 £>r> ţ 4 '

semnalului de ieşire, se va folc
montajul din figura 5, cu ajutor
căruia se realizează redresarea |
semnalului audio şi măsurarea lui <
ajutorul instrumentului "M". Indicaţi
minimă a instrumentului sau
mişcare lentă a acestuia indică ega
litatea celor două frecvenţe de|
intrare. Valoarea rezistenţei în sere
cu instrumentul de măsură se dete
mină în funcţie de sensibilitatea
rezistenţa internă a acestuia.

Nivelul semnalului de ieşire se |
stabileşte cu ajutorul potenţiometn
lui P3, iar ajustarea valorii rezis
tenţei de 68 kQ notată cu asteris
determină buna funcţionare a etaju
lui de amplificare.

Bobina

mărul unui transformator defi

Î zor sau se poate realiza pe
miez cu secţiunea de 0,25 cri
bobinând pe acesta 500
spire Cu-Em cu diametrul de 0,1
mm. Bobina de şoc L s o se rea
lizează pe un miez delerită ~
diametrul de 2-3 mm
lungimea de 15 mm, pe care :
bobinează 150-200 de spire
sârmă de 0,1 mm. Bobina /.<
din filtrul trece-jos se realizeaz
pe corpul unei rezistenţe ma
mari de 100 kQ, pe care
bobinează 200-300 de spire
sârmă Cu-Em de 0,1 mm.

L s 3 este formată din pr

Diodele D-) şi D2 limiteaz

valoarea semnalului“de intran
pozitiv, protejând cele dou
tranzistoare. Aceste tranzistoan
care formează detectorul dd
produs pot fi înlocuite cu ate
tipuri cu structură identică saj
se pot folosi tranzistoare inde¬
pendente, BFW 11, BF 245, B =
246 etc. Dacă se foloseşti
tranzistorul dublu R0S05
canal "P", se inversează pole
tatea tensiunii de alimentare, ;
tranzistoarele vor fi de tipul
178, BC 5554, BC 251C
Potenţiometrul P-| ajusteaz
punctul de funcţionare al celor
două tranzistoare de intrare.

TEHNIUM decembrie 200

LABORATOR

KnC104A

Alimentarea montajului se poate
face cu tensiuni cuprinse între 9-12
V, care trebuie să fie bine filtrate şi

stabilizate. In figura 2
se prezintă sursa de
alimentare a montaju¬
lui, al cărei transforma¬
tor va avea în secun¬
dar o tensiune de 14-
15 V. Atât cele două
intrări "a 11 şi "b", cât şi
întregul montaj vor fi
ecranate cu tablă de
0,5 mm.

Cablajul imprimat
corespunzător monta¬
jul este prezentat în
figura 3, iar în figura
4 se indică modul de dispunere a
terminalelor tranzistorului T-j.

Bibliografie:

Colecţia revistei "Tehnium"
"Radio" - C.S.I.

Schema prezentată în figura 1
are la bază un ocilator autoblocat a
cărui sarcină este montată în emi-
torul tranzistorului T 3 . Montajul
furnizează la ieşire două tensiuni
simetrice cu polarităţi diferite.
Comanda în bază a tranzistorului T 3
este realizată de tranzistorul T 2 ,
care furnizează un curent constant.
Etajul diferenţial realizat cu şi r 2 ,
prin modul de funcţionare, asigură,

STABILIZATOR de TCNSIUNt

în COMUTAT!*

de ieşire determină scăderea curen¬
tului prin tranzistorul T 2 . Această
scădere de curent micşorează tim¬
pul de conducţie a tranzistorului T 3

între anumite limite, stabilizarea ten¬
siunii de ieşire.

Baza tranzistorului T 2 este pola¬
rizată cu o fracţiune din tensiunea
de ieşire pozitivă a stabilizatorului,
culeasă de pe cursorul poten-
ţiometrului R O creştere a tensiunii

şi deci o reducere a tensiunii de
ieşire. Tranzistorul T-j din etajul dife¬
renţial de control al stabilizatorului
îndeplineşte rolul de generator de
curent, împreună cu dioda Zenner
PL 8V 2 Z şi piesele aferente,
menţinând constant potenţialul emi-

torului tranzistorului T 2 . Pe această
bază de funcţionare a stabilizatoru¬
lui se obţine efectul de menţinere
relativ constantă a tensiunii de
ieşire, în cazul variaţiei rezistenţei
de sarcină din secundarul transfor¬
matorului Tr. La ieşirea secundară a
montajului s-a prevăzut o rezistenţă
de sarcină mică, permanentă, for¬
mată dintr-un bec de 26V/0.1 A,
acesta având şi rolul de indicator al
funcţionării montajului.

Transformatorul Tr a fost realizat
pe un miez de ferită tip EE30, cu un
întrefier de 0,5 mm pentru a preveni
saturarea magnetică a acestuia,
ceea ce ar scoate din funcţionare
montajul. înfăşurarea NI conţine 70
de spire Cu-Em 0 0,3 mm, iar
înfăşurările N2, N3 conţin 2x 60
spire Cu-Em 0 0,6 mm, bobinate
simultan şi înseriate corespunzător,
începuturile celor trei bobine sunt
notate pe schema de principiu din
figura 1.

în ceea ce priveşte miezul folosit,
montajul a fost testat utilizând
miezuri diferite, recuperate din
sursele de alimentare în comutaţie
ale televizoarelor, care au fost
rebobinate conform datelor prezen¬
tate. Rezultatele au fost comparabile

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

şi sensibil egale în toate cazurile.

Grupul fy, C 2 determină
frecvenţa de repetiţie a impulsurilor
de ieşire, care poate fi modificată, în
limite destul de largi, prin schim¬
barea valorii rezistenţei R 4 , care
poate fi înlocuită cu un
potenţiometru de 5000. Durata
impulsurilor depinde de valoarea
inductanţei înfăşurării N -| şi de va¬
loarea capacităţii C 2 . La pornirea
stabilizatorului, cursorul potenţio-
metrului P se va poziţiona în
apropierea capătului “a" al acestuia,
după care se ajustează valoarea
tensiunii de ieşire, urmărind în
acelaşi timp un consum minim din
sursa de alimentare. Cu datele
prezentate pentru transformator şi
folosind doar becul ca sarcină în
secundar, s-a obţinut o tensiune de
2 x 14 V. La un consum constant din
secundarul stabilizatorului, de 0,6 A,
cele două tensiuni simetrice s-au

redus cu 1,4 V.

Tranzistorul folosit ca oscilator,
2N3055/6, se va monta pe un radia¬
tor de aluminiu cu suprafaţa de 100
cm 2 , ca măsură de siguranţă, chiar
dacă încălzirea acestuia nu este
exagerată. Alte tranzistoare folosite,
de comutaţie sau super - p, nu au
condus, în condiţiile prezentate, la
rezultate superioare. Diodele D - ( , D 2
sunt de tipul BY 133, BY 298, BY
299 sau echivalente şi vor fi pre¬
văzute cu mici perle de ferită pe ter¬
minale. Condensatoarele C^C^,
reduc efectele tranzitorii cauzate de
funcţionarea diodelor.

Toate înfăşurările pot fi impreg¬
nate cu lac sau parafină, acelaşi
tratament aplicându-se şi miezului de
ferită. Se înlătură astfel vibraţiile
exagerate ale miezului şi radiaţia
parazită. Bobina de şoc LI se va rea¬
liza pe un miez de ferită cu 0 5 mm
şi lungimea de 15 mm, pe care se va

ridica bobina în stra¬
turi suprapuse, 50 de
spire Cu-Em 0 0,8
mm. Cablajul imprv,
mat pe care s-a rea¬
lizat montajul este
prezentat în figura 2 .

Şi la sfârşit, câte-
va date ale unor
transformatoare cu
care a fost testată
schema:

1. Miez

ferită X AL-
3300:S =

1 cm 2
A/-, - 60

spire CuEm
00,3 mm
N 2.A/3 -

2 x 50 spire
CuEm 0,6
mm

întrefier
1 mm

2 . Miez

ferită EE
37/11; AL-
2000 :S =

1,1 c/r ? 2

A/-) - 80 spire CuEm 00,3 mm
- 2 x 70 spire CuEm 00,6
mm

întrefier 0,5 mm

3. Miez ferită EE 40/15 AL-
2000:S = 1,5 cm 2

A/-| - 50 spire CuEm 00,25 mm
A/ 2 ,A /3 - 2 x 60 spire 00,5 mm
întrefier -0,5 mm

Bibliografie:

Călin Moldoveanu, Adrian Stoica
- Stabilizatoare de tensiune, Ed.
Tehnică, 1974

I. Ristea, C.A. Popescu -
Stabilizatoare de tensiune, Ed.
Tehnică, 1983

Colecţia revistei “Tehnium"

N. Drăgulescu - Agenda electro¬
nistului, Ediţia a 11-a

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

APUCAŢII ATIPICE

Al€ UNOA DISPOZITIVE

SEMICONDUCTOARE

Ing. Gheorghe REVENCO

De cele mai multe ori, dispozi¬
tivele semiconductoare sunt folosite
în aplicaţiile pentru care ele au fost
destinate din fabricaţie. Comple¬
xitatea fenomenelor fizice care au
loc în joncţiunile acestora poate fi
uneori speculată, rezultând unele
proprietăţi, aparent curioase, ce pot
fi exploatate practic. în cele de mai
jos vor fi prezentate două aplicaţii de
acest gen.

1. Dacă se interconectează ca în
figura 1 două tranzistoare comple¬
mentare cu efect de câmp tip joncţi¬
une, se obţine o diodă echivalentă, a
cărei curbă de variaţie a curentului în
funcţie de tensiunea aplicată este
redată în figura 2. După cum se vede,
această "diodă" prezintă o caracteris¬
tică destul de interesantă, având un
maxim de curent, urmat de o zonă de
rezistenţă negativă pentru anumite
valori ale tensiunii de polarizare, pen¬
tru ca apoi să se blocheze. Acest
ansamblu este denumit în unele
lucrări "dioda lambda".

Pentru obţinerea efectului de
rezistenţă negativă, nu este absolut
necesar ca cele două tranzistoare
să fie împerecheate. Practic am con¬
statat că cele două tranzistoare pot
fi chiar foarte diferite ca parametri,
iar funcţie de aceştia, se obţine o
diversitate de curbe, cu diverse va¬
lori ale curentului de vârf Iv şi ale
zonei de rezistenţă negativă. Pe
graficul din figura 2, pe lângă carac¬
teristica preluată din literatura de
specialitate, este trasată şi caracte¬
ristica experimentală pentru
perechea BF245B/2N5461. Diferen¬
ţele nu sunt semnificative din punct
de vedere al formei, dar diferă destul
de mult zona de rezistenţă negativă.
Diferenţe pot apărea şi în cadrul
aceluiaşi tip de tranzistoare, datorită
dispersiei parametrilor. Această ca¬
racteristică se poate ridica foarte
simplu prin metoda “punct cu
punct", alimentând dioda potenţio-
metric şi măsurând tensiunea apli¬
cată şi curentul rezultat.

După cum este de aşteptat, apli¬
caţiile de bază ale unui dispozitiv
astfel sintetizat sunt în domeniul
oscilatoarelor. Avantajele constau în
posibilitatea de funcţionare într-o
gamă foarte largă de frecvenţe - din
AF până în VFIF - cu foarte puţine
componente în montaj. Singurul
lucru ce trebuie făcut pentru a obţine
un oscilator este de a înseria dioda
cu un circuit acordat şi de a-i asigu¬
ra o polarizare în zona de rezistenţă
negativă. Această zonă fiind destul
de largă, punctul de amorsare a

snod

catod

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

- t

oscilaţiilor nu este critic şi nu este
absolut necesar un element de
reglaj al polarizării. Practic am con¬
statat însă că forma de undă s
amplitudinea oscilaţiilor depind cte
punctul de funcţionare ales, iar pen¬
tru frecvenţe mari este necesară
tatonarea zonei de polarizare opti¬
mă pentru amorsarea oscilaţiilot
Experimentările făcute cu perechea
de tranzistoare mai sus menţionată
au dat bune rezultate în gama 10Hz
- 150MHz, amplitudinea oscilaţiilor
fiind de ordinul volţilor la frecvenţe
joase, scăzând cu frecvenţa până ia
cca 100 mVvv peste 100 MHz.
Frecvenţa de oscilaţie este aproxi¬
mativ egală cu frecvenţa de rezo¬
nanţă a circuitului utilizat, fiind puţin
modificată de capacitatea diodei
care depinde de tranzistoarele alese
şi are o mică variaţie şi în funcţie de
polarizare, deci o comportare ca
diodă varicap. Amplitudinea oscilaţi¬
ilor depinde de polarizare, dar şi de
factorul de calitate al circuitului
După cum se vede din curbele din
figura 2, tensiunea de alimentare
trebuie să fie mai mică decât tensi¬
unea de blocare. Practic însă am
constatat că o dată amorsate
oscilaţiile, în domeniul frecvenţelor
joase, are loc un fenomen de
"târâre" şi oscilatorul continuă să
funcţioneze şi pentru tensiuni de ali¬
mentare mai mari decât tensiunea
de blocare. Amplitudinea oscilaţiilor
este mai mare, dar forma de undă
este puternic distorsionată. Dacă se
întrerupe pe moment alimentarea,
oscilatorul reintră în oscilaţie doar
dacă se revine cu polarizarea în
regiunea de rezistenţă negativă.
Acest regim de funcţionare se
explică prin faptul că în semialter-
nanţa negativă a oscilaţiilor, punctJ
dinamic de funcţionare, care are în
acest caz o excursie foarte mare,
ajunge în zona de rezistenţă nega¬
tivă.

O altă calitate a "diodei" constă
în faptul că poate oscila simultan pe
două frecvenţe, dacă acestea sunt
suficient de depărtate (una în HF
sau VHF, iar cealaltă în AF). Pentru
aceasta este suficient să înseriem
cele două circuite acordate pe
frecvenţele dorite, aşa cum se arată
în figura 3a. Rezultatul este o
oscilaţie de înaltă frecvenţă, modu¬
lată în amplitudine cu semnalul de
audiofrecvenţă. De fapt aici nu avem
un veritabil proces de modulaţie, ci o
funcţionare a ansamblului într-un
regim de autoblocare. Amplitudinea
oscilaţiei de joasă frecvenţă fiind
mare, în semialternanţa pozitivă
deplasează punctul dinamic de
funcţionare peste tensiunea de blo¬
care, deci în afara zonei de rezis-

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

tenţă negativă, unde oscilaţia de
înaltă frecvenţă dispare. în semial-
ternanţa negativă, punctul de
funcţionare se deplasează, în ritmul
semnalului de joasă frecvenţă, în
zona de rezistenţă negativă,' pro¬
ducând semnalului de înaltă
frecvenţă o variaţie de amplitudine
aproximativ sinusoidală, o modulaţie
în amplitudine deci, rezultatul fiind
trenuri de oscilaţii de înaltă
frecvenţă, ca în cazul supramodu-
laţiei de amplitudine. Performanţele
unui astfel de oscilator în privinţa
purităţii şi stabilităţii semnalelor sunt
relativ modeste, dar pot fi satisfăcă¬
toare pentru electronistul amator
începător, care se poate astfel dota
simplu şi ieftin cu un generator
portabil miniatural şi cu un consum
foarte redus, util pentru diverse
teste. Cu puţine complicaţii, acesta
devine chiar multifuncţional. Astfel,
dacă se scurtcircuitează unul din cir¬
cuitele oscilante, dispare semnalul
cu frecvenţa corespunzătoare aces¬
tuia. Modificând tensiunea de
polarizare, putem modifica, în limite
relativ mici, gradul de modulaţie.
Conectând o diodă varicap la bor¬
nele circuitului de înaltă frecvenţă,
putem varia frecvenţa în anumite
limite, sau putem realiza o modu¬
laţie de frecvenţă. Se poate modula
semnalul de înaltă frecvenţă simul¬
tan în amplitudine şi în frecvenţă,
dacă aplicăm diodei varicap o fracţi¬
une din semnalul de joasă
frecvenţă. Putem astfel spune că
dispunem atât de un generator de
joasă frecvenţă, cât şi de un gene¬
rator de înaltă frecvenţă, modulat
sau nemodulat. Aceste posibile
îmbunătăţiri sunt schiţate în figura
3b, constructorul amator putându-şi
valorifica fantezia şi cu alte variante.
Un astfel de generator foarte simplu
poate fi folosit cu succes ca sursă
de semnal pentru o multitudine de
scopuri experimentale, pentru unele
depanări în teren, sau ca radio-ba-
liză, dacă i se conectează o mică
antenă.

Câteva considerente practice
sunt utile. Astfel, decuplarea sursei
de alimentare cu un condensator
este binevenită, mai ales la
frecvenţe mari. Pentru comutarea
sau scurtcircuitarea circuitelor nu
sunt indicate comutatoarele bila¬
terale integrate de tipul 4016, 4066
şi altele de acest gen, deoarece
rezistenţa în conducţie a acestora
este de ordinul sutelor de ohmi,
ceea ce poate micşora sau chiar
anula efectul de rezistenţă negativă,
şi astfel condiţia de oscilaţie devine
greu de realizat. Se pot folosi cu
succes relee REED, dar soluţia este
mai costisitoare. Cel mai practic şi

Rfî IM

mai ieftin este un comutator culisant
cu 3 poziţii, aşa cum s-a prevăzut în
figura 3b. In acest caz, pe poziţia de
sus a comutatorului vom avea
numai oscilaţia de joasă frecvenţă,
pe poziţia de jos numai oscilaţia de
înaltă frecvenţă, iar la mijloc sem¬
nalul modulat în amplitudine. Pentru
frecvenţele înalte este indicată
ieşirea de pe o priză a circuitului.
Dacă tensiunea de polarizare este
astfel aleasă încât forma de undă să
fie cât mai distorsionată, se va
obţine un spectru de armonici sufi¬
cient de bogat pentru a acoperi şi
banda UHF, putând astfel testa, de
exemplu, şi sisteme de recepţie
radio-tv în această bandă.

Pentru valorile componentelor
din figura 3a, frecvenţele de oscilaţie
sunt de aproximativ 50Mz, respectiv
1 kHz, iar puterea de ieşire de apro¬
ximativ 25mW pentru Ub = 6V.
Valorile rezistenţelor şi ale conden¬
satoarelor de cuplaj din schema din
figura 3b nu sunt critice, admiţând
variaţii şi de 200%. Dioda varicap se
va alege în funcţie frecvenţa de
lucru şi de deviaţia de frecvenţă
dorită.

După cum am afirmat la început,
se poate folosi practic orice pereche
de tranzistoare JFET comple¬
mentare. Menţionez câteva tipuri
mai frecvent întâlnite:

JFET canal n: BF244, BF245,
BF256, 2N3819, BFW 10, BFW11,
BFW12;

JFET canal p: BF320, 2N4360,
2N4361,2N5460, 2N5461, 2N4562,
2SJ103, 2SJ105.

2. O altă aplicaţie interesantă o
oferă circuitul integrat ROB3018
(CA3018), care este o arie de 4

tranzistoare pe acelaşi cip, două
fiind independente, iar celelalte
două având o conexiune internă
emitor-bază. Schema electrică a
acestor circuite este redată în figura
4. Din punct de vedere funcţional,
circuitele sunt identice, dar circuitul
ROB3018 este fabricat în capsula
TO-116, cu 14 terminale, iar circuitul
CA3018 este fabricat în capsula
TO-5 cu 12 terminale.

Perfecta împerechere a tranzis-
toarelor şi cuplajul termic permit
tehnici de circuit irealizabile în cazul
folosirii de tranzistoare discrete.
Această particularitate este
exploatată în această aplicaţie.
Astfel, printr-o interconectare adec¬
vată a trei dintre aceste tranzistoare,
se obţine un tranzistor echivalent E,

B, C cu proprietăţi deosebite. Pentru
aceasta se folosesc numai tranzis¬
toare Q1, Q2 şi Q3. Emitoarele
acestor trei tranzistoare se unesc,
rezultând conexiunea de emitor a
tranzistorului echivalent, E.
Colectorul tranzistorului Q2 se
uneşte cu baza acestuia şi cu baza
tranzistorului Q3. între acest termi¬
nal şi colectorul tranzistorului Q1 se
va conecta rezistenţa de reacţie Rf.
Colectorul tranzistorului Q3 se leagă
cu baza tranzistorului Q1, acest
punct devenind conexiunea bazei
tranzistorului echivalent, B, iar
colectorul tranzistorului Q1 devine
colectorul tranzistorului echivalent,

C, la care se va conecta impedanţa
de sarcină ZL. Conexiunea internă
între Q3 şi Q4 nu va afecta
funcţionarea, dacă emitorul şi colec¬
torul tranzistorului Q4 nu sunt
conectate. Această interconectare
este ilustrată în figura 5.

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

♦IOV

t ?/is/DlV

Numerotarea terminalelor din
această figură corespunde capsulei
circuitului CA3018. Corespondenţa
între cele două tipuri de capsulă,
după cum se vede din schema elec¬
trică a circuitelor, este dată în
tabelul alăturat.

Terminal CA3018

Terminal

ROB3018

^T4

-1

în funcţie de rezistenţa de reacţie
Rf şi de curentul de polarizare a
bazei, acest tranzistor echivalent
prezintă caracteristici Ic = f(Uce)
deosebit de interesante, cu zone de
rezistenţă negativă, aşa cum se

♦10 V

vede pe oscilogramele din figura 6.
Explicaţia fenomenului constă în
faptul că Rf împreună cu Q2 şi Q3
funcţionează ca un convertor tensi¬
une/curent, care micşorează
polarizarea bazei tranzistorului Q1,
atunci când tensiunea sa de colec¬
tor creşte. Deoarece Q2 şi Q3 sunt
tranzistoare împerecheate şi cuplate
termic pe acelaşi cip, iar bazele lor
sunt legate împreună, curenţi] lor de
colector vor fi practic egali. în timp
ce curentul tranzistorului Q1 creşte,
căderea de tensiune pe impedanţa
de sarcină ZL va creşte şi ea,
făcând să scadă potenţialul din
colectorul tranzistorului Q1. Aceasta
va conduce la scăderea curenţilor
de colector prin Q2 şi Q3. Scăderea
curentului prin colectorul tranzis¬
torului Q3 reprezintă o creştere a
impedanţei la terminalul bazei
tranzistorului Q1. Deci, o scădere a
curentului prin baza tranzistorului
Q1 are un efect opus, curentul de
colector al tranzistorului Q3
reducându-se, aceasta reprezen¬
tând un efect de rezistenţă negativă.
Analizând oscilogramele din figura
6, putem alege punctul de
funcţionare în zona optimă.

Observăm astfel că tensiunea Urg
trebuie să fie mai mare de 6V pentra
a ajunge în zona de rezistenţă ne¬
gativă a caracteristicilor. în cazJ
ilustrat în figura 6c, pentru un curert
de bază de 20|iA, este necesară :
tensiune de alimentare de cca 15Y.
Curentul de polarizare a bazei se
poate asigura printr-un divizor, sau
printr-o simplă rezistenţă conectată
la +Ub, a cărei valoare aproximativă
va fi Rb = Ub/lb. Pentru cazul de ma
sus rezultă Rb = 0,75 MQ.

Rezistenţa negativă care apare
în colectorul tranzistorului Q1 este
prezentă în domeniul frecvenţelor
joase, practic de la 0 la cca 10 MHz,
limita superioară depinzând de
răspunsul în frecvenţă al tranzis-
toarelor, acesta putând diferi de la
un exemplar de circuit la altul.

Un astfel de montaj îşi poate găs»
aplicabilitate, ca şi precedentul, în
domeniul oscilatoarelor. în figura 7a
este redată schema unui oscilator
sinusoidal obţinut prin conectarea
unui circuit oscilant în colectorul
tranzistorului echivalent. Forma de
undă este mai bună decât în căzii
montajului precedent. Pentru valo¬
rile din schemă, frecvenţa de
oscilaţie este de aproximaţie
150kHz. Pentru L = 100nH şi C =
lOOpF, frecvenţa va fi aproximat»
1,6MHz, iar pentru L = lOpH şi C =
25pF, ajungem la 10 MHz. Curentul
de bază de 23pA se poate obţine
printr-o rezistenţă de cca 470 kQ
conectată la +10V. Dacă se
înlocuieşte circuitul oscilant cu o
inductanţă şi se măreşte curentu
injectat în bază, se poate obţine un
generator de impulsuri astabil, aşa
cum se vede în figura 7b. Pentru un
curent de bază de 350jxA este
necesară o rezistenţă de polarizare
de cca 27kfi. Performanţele oscila¬
toarelor şi formele de undă obţinute
cu un astfel de montaj depind de
curentul de polarizare a bazei B ş
de valoarea rezistenţei de reacţie
Rf. Experimentarea unui astfel de
montaj, destul de simplu, poate da
constructorului amator plăcute satis¬
facţii. Combinaţiile descrise pentru
montajul cu dioda sunt în general
valabile şi în acest caz.

Montajul are calitatea deosebită
de a oscila foarte bine în domeniul
frecvenţelor foarte joase, dar spre
deosebire de precedentul, nu
răspunde satisfăcător peste 10MHz.
în ciuda faptului că tranzistoarele
componente au fT = 200MHz.

Bibliografie

Electronics, iunie 1985
Catalog de componente ICCE

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

SURSA D€ TCNSEUNI ÎNAIT€

pentru LABORATOR

Marian LĂCĂTUŞ, Buzău

Materialul de faţă, care mie mi se pare
- înfricoşător de lung, este destinat în primul
rând celor atraşi de unul dintre cele mai fru¬
moase capitole ale fizicii, acela al electri¬
cităţii, mai cu seamă de domeniul tensiu¬
nilor înalte. Materialul ar fi fost semnificativ
mai scurt dacă m-aş fi limitat doar la
descrierea aridă a montajului, dar am
vrut să scot în evidenţa calităţile de
aparat da laborator ale acestui montaj
exemplificate prin câteva experienţe
destul de interesante şi instructive şi
pe care cei cu gândire simplistă le-ar
putea considera un fel de joacă.
Cred însă că părerea lor este pro¬
fund greşită, iar încercarea unora
de a canaliza atenţia şi eforturile
amatorilor doar către scopuri
strict utilitariste va târâ fru¬
mosul hobby al electronicii
într-o fundătură din care
s-ar putea să nu mai iasă
decât foarte greu sau
chiar deloc! De aceea,
refacerea legăturilor cu fizica
este după părerea mea esenţială,
în caz contrar s-ar putea întâmpla ca
nu peste multă vreme, când un om va între¬
ba ce este electronica, el să primească drept
răspuns revista... "Depanatorul"!

In cursul de fizică "Electricitate şi magne¬
tism" de la Berkeley, autorul, E.M. Purceii, scria:
"Studenţii trebuie să pună mâna pe magneţi, să
bobineze, să producă descărcări, să vadă un
instrument electric sensibil, să cunoască un
instrument foarte precis. Ei trebuie să sesizeze
efectul unui megawatt, cât şi al unui microwatt.
Laboratorul din Berkeley este bun până la un
punct. Trebuie, însă, folosite orice alte mijloace
pentru a introduce studentul în lumea în care
câmpul electric nu mai este doar un simbol, ci
ceva palpabil."

Cam în acest sens am scris şi eu materialul.
Montajul are putere mică şi nu prezintă pericol,
dacă se urmează indicaţiile date. De altfel, mon¬
tajul a fost conceput pentru ca amatorul să
poată obţine iniţial o tensiune relativ mică, pe
care să 6 poată ulterior mări cu ajutorul unui
multiplicator construit cu diodele şi conden¬
satoarele pe care le are momentan la dispoziţie,
nefiind obligatoriu să obţină din start 10-15 kV.
în acest mod se poate câştiga din mers expe¬
rienţă în privinţa lucrului cu tensiuni înalte.

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

CI 3 = 108 N

Pentru cei atraşi de frumoasele
fenomene ale electricităţii, iată un
montaj care poate furniza o tensiune
continuă de valoare mare, fin reglabilă
în intervale cum ar fi 0-1000 V sau
0-10 kV. Cu ajutorul lui se pot efectua o
multitudine de experienţe de laborator
deosebit de instructive, după cum se
va exemplifica aici.

PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE (fig.1).
CI2 generează un semnal dreptunghi-
lar de circa 18 kHz, al cărui factor de
umplere se poate optimiza din
PI. Semnalul este aplicat bazei
tranzistorului Darlington T2, cu rol în
acelaşi timp şi de comutator electronic,
şi de element serie, limitator de curent.
Prin acest tranzistor, înfăşurarea pri¬
mară a transformatorului Tr este pusă
periodic la o tensiune continuă, timp în
care curentul prin bobină va creşte
aproximativ liniar, după care se va limi¬
ta la valoarea de saturaţie dictată de
amplitudinea semnalului din bază. în
intervalul următor al perioadei, tranzis¬
torul T2 va fi blocat, câmpul magnetic
al miezului transformatorului va
scădea rapid până aproape de zero şi,
potrivit legii inducţiei, la bornele pri¬
marului va apărea o tensiune de pola¬
ritate opusă faţă de cea iniţială şi mult

1N4007 4n7, 2 kV Sticlotextolit

~ i -

Uies

Distanţa între
cablaje: min. 4 mm/kV

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

mai mare. în secundar tensiunea
va fi multiplicată conform raportului
de transformare.

Tensiunea din secundar va fi
mărită în continuare şi redresată cu
ajutorul unui dublor Schenkel for¬
mat din D7...D12, CIO şi C12. Prin
divizorul R13-R14, o fracţiune din
tensiunea de ieşire este trimisă
operaţionalului CI3, cu rol de ampli¬
ficator de eroare. Acesta va
comanda tranzistorul TI, care va
şunta în proporţia necesară sem¬
nalul din baza lui T2. Prin urmare,
tensiunea de la ieşire (între punctul
A şi masă) se poate fixa din
potenţiometrul multitură P2 la va¬
loarea dorită.

Dacă dorim, ne putem opri aici
şi vom avea o sursă de tensiune
continuă, reglabilă în domeniul 0-
1000...1500 V şi stabilizată sufi¬
cient de bine pentru puteri debitate
de până la 2-3 W. Pentru expe¬
rienţele noastre avem însă nevoie
de tensiuni mai mari, care se pot
obţine cu binecunoscutul multipli¬
cator format din diode şi conden¬
satoare şi pe care îl vom realiza
separat. Şi aici ne putem opri la va¬
loarea maximă pe care o dorim:
dacă pe latura din dreapta avem n
condensatoare, tensiunea între
punctele N şi N’ va fi egală cu de n
ori tensiunea de pe CI”, la rândul
ei egală cu cea dintre punctul A şi
masă (practic, însă, datorită

diferitelor pierderi, tensiunea va fi
progresiv descrescătoare de la CI
la Cn). Multiplicatorul meu are 12
condensatoare pe acea latură şi
furnizează cam 12,5 kV valoare
maximă, tensiunea pe CI fiind în
acest caz de 1400 V.

DETALII CONSTRUCTIVE

Transformatorul Tr va fi realizat
pe un miez de ferită cu diametrul
secţiunii de 15-16 mm, procurat de
la un transformator de linii defect.
Miezul va avea un mic întrefier, aşa
încât pe ambele capete ale fiecărei

piese de ferită vom lipi câte o bucată
de scotch subţire. înfăşurarea pri¬
mară va avea 20 de spire din con¬
ductor multifilar 8 x 0,2 mm (pentru
micşorarea pierderilor prin efectul
pelicular), însă la fel de bine putem
folosi şi conductor obişnuit de

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

0,7-1 mm diametru. Secundarul va
avea 500-550 de spire din conductor
de 0,25 mm diametru, bobinate uni¬
form în 7-8 straturi de câte 70-80 de
spire, cu o bună izolaţie între stra¬
turi. Capătul "cald" al secundarului
va fi cel al sfârşitului de bobinaj.

Foarte importantă este
realizarea cablajului, fiind necesară
separarea masei blocului de
comandă de masa tensiunilor înalte.
Traseul de masă va prezenta o porţi¬
une de plecare ce se va bifurca şi va
duce către cele două circuite
menţionate, care în cazul montajului
meu sunt separate de radia¬
torul lui Cil, după cum se
vede în fotografie. La rândul
lor, cele două trasee se vor
ramifica, fiecare terminal cu
legare la masă având propriul
său traseu. în porţiunea de
plecare se vor conecta
minusul alimentării şi, obliga¬
toriu, legătura la pământ, lipsa
ei putând duce la fenomene
dintre cele mai neplăcute şi
chiar periculoase.

Cablul coaxial FIT va fi pre¬
lucrat conform figurii, pentru a
nu apărea descărcări electrice
la capete. Rezistorul Ra eli¬
mină efectul capacităţii cablu¬
lui, atunci când acest lucru se
impune. Lungimea firului dintre
borna B şi rezistorul Ra tre¬
buie să fie cât mai mică,
deoarece chiar şi capacitatea
proprie a acestui fir poate fi
uneori deranjantă.

R13, R14, Ra şi Rb sunt
rezistoare pentru tensiuni
înalte (HVR). Dacă nu avem
astfel de rezistoare, la limită
putem folosi pentru Ra şi Rb
câte un grup de 5-6 rezistoare
obişnuite, de cel puţin 2 W, de
preferinţă rezistoare de volum,
care sunt mai robuste, montate
înseriat în linie dreaptă. Pentru R13
şi R14 se pot folosi 2-3 rezistoare de
1 W înseriate.

în figura 2 este dat desenul
cablajului pentru un mic multiplicator
de tensiune. Pe latura de jos se
obţine o tensiune cu polaritate pozi¬
tivă faţă de masă. Dacă avem
nevoie de o polaritate negativă faţă
de masă, conexiunile se desfac,
multiplicatorul se roteşte cu 180°,
după care conexiunile se refac prac¬
tic în aceleaşi poziţii relative
(respectiv, punctele M şi N pentru
intrare şi cele de pe latura de jos
pentru ieşire).

Pentru diminuarea efectului coro¬
na, lipirea pieselor multiplicatorului
va fi făcută cu mult fludor şi colofo-
niu, obţinând lipituri rotunjite care să

acopere complet capetele termi¬
nalelor. Multiplicatorul se va instala
apoi într-o cutie groasă din poli¬
etilenă.

Pentru reglarea aparatului fără
multiplicator, CI3 va fi scos din
soclu, între A şi masă va fi conectat
un miliampermetru în serie cu un
rezistor de 150 k/Q4 W, apoi se ali¬
mentează montajul şi se
manevrează PI până când mili-
ampermetrul va indica un maxim.
Tensiunea în gol între A şi masă va
trebui să fie cuprinsă între 1700 V şi
1900 V (se poate modifica numărul

10-15 kV

Foită de

staniol

(aluminiu)

de spire din primar). Cu CI3 în soclu,
se ajustează valorile rezistoarelor
R8 şi R9 aşa încât să se obţină 0 V
la un capăt al cursei lui P2 şi
1000...1500 V la celălalt capăt (nu
mai mult de 1500 V, deoarece nu
vom mai avea o bună stabilizare a
tensiunii).

lată acum câteva experienţe
interesante care ne vor dezvălui
unele dintre fenomenele ce apar
când se folosesc tensiuni înalte sau
câmpuri electrostatice puternice.

ATENŢIE! Nu vă apropiaţi
mâinile sau restul corpului la mai
puţin de 100 mm de traseele neizo¬
late aflate la potenţiale periculoase.
Folosiţi din abundenţă polietilenă,
polipropilenă, teflon şi alte izolatoare
ca ele pentru suporturi, scule ajută¬
toare, cutii etc. La sfârşitul lucrului,

descărcaţi condensatoarele multipli¬
catorului prin punerea bornei B la
masă.

1. DESCĂRCĂRI ELECTRICE
ÎN GAZE: SCÂNTEIA ELECTRICĂ
Şl DESCĂRCAREA LUMINES-
CENTĂ NORMALĂ

Scânteia electrică apare între doi
electrozi apropiaţi şi conectaţi la o
sursă de tensiune înaltă a cărei
rezistenţă internă nu este prea mică
şi care are la borne un condensator.
In cazul nostru, dacă Ra=Rb=0, se
obţin scântei puternice (rezistenţa
internă a sursei este destul de
mare), iar dacă Ra=0 şi
Rb=1-10 MQ se obţin
scântei slabe, în acest
caz folosindu-ne de
capacitatea cablului
coaxial. Scânteile cele
mai lungi se obţin când
electrozii au la vârf o mică
rază de curbură, ceva de
genul unei mine de pix
fine. La 10 kV se pot
obţine scântei de 10-15
mm lungime. Scânteile se
manifestă cu intermitenţă
şi cu zgomot, timpul din¬
tre două scântei fiind cel
necesar încărcării con¬
densatorului de la bor¬
nele sursei. Ele sunt
foarte bogate în radiaţii
ultraviolete, de aceea nu
trebuie să le studiem prea
mult atunci când sunt pu¬
ternice.

în cazul în care capa¬
citatea de la bornele sursei
lipseşte (luând Ra=470
kQ şi Rb=100 kQ), vom
avea o descărcare lumi-
nescentă continuă, fără
zgomot, de culoare vio¬
letă, mult diferită de scân¬
teie (fig. 3). Acest aspect,
cunoscut probabil cititorilor din
manualele de fizică de liceu, apare
chiar şi în condiţii atmosferice nor¬
male, nu doar în tuburi cu gaz la
presiune scăzută, însă nu pot fi
observate decât cele mai impor¬
tante diviziuni ale descărcării. La o
distanţă anod-catod de 3-5 mm, ten¬
siunea necesară menţinerii
aprinderii este sub 3 kV, dar noi vom
regla sursa pentru cel puţin 10 kV
(diferenţa de tensiune va cădea, evi¬
dent, pe rezistenţa internă a sursei).

Putem studia descărcările şi în
diferite tuburi cu gaz, de exemplu o
lampă cu xenon pentru blitz. Pentru
Ra=Rb=1 MQ vom avea o descăr¬
care luminescentă normală, coloana
pozitivă umplând întreg spaţiul din¬
tre electrozi, iar pentru Ra=0 şi
Rb=20 MQ vom avea descărcări în

TEHNIUM decembrie 2004

LABORATOR

scânteie. Lumina blitzului unui
aparat fotografic este datorată unei
astfel de scântei, însă mult mai pu¬
ternice, numită scânteie condensată
sau scânteie grasă. în cazul nostru,
descărcările sunt destul de slabe şi
nu prezintă pericol nici pentru ochi,
nici pentru lampă. Descărcările sunt
amorsate pe la 3-10 kV, fără ajutorul
electrodului exterior al lămpii.

2. "VÂNTUL ELECTRIC" Şl
IONIZAREA AERULUI

Se ştie că dacă un electrod aflat
la un potenţial înalt prezintă un vârf
(sau o regiune cu raza de curbură
mică), în acea zonă câmpul electric
va lua valori foarte mari, ceea ce va
duce la excitări şi ionizări masive ale
moleculelor aerului, acesta fiind în
esenţă efectul corona (în zona vâr¬
fului se poate vedea la întuneric o
uşoară luminescenţă). Ionii de semn
contrar încărcării electrodului se vor
îndrepta spre vârf, unde vor fi neu¬
tralizaţi, iar ceilalţi vor fi respinşi cu
mare viteză de-a lungul vârfului, for¬
mând un curent de aer încărcat
electric. Acest "vânt electric", aşa
cum îl numea şi Maxwell [1], poate fi
simţit dacă îndreptăm vârful electro¬
dului în direcţia feţei (vom simţi şi
mirosul de ozon). El poate să tulbu¬
re sau chiar să stingă flacăra unei
lumânări sau poate să pună în
mişcare aşa-numita "morişcă elec¬
trică" (fig. 4). La 3-4 kV, morişca va
învinge frecările şi va începe să se
rotească, iar pe la 10-12 kV se va
roti atât de repede încât, dacă nu
este bine echilibrată, poate fi arun¬
cată de pe suportul ei.

Sarcina vehiculată de "vântul
electric" este atât de mare încât
poate fi pusă în evidenţă cu un volt-
metru obişnuit sau cu o mică lampă
cu neon, ca în figura 5. De aseme¬
nea, un electroscop poate fi încărcat
chiar şi de la o distanţă de o jumă¬
tate de metru dacă vom îndrepta
vârful electrodului în direcţia lui, iar o
foaie de nailon asupra căreia vom
"pulveriza” sarcină negativă va
adera foarte puternic la un perete pe
care este întinsă.

Un efect frumos, descoperit de
mine întâmplător, este cel prin care
se obţine plutirea în aer a unei foiţe
subţiri de staniol (fig. 6). Pentru
reuşita experienţei, electrodul
ascuţit trebuie să stea înclinat şi să
aibă un potenţial negativ, iar foiţa de
staniol trebuie să aibă forma arătată
şi să fie aşezată cu vârful în jos.
Liniile de câmp o vor menţine într-o
poziţie verticală şi o vor desprinde
puţin de placă, după care foiţa va
căpăta rapid o încărcare electrică
negativă (de la sarcinile produse de
electrod), iar "vântul electric" gene¬

rat de vârful foiţei o va ridica până
când forţa de respingere din partea
electrodului şi greutatea foiţei vor
egala forţa ascensională, poziţie în
care poate sta oricât.

Tot cu ajutorul “vântului electric"
generat de o serie de electrozi
ascuţiţi am putea ioniza negativ
aerul din încăperea noastră. Mult
mai bună este însă metoda firului
radiant, care se remarcă printr-o
generare mai mică a oxizilor de azot
şi a ozonului [2] (primii sunt toxici,

iar ozonul arde ţesuturile). Metoda
constă în folosirea unui fir de cupru
dezizolat, de 0,15-0,2 mm diametru
şi 1,5-2 m lungime, suspendat între
izolatoare din polietilenă suficient de
lungi şi pus la un potenţial negativ
de -7...-10 kV faţă de pământ. Din
determinările mele, pot spune că
producţia de aeroioni negativi a unui
asemenea fir este de-a dreptul
copleşitoare faţă de cea a unui mic
generator de birou de tipul "Genion",
aeroionii răspândindu-se cu
uşurinţă în toate colţurile camerei
(folosiţi însă cu moderaţie
aeroionizarea, nu mai mult de o
jumătate de oră zilnic). Trebuie ară¬
tat că atunci când începe să se
simtă mirosul de ozon, concentraţia
acestuia poate să fie de cel puţin 10
ori mai mare decât limita admisibilă
de 0,1 mg/m 3 [2], Pentru detectarea
ozonului se poate folosi o metodă
simplă şi mult mai sensibilă decât
mirosul, deoarece este cumulativă:
o bucată de hârtie de xerox îmbinată
cu o soluţie de iodură de potasiu
(sare, nu pastile) şi apoi uscată. Sub
acţiunea ozonului este eliberat iodul,
care va ataca hârtia şi o va colora în
sepia-violet.

3. DOUĂ EXPERIENŢE ÎN
CÂMP ELECTROSTATIC

în prima (fig. 7) putem vedea că
într-un câmp electric creat de două
plăci, flacăra unei lumânări se
îndreaptă către placa negativă.
Flacăra lumânării este compusă din
gaze fierbinţi şi particule incandes¬
cente de carbon, toate ionizate po¬
zitiv în mare proporţie, precum şi
dintr-o cantitate echivalentă de
sarcină negativă reprezentată de
electroni liberi, aceştia îndreptându-
se către placa pozitivă, însă fără
vreun efect observabil direct. Nu tre¬
buie depăşită o tensiune de 4 kV
între plăci, deoarece particulele de
carbon care vor atinge placa nega¬
tivă îşi vor schimba sarcina şi vor fi
puternic aruncate înapoi, flacăra
devenind foarte agitată. Ca un
amuzament, menţionez că dacă lini¬
ile câmpului electric sunt paralele cu
flacăra şi au sensul adecvat, aceas¬
ta poate fi făcută să ardă şi cu vârful
în jos.

A doua experienţă ilustrează
principiul vopsirii în câmp electro¬
static. Astfel, putem vedea că apa
care iese dintr-o seringă de plastic
prevăzută cu ac va fi puternic dis¬
persată dacă acul se pune la un
potenţial de 10-15 kV faţă de
pământ. Una din metodele vopsirii în
câmp electrostatic constă în
împrăştierea vopselei cu ajutorul
unui disc rotitor sau clopot rotitor
aflate la un potenţial înalt (se folo¬
sesc tensiuni care ajung la 100 kV),
după care particulele de vopsea pu¬
ternic încărcate electric se vor diviza
şi se vor îndrepta către piesa meta¬
lică legată la celălalt pol al sursei de
tensiune, ghidate de liniile câmpului
electrostatic. Vopsirea în câmp elec¬
trostatic este de bună calitate şi se
realizează cu risipă minimă de
vopsea.

Notă. în toate experienţele de la
punctele 2 şi 3, Ra şi Rb pot lua va¬
lori destul de mari, de exemplu
Ra=Rb=10 MQ, ceea ce va micşora
pericolul unor electrocutări acciden¬
tale produse de tensiunea înaltă a
bornei B.

BIBLIOGRAFIE

1. J. C. Maxwell, Tratat elementar
de electricitate, traducere de Ion
Dima, Editura Ştiinţifică şi
Enciclopedică, Bucureşti, 1989

2. M. Deleanu, M. Aionesei, M. E.
Alexa, C. Andrişan, Aeroionizarea
negativă, Editura Tehnică,
Bucureşti, 1988

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM PC-

TCSTOft

pentru CABLURI D€ R€T€fl

Cornel ŞTEFĂNESCU

Reţelele locale de calculatoare Ethernet /
FastEthernet au răspândirea cea mai mare, în detri¬
mentul reţelelor bazate pe cabluri BNC. în aceste reţele
Twisted Pair, indiferent de viteza aleasă, 10 Mbps
(Ethernet) sau 100 Mbps (FastEthernet), sunt folosite
cablurile torsadate de tip UTP, FTP, STP şi conectori
speciali RJ45. Cablurile UTP, adică Unshielded Twisted
Pair, conţin 4 perechi fire de cupru torsadate acoperite
de un înveliş de PVC, cablurile FTP (Foii Twisted Pair)
sunt în plus acoperite cu un înveliş de poleială peste
care urmează învelişul de PVC, iar cablurile STP
(Shielded Twisted Pair) conţin 4 perechi torsadate plus
un fir pentru împământare, acoperite de o plasă de liţă
peste care urmează învelişul de PVC. Este indicat ca
lungimea cablului să nu depăşească 100 m. Conform
standardului T568B (fig. 1), modul de cablare, în ordinea
crescătoare a poziţiei pinilor în mufă, este: alb-portoca-
liu, portocaliu, alb-verde, albastru, alb-albastru, verde,
alb-maron, maron. Firul „alb-culoare" se foloseşte pen¬
tru transmisie, iar firul "culoare" pentru recepţie. Pentru
conectarea între calculator şi Hub sau Switch, cores¬
pondenţa pinilor trebuie să fie exactă, adică pinul unu la

pinul unu, doi la doi etc. Pentru conectarea directă a
două calculatoare, cablul trebuie să fie în crossover,
adică perechea 1 (alb-portocaliu, portocaliu) este inver¬
sată cu perechea 2 (alb-verde, verde).

Pentru a elimina o bună parte a timpului pierdut cu ]
depistarea problemelor datorate cablurilor şi mufelor,
propun realizarea unui testor de cabluri simplu dar efi¬
cient. Schema electronică (fig. 2) conţine un oscilator j
realizat cu două tranzistoare NPN de tip BC171, care nu
necesită explicaţii, un numărător Johnson decadic cu
ieşiri decodate de tip MMC4017, două mufe mamă pen¬
tru conectorul RJ45 şi patru perechi de diode LED aso¬
ciate fiecărei perechi de fire din cablu (alb-portocaliu,
portocaliu pinii 1,2 = LI, LI-1; alb-verde, verde pinii 3,6
= L2, L2-2; alb-albastru, albastru pinii 4,5 = L3, L3-3; alb-1
maron, maron pinii 7,8 = L4, L4-4). Una din mufele!
mamă se montează pe cablaj, iar a doua se montează j
într-o cutie separată, împreună cu diodele LED asociate
L1-1...L4-4. Testarea cablului se va face pe perechi
automat, începând cu perechea 1 şi terminând cu 4,
ciclul repetându-se fără oprire. Continuitatea cablului şi

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM PC

L3-3; L4, L4-4) corespunzătoare fiecărei perechi de
cablu torsadat în ordinea 1, 2, 3, 4, iar pentru cablul în
cross (LI, L2-2; L2, L1-1; L3, L3-3; L4, L4-4). Dacă o
pereche de diode LED (sai mai multe) nu luminează,

singură diodă LED dintr-o pereche luminează (L1...L4),
rezultă că există un scurt pe cablu sau în mufă.

în figura 3 sunt prezentate cablajul şi planul de
implantare cu componente electronice.

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM PC

SURSA

de ALIMENTARE

a UNUI PC

Student Ciprian Adrian STOICA

Una dintre componentele cel mai puţin luate în
considerare de către deţinătorii unui PC este chiar
sursa de alimentare. Pentru mulţi dintre noi aceas¬
ta este doar o cutie metalică, neimportantă şi care
ocupă spaţiu în carcasa unităţii centrale. în realitate
lucrurile nu sunt aşa, iar de calitatea acesteia
depinde buna funcţionare a unui PC.

Problema cu care se confruntă adesea cei care
îşi modifică singuri configuraţia hardware a PC-ului
o reprezintă blocarea calculatorului după ce aces¬
ta rulează o perioadă mai scurtă sau mai lungă de
timp, cu noile componente, evident mai puternice
ca performanţe, dar şi în ce priveşte consumul de
resurse. Explicaţia are la bază tot banala sursă de
alimentare. O dată cu instalarea noilor compo¬
nente, cererea de putere este mai mare, iar în
cazul în care aceasta este la limită sau depăşeşte
puterea nominală a sursei, duce la o instabilitate a
parametrilor tensiunilor pe diferite ieşiri, rezultatul
fiind uşor de constatat.

De la apariţia primelor calculatoare şi până azi
au fost concepute mai multe tipuri de surse de ali¬
mentare, în principiu standardizate, pentru a
înlesni remedierea eventualelor defecte. Cele mai
cunoscute sunt de tip AT sau ATX. Principalele ca¬
racteristici sunt:

-tipul conectorului prin care se face alimentarea
plăcii de bază;

sunt tensiunile pozitive (3,3V/ 5W 12V), cărora le
corespund curenţi de zeci de amperi la sursele mai
noi. Tensiunile negative sunt folosite într-o măsură
mult mai mică, fiind necesari curenţi de 0,5-0,8-1A
cel mult. Pe lângă aceste tensiuni şi curenţii maximi
admisibili pentru acestea, producătorul mai pre¬
cizează doi parametri: PS_ON şi PW_OK.

PS_ON (denumirea provenind de la power soft)
are ca scop închiderea automată a calculatorului
prin intermediul soft-ului atunci când i se dă
comanda de oprire.

PW_OK ( denumirea provenind de la power ok)
constă în transmiterea unui semnal din partea sur¬
sei către placa de bază, în momentul în care
aceasta şi-a stabilizat tensiunile şi este practic
capabilă să alimenteze unitatea centrală. Timpul de
răspuns pentru acest semnal este în principiu de
0,1-0,5s. Dacă acest semnal s-a transmis cu suc¬
ces, se dă controlul mai departe, spre exemplu
BlOS-ului. O proastă funcţionare a lui PW_OK se
manifestă prin incapacitatea PC-ului de a porni
iniţial, ci doar după resetare sau tastarea secvenţei
CTRL+ALT+DEL. în figura 1 sunt prezentate aran¬
jarea pinilor la conectorul tip AT pentru alimentarea
plăcii de bază precum şi semnificaţia lor sau tensi¬
unile furnizate, iar în figura 2 în mod analog pentru
conectorul tip ATX.

Având în vedere cele de mai sus, o sursă de ali¬
ni e n t a r e
proastă calitativ
duce la pro¬
bleme precum:

-erori de
pornire la

punerea sub
tensiune a

Tensiunea

Circuitul pe care îl alimentează

+3,3V

Circuite electronice (CIP-uri), slot-uri PC1/AGP, DIMM-uri

+5V

Circuite electronice (CIP-uri), slot-uri PCI/AGP, SIMM-uri, slot-uri ISA, partea eletronică pentru

HDD/FDD/CD-ROM drive

+12V

Partea de putere (motoare) pentru HDD/FDD/CD-ROM drive

-5V

Slot-uri ISA, FDD drive-uri mai vechi

-12V

Eventual port serial sau circuite de tip LAN

-modul de conectare/deconectare: cu întrerupă¬
tor mecanic la AT şi respectiv prin intermediul soft¬
ului la ATX.

Este necesară precizarea tensiunilor (foarte sta¬
bile) pe care trebuie să le furnizeze o sursă.
Acestea sunt prezentate în tabelul alăturat.

După cum se poate observa din tabel, principale

unităţii centrale;

-blocarea sistemului în timpul unei funcţionări
normale, fără a rula softuri care să necesite foarte
multe resurse;

-restartare spontană a sistemului;

-încălzire excesivă a sursei şi implicit a sistemu¬
lui.

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM PC

por+ocoliu ^PVR_[]iO
roşu c+sv ;•
gaffoen (+12\D
albas-tru C-L2V)
negru ■!0'/)
negru (0V>

negru <0V?
negru <0V!)
alb C-5V5
P05U <+5V)
roşu <-»-5V)
roşu <+5V>

Conector tip AT pentru alimentarea plăcii de bază

por-tocallw <+-3j3V>
portocaliu C+3,3V)
negru <0V>
roşu <+5V>
negru (0V>

roşu <+5V>
negru 10V>

Ori <PVR_OK)
nov <+5VSB)
galben (+12V)

Conector tip ATX pentru alimentarea plăcii de bază

portocaliu <-*3»3V>
albastru <-l£Y>
negru fOV)
verde <PS_QN>
negru <0V>
negru (OV)
negru <0V>
alb <-5V>
roşu <+5V>

roşu <+5V>

Sfaturi practice

1. Este bine ca la anumite intervale de timp să
demontaţi sursa spre a o curăţa de praf. în caz con¬
trar acesta, în prezenţa umezelii din aer, are toate
şanseje să creeze un mediu prielnic pentru scrtcir-
cuite. în plus este posibil ca nici ventilatorul să nu mai
funcţioneze la turaţia nominală datorită încărcării
excesive.

2. O experienţă realizată pe propriul calculator:
mulţi dintre noi, când pornim PC-ul trebuie să alimen¬
tăm cu tensiune nu doar unitatea centrală şi moni¬
torul, ci şi multe alte periferice, operaţiunea fiind
supărătoare. Problema se poate rezolva prin ali¬
mentarea unui releu a cărui bobină lucrează la tensi-

unea de 12V (iar curentul suportat pe contacte se
alege funcţie de consumatori, la limită putând fi mon¬
tate două relee, dar pentru două prize distincte), de la
tensiunea de 12V furnizată de sursă (ieşirea pe
conectorii pentru HDD/FDD/CD-ROM drive, dar nu
din conectorul pentru placa de bază). Prin intermedi¬
ul său se realizează comandarea unei multi-prize din
care se vor alimenta toate perifericele ce trebuie să
funcţioneze concomitent cu PC-ul. Veţi constata cât
de simplu pot fi oprite toate acestea printr-o simplă
comandă de închidere dată sistemului de operare. Eu
o folosesc practic de mult timp fără a avea vreo influ¬
enţă nedorită asupra sistemului. în ce priveşte con¬
sumul, putem chiar să-l neglijăm, pentru releele
obişnuite la aceste valori fiind de circa 40 mA.

TEHNIUM decembrie 2004

-CITITORII RECOMANDĂ-

DIN NOU DCSPRC

Incubatoare

Mie STOICA, Urziceni

în continuarea celor prezentate în revista TEHNIUM
nr. 2/2004 la pag. 22, voi comenta alte două probleme
apărute la incubator şi care influenţau negativ buna lui
funcţionare. Precizez că este vorba de acelaşi tip de
incubator, pe care l-am menţionat la început.

O problemă care se manifestă la unele incubatoare
este că după un timp relativ scurt de la cumpărare şi
punere în funcţionare, încep să producă un zgomot con¬
tinuu, destul de supărător. Acest zgomot se datorează în
exclusivitate ventilatorului.

Motorul electric al acestuia este de presupus că a

fost bine centrat şi echilibrat, se poate constata uşor
dacă funcţionează fără elice. După ce i se ataşează
elicea prin presare pe axul rotorului, motorul nu mai
merge “rotund”. Rotorul său începe să vibreze în direcţii
diferite şi produce zgomot, care este amplificat prin
rezonanţă de structura rigidă a incubatorului. Chiar dacă
este din material plastic şi relativ uşoară, în urma injec¬
tării în matriţă, elicea prezintă în mod sigur vicii de formă
şi de structură internă (densitate diferită) de la o zonă la
alta. Oricât de mici ar fi aceste diferenţe, ele determină
efecte centrifuge destul de mari datorită turaţiei ridicate
a motorului. De aici rezultă o funcţionare cu vibraţii şi

şocuri, care provoacă apariţia zgomotului.

Am constatat că acest zgomot apare în mod special
la incubatoarele la care ansamblul ventilatorului este
montat în aşa fel încât elicea era situată sub motorul
electric - figura 1 a. Dacă se modifică această poziţie de
montaj, astfel ca elicea să fie situată deasupra motoru¬
lui - figura 1 b, zgomotul se reduce chiar foarte mult.

Aceasta este şi soluţia rezolvării problemei, simplă în
principiu dar puţin mai complicată ca manoperă. La
unele exemplare de incubator am constatat că ansam¬
blul ventilatorului era montat cu motorul electric în exte-

rior, lângă blocul electronic, iar elicea în interior. La
altele, cum era cel pe care îl deţin, şi motorul şi elicea
erau în interior dar, în ambele cazuri, era adoptată din
fabrică poziţia de montaj din figura la. Pentru a rezolva
problema, trebuie confecţionat un suport rigid pentru
motorul electric, care să asigure o poziţie ca în figura 1b,
şi tot ansamblul în interiorul incintei incubatorului.

în această privinţă pot fi multe soluţii. Se poate rezol¬
va, de exemplu, cu două console separate sau, cum am
procedat eu, confecţionând un suport dintr-o singură
bucată.

Am procurat o bucată de platbandă din oţel moale,

. __ , f - ..

( - - J-- H /p

> \\ <y \ \\ -<

£ _J)_ A 9 _)Lî

A, B, C, D - găuri <|>3

320

TEHNIUM decembrie 2004

’1

CmTORII RECOMANDĂ

cu lungimea de cca 40 cm,
având grosimea de 0,8 mm
şi lăţimea de 16 mm.

Am prelucrat manual din
acest material o piesă con¬
form desenului din figura 2.

Se observă că toate cele
patru găuri, A, B, C, D, cu
diametrul de 3,2-3,5 mm,
sunt plasate pe axa de
simetrie orizontală.

Totodată ele sunt simetrice,

A cu B şi C cu D, faţă de o
axă de simetrie x-y.

Foarte important este
ca distanţa dintre centrele
orificiilor A şi B să fie egală
cu distanţa dintre centrele
orificiilor practicate în
peretele incubatorului pen¬
tru fixarea motorului elec¬
tric, cca 35 mm.

Am rectificat bucata de
platbandă la capete con¬
form figurii 2, colţurile teşite
fiind necesare ca să per¬
mită fixarea motorului elec¬
tric pe capetele suportului.

Am executat cele patru
găuri, după care am mode¬
lat cu mâna şi cu ajutorul
unui cleşte potrivit bucata
de platbandă prelucrată,
astfel încât să arate ca în
figura 3. Această formă
este necesară pentru că în
spaţiul interior delimitat de
platbandă se va roti elicea
ventilatorului.

La cele două capete, în
orificiile C şi D, am montat
motorul electric, ca în figu¬
ra 4, cu ajutorul a două
şaibe, şuruburi şi piuliţe
M3. Dacă este necesar, se
mai fac ajustări cu pila
până când se realizează un
montaj corespunzător.

Am ataşat elicea şi apoi întreg ansamblul l-am fixat
cu şuruburi, şaibe, rondele amortizoare din cauciuc sau
plută şi piuliţe M3, de peretele superior al incintei incu¬
batorului, în interior. Reamintesc că am utilizat aceleaşi
orificii folosite de fabricant la fixarea motorului electric.

Am făcut conexiunile electrice la motor, prelungind şi
izolând corespunzător firele de legătură.

Important este să se verifice ca elicea să se rotească
liber, într-un plan orizontal paralel cu planul de bază al
incubatorului. Dacă se observă abateri, se deformează
suportul de platbandă până când se constată că s-a
asigurat această orizontalitate.

Procedând în acest mod, am reuşit să reduc zgomo¬
tul incubatorului atât de mult, încât nu se mai simte
decât în imediata sa apropiere.

O altă problemă cu care m-am confruntat în timpul
utilizării incubatorului se referă la asigurarea şi

menţinerea temperaturii de
funcţionare. Am observat că
atunci când incubatorul era
pus în funcţiune în perioade
de timp cu temperaturi ale
mediului ambiant mai mari
de 25°C, de exemplu în
lunile iunie, iulie sau în
încăperi încălzite, tempe¬
ratura de regim a incuba¬
torului nu se mai menţinea
la valoarea reglată de 38°C.
Practic nu mai avea loc
reglarea automată a tem¬
peraturii, dacă temperatura
creştea, nu mai decupla
încălzirea sau dacă tempe¬
ratura scădea, nu mai cupla
încălzirea. La început am
procedat la corecţia
repetată a reglajului tem¬
peraturii şi după ce am dis¬
trus de două ori
potenţiometrul multitură cu
care era prevăzut blocul
electronic, am trecut la o
analiză mai serioasă.

Concluzia a fost că totul
se datora punctului de
funcţionare în care se află
la un moment dat termis-
torul, adică elementul sen¬
sibil care măsoară tempe¬
ratura de regim a incuba¬
torului.

Reglarea acestei tem¬
peraturi este de tip bipo-
ziţional, la care temperatura
măsurată de termistor este
comparată cu o tempe¬
ratură de referinţă prereglată
cu ajutorul potenţiometrului
multitură. în funcţie de rezul¬
tatul acestei comparaţii, se
comandă încălzirea prin
intermediul unui triac aflat în
circuitul de alimentare cu
tensiune de la reţea, a unei rezistenţe de încălzire. Acest
proces de încălzire durează până când se reduce la zero
diferenţa dintre valorile comparate.

Pe de altă parte, mai intervine un lucru foarte impor¬
tant. Blocul electronic care reglează automat temperatu¬
ra se caracterizează printr-un histerezis de comutaţie.
Din această cauză comutaţia are loc în două puncte în
loc de unul. Dacă, de exemplu, am pornit incubatorul,
încălzirea durează până când în interiorul său se ajunge
la temperatura prescrisă şi atunci încălzirea se opreşte.
Abia după ce temperatura coboară, nu imediat sub va¬
loarea reglată, ci cu un grad sau chiar două mai jos,
porneşte din nou încălzirea. Acest decalaj se datorează
tocmai acelui histerezis de comutaţie de care am
pomenit mai înainte. Totodată acestui histerezis, ca
dimensiune în valoare absolută a unui interval, îi cores¬
punde un anumit interval de variaţie a rezistenţei ter-
mistorului, iar la acesta corespunde un anumit interval

-80

TEHNIUM decembrie 2004

CITITORII RECOMANDĂ

de variaţie de temperatură. Mai mult decât atât, cum his¬
terezisul de comutaţie este o caracteristică proprie
blocului electronic şi diferită de la un incubator la altul,
comutaţia are loc dacă şi numai dacă termistorul ajunge
să realizeze datorită variaţiei temperaturii, o variaţie de
rezistenţă suficientă ca histerezisul să fie parcurs ca
interval de la un capăt la celălalt cel puţin la limită. Dacă
variaţia de rezis¬
tenţă este mai
mică, atunci
comutaţia nu mai
are loc şi incuba¬
torul rămâne
“agăţat” în una
din cele două situ¬
aţii, adică în¬
călzire sau răcire
continuă.

Totul se
datorează urmă¬
torului fenomen.

Termistorul este o
componentă care
se caracterizează
electric prin faptul
că are o variaţie
de rezistenţă ne¬
gativă şi neliniară
în raport cu vari¬
aţia temperaturii mediului unde este plasat. Această
variaţie determină o curbă de forma celei reprezentate
în figura 5. Se observă că la o temperatură a mediului de
până la 20°C avem pentru termistor puncte de
funcţionare în care la o variaţie de temperatură de câte¬
va grade corespunde o variaţie de rezistenţă “consisten¬
tă” pentru termistor. Acest lucru asigură cu certitudine
parcurgerea întregului histerezis de comutaţie şi în con¬
secinţă o comutaţie sigură pentru reglarea temperaturii.

Dacă temperatura mediului creşte la valori apropiate
de 30°C, la care se mai adaugă şi temperatura din inte¬
riorul incubatorului, de peste 40°C, plus alte influenţe,
punctul de funcţionare al termistorului se deplasează pe
curbă în alt loc, spre temperaturi mai mari, şi se ajunge
în situaţii când intervalul de variaţie a rezistenţei termis¬
torului, pentru acelaşi număr de grade de temperatură,
se micşorează extrem de mult faţă de limita admisă. în
astfel de cazuri, dacă blocul electronic este unul mai
“leneş”, el nu mai sesizează parcurgerea histerezisului,
ajungând uneori să confunde extremele acestui interval.
Din această cauză sistemul de reglare a temperaturii
rămâne blocat.

Dacă, în astfel de situaţii, lăsăm incubatorul să nu
funcţioneze un timp oarecare, după care îl pornim, vom
constata că totul a revenit la normal, dar nu pentru mult
timp. Un asemenea mod de funcţionare este contrapro-
ductiv.

Toate aceste aspecte se datorează faptului că ele
determină pentru termistor un punct de funcţionare
flotant, în funcţie de amplasamentul incubatorului la uti¬
lizator. lată şi motivul pentru care fabricantul recomandă
în mod expres în instrucţiunile de utilizare a incubatoru¬
lui, o temperatură ideală pentru locul de amplasare a
incubatorului de 15...17°C. Totuşi, o asemenea condiţie
ideală este destul de greu de asigurat atunci când incu¬
batorul trebuie utilizat şi în perioade de timp când -

vorba politicianului - “iarna nu-i ca vara” şi invers. Totul
se reduce la găsirea unui segment minim de puncte de
funcţionare pentru termistor care să asigure buna
funcţionare a incubatorului pentru cât mai multe situaţii
diferite.

La incubatorul meu, dar şi la altele “contemporane”
cu el, termistorul era plasat în interior, destul de aproape

de peretele superior,
astfel că el primea
din abundenţă căl¬
dură, fiind influenţat
cel mai mult de rezis¬
tenţa de încălzire şi
mai puţin de aerul din
spaţiul interior al
incubatorului. Din
această cauză se
ajungea la situaţiile
nedorite de care am
vorbit mai înainte.
Rezolvarea pro¬
blemei constă, deci,
în plasarea termis¬
torului în alt loc, într-o
zonă în care să se
asigure temperaturi
care să permită o
comutaţie sigură.
Soluţia cea mai bună,
poate ideală, ar fi ca acest termistor să fie fixat în zona
în care se află stratul de ouă, dar se complică procedu¬
ra de utilizare a incubatorului. Alte soluţii care să evite
acest lucru se pot găsi destul de uşor. Eu, de exemplu,
am procedat în felul următor: am dezlipit termistorul de
la blocul electronic şi i-am prelungit terminalele cu două
bucăţi de conductor subţire, liţat şi izolat, lungi de cca 20
cm. Am izolat fiecare lipitură de prelungire separat şi
apoi ambele fire le-am trecut printr-o bucată de tub izo¬
lator din plastic mai larg, lăsând liber termistorul. Cu aju¬
torul a două brăţări mici, din tablă subţire, am fixat foarte
strâns termistorul, peste partea acoperită de tubul izola¬
tor de suportul ventilatorului, spre exterior, conform fi¬
gurii 6. în final, am poziţionat firele de legătură ale ter¬
mistorului în aşa fel încât să nu fie agăţate de elicea
ventilatorului în timpul funcţionării, le-am scos capetele
în exterior prin orificiul prevăzut din fabrică pentru ter¬
mistor şi le-am lipit la blocul electronic.

Foarte important este faptul ca termistorul să nu mai
fie mişcat din poziţia în care a fost fixat, pentru că în
funcţie de această poziţie se reglează temperatura de
referinţă de 38°C în incubator. Orice modificare a aces¬
tei poziţii, mai ales pe verticală, determină abateri de la
temperatura normală de funcţionare şi, deci, un regim
necorespunzător de incubaţie pentru ouă. în astfel de
situaţii se impune verificarea şi reglarea temperaturii. Pe
de altă parte, termistorul, în această nouă poziţie,
aproape de nivelul sitei (grătarului) de protecţie care
vine deasupra stratului de ouă, este mai puţin influenţat
de căldura directă, disipată de rezistenţa de încălzire,
având în vedere că se află la o distanţă mai mare de
aceasta.

în încheiere, menţionez că am efectuat toate cele
patru operaţii de “modernizare” a incubatorului şi după
mai mulţi ani de utilizare în aceste condiţii, sunt mai mult
decât mulţumit de rezultatele obţinute.

TEHNIUM decembrie 2004

CITITORII RECOMANDĂ

cens

NUMERIC

Vasile BRUMEA, Brăila

Montajul prezentat în figura 1
este un ceas numeric realizat cu cir¬
cuitul integrat LM 8560, produs al
firmei “National Semiconductors”
(sau echivalentul “Texas
Instruments” - TMS 3450 NL). Se
remarcă simplitatea schemei,
numărul redus de componente,
comparativ cu alte montaje similare,
şi uşurinţa realizării cablajului sim¬
plu placat. Precizia ceasului este
deosebit de bună, asta bineînţeles
datorită performanţelor deosebite
ale C.I., care conţine în capsulă
“cam tof (oscilator, divizoare de
frecvenţă, numărătoare de minute şi
ore, decodoare, logica de comandă
a afişajului). In plus, oscilatorul
intern este sincronizat cu frecvenţa
reţelei (pin 25, R3) pentru a nu
apărea erori în procesul de
numărare. Astfel, pentru 50 Hz,
frecvenţa reţelei la noi, pinul 26 se
leagă la masă (pentru 60 Hz se lasă
"în aer”).

Montajul se întâlneşte în unele
scheme de aşa-numite “radio cu
ceas” prezente pe piaţă în ultimii ani,
produse de unele firme mai mult sau
mai puţin cunoscute. Circuitul inte¬
grat se poate procura din astfel de
aparate dezafectate, întrucât perfor¬
manţele radioului sunt destul de
modeste.

S-a renunţat la alte facilităţi pe
care le oferă circuitul, pentru simpli¬
ficarea schemei, astfel ca montajul
să fie accesibil şi amatorilor mai

puţin experimentaţi.

Numărarea orelor se poate face
în două moduri:

- între 1 şi 12 - pinul 28 al C.l.
lăsat liber (1 logic);

- între 1 şi 24 (zero) - pinul 28 la
masă (ca în figură).

Afişajul este cu LED-uri, are
indicativul LMC 6221 şi dimensiunije
de aproximativ 92 mm x 25 mm. în
consecinţă, şi cablajul realizat are
aceleaşi dimensiuni, pentru a putea
fi montat sub afişaj cu ajutorul unor
distanţieri de 13 mm înălţime şi al
unor şuruburi M2.

Conexiunile între cele două

plăcuţe se realizează cu ajutorul
unor fire izolate, montate oblic.

La pinul 14 al C.l. se regăseşte
frecvenţa de 1 Hz, rezultată din
lanţul de divizare, ce poate fi pusă în
evidenţă în două feluri:

a) se leagă pinul 30 al afişajului
la pinul 14 al C.l. (ştrap SI), cele
două “puncte” de pe display, dintre
cifrele afişajului “clipind” în ritm de o
secundă;

b) la extremităţile stânga şi
dreapta-jos ale afişajului există două
LED-uri nefolosite în montaj. Se
poate folosi unul din cele două
puncte pentru afişarea secundelor,

25 0

TEHNIUM decembrie 2004

CITITORII RECOMANDĂ

ACI

AC2

GND

ORE MIN GND

^ ? C1 «*o-°

T o4#o 1 R4 ooo.oo

H-

}. d 5 4-

£ £ £> *0 0 T 0 -CZ3- 0

3 HjW ®. :

(irz:

0-M-o

0 — 1

- SA

no I 44 i O— —- ■(

4 ? o /

, T f î? 'î? 4-

uuuuuuuuu

BAT

21 30

DISPLAY

DISTANŢIER
CABLAJ
PIULIŢĂ
ŞURUB M2

legând la pinul 14 al C.l. pinul 4 al
afişajului (ştrap S4) pentru punctul
din stânga sau pinul 27 (ştrap S3)
pentru punctul din dreapta. în acest
caz, cele două puncte dintre cifrele
afişajului vor fi permanent aprinse
(ştrap S2). Pe placa de circuit se vor
realiza conexiunile pentru situaţia
dorită.

• Alimentatorul este realizat după
o schemă simplificată, nestabilizată
dar bine filtrată, alimentarea afişaju¬
lui fiind separată de cea a integratu¬
lui. Transformatorul trebuie să
scoată în secundar 2 x 8 V. fiind
realizat pe un miez de 3 cm^, tole
ferosiliciu. în primar se bobinează
3670 spire conductor CuEm 0,12
mm, iar în secundar 2 x 144 spire,
CuEm 0,35 mm.

După redresare, pe C3 se
măsoară o tensiune de cca -10,5 V.
Pentru afişaj, redresarea se face cu
D3 şi D4, R1 şi R2 limitând tensi¬

unea la maximum 2 V pentru fiecare
segment.

In cazul dispariţiei tensiunii de
reţea (“pană” de curent), dioda D5
care era blocată, având pe anod
potenţial mai mare decât pe catod,
se deblochează şi permite alimenta¬
rea integratului din bateria BAT de 9
V, tip 6F22. în această situaţie
afişajul este stins iar consumul din
baterie este de cca 5 mA. Situaţia
revine la normal (afişaj aprins, D5
blocată - consum din baterie nul)
după reapariţia tensiunii pe reţea.

Alăturat se prezintă cablajul rea¬
lizat la scara 1:1 şi modul de
echipare a acestuia.

întregul montaj se introduce în-
tr-o carcasă din plastic ale cărei
dimensiuni sunt dictate de mărimea
transformatorului. în partea frontală
se montează sandwich-ul format din
afişaj şi plăcuţa de cablaj, spaţiul din
spate fiind rezervat transformatoru¬

lui şi bateriei de 9 volţi. în partea de
sus se montează două contacte cu
revenire (push-buton miniatură sau
confecţionate artizanal din două
lamele elastice) pentru ajustarea
orelor şi minutelor.

Realizat îngrijit, montajul va fi de
real folos întregii familii.

LISTA DE PIESE

C.l. - LM 8560; TMS 3450 NL

Afişaj - LMC 6221

Dl, D4 - 1 N 4001

D5-1 N 4148

CI, C2 - 20 nF, ceramic

C3 - 1000 pF/16 V

C4 -10 nF, poliester metalizat

R1 - 33 Q/0,5 W

R2 - 68 Q/0,5 W

R3 - 68 kQ/0,25 W

R4 - 150 kQ/0,25 W

TEHNIUM decembrie 2004

——— ■ —-—-■—*

AMENAJĂRI ÎN AGRICULTURĂ-

-- Soluţii locale -

- pentru stocarea -

_şi FOLOSIREA APEI_

_în scop de IRIGAŢIE-

CP I dr. ing. dipl. Constantin NICOLESCU,

şef laborator „Irigaţii" Staţiunea de Cercetare - Dezvoltare pentru Irigaţii şi Drenaje Băneasa

1) UTILIZAREA DURABILĂ A APEI

Conform legislaţiei de profil (Legea nr. 107 / 1996),
care se va revedea în anul 2004, apa reprezintă o resursă
naturală regenerabilă, vulnerabilă şi limitată, element
indispensabil pentru viaţă şi pentru societate, materie
primă pentru activităţi productive, sursă de energie şi cale
de transport, factor determinant în menţinerea echilibrului
ecologic.

Apa nu este un produs comercial oarecare, reprezen¬
tând un patrimoniu natural care trebuie protejat, tratat şi
apărat ca atare, indiferent că este o sursă locală sau de
importanţă naţională. Fiind incluse în domeniul public al
statului, cunoaşterea, protecţia, punerea în valoare şi uti¬
lizarea durabilă a resurselor de apă reprezină acţiuni de
interes general.

2) CONSIDERAŢII PRIVIND FOLOSIREA
SURSELOR MICI DIN EXPLOATAŢII LE AGRICOLE

Aparţin domeniului public apele de suprafaţă cu albiile
lor minore, având lungimi mai mari de 5 km si cu bazine
hidrografice ce depăşesc suprafaţa de 10 km 2 , malurile şi
cuvetele lacurilor, apele subterane şi potenţialul energetic
valorificabil.

Albiile minore care nu sunt în domeniul public al statu¬
lui şi pe care curgerea nu este permanentă, aparţin
deţinătorilor (cu orice titlu) ai terenurilor pe care se
formează sau curg.

Proprietarii acestor albii trebuie să folosească aceste
ape în concordanţă eu condiţiile generale de utilizare în

bazinul respectiv.

Dreptul de folosinţă a apelor de suprafaţă sau subte¬
rane se stabileşte prin autorizaţia de gospodărire a apelor
şi se exercită potrivit prevederilor legale.

Apele de suprafaţă sau subterane pot fi folosite liber,
cu respectarea normelor sanitare şi de protecţie a calităţii
apelor, pentru băut, adăpat, irigat, spălat şi alte trebuinţe
gospodăreşti, dacă pentru aceasta nu se folosesc insta¬
laţii sau se folosesc instalaţii de capacitate mică de până
la 0,2 dm 3 / s, destinate exclusiv satisfacerii necesităţilor,
gospodăriei proprii.

Poluarea în orice mod a oricărei resurse de apă este
interzisă.

Utilizatorii de apă din aval, care au suferit daune mate¬
riale cauzate de o poluare accidentală, produsă în
amonte, sau de distrugerea unei construcţii de retenţie a
apei din amonte, au dreptul la despăgubire de la persoana
fizică sau juridică care se face vinovată, potrivit legii.

Deţinătorii de terenuri din aval sunt obligaţi să
primească apele ce se scurg în mod natural de pe
terenurile situate în amonte.

Lucrările de barare sau de pe cursurile de apă vor fi
astfel concepute, realizate şi exploatate, încât să nu influ¬
enţeze defavorabil curgerea apelor, în vederea asigurării
atât a stabilităţii acestor lucrări, a albiilor minore şi a
malurilor, cât şi pentru prevenirea unor efecte păgu¬
bitoare.

Aşa după cum s-a prezentat în nr. 2 / 2004 al revistei
,, Tehnium “, în cazul terenurilor neamenajate pentru irigat

TEHNIUM decembrie 2004

AMENAJĂRI ÎN AGRICULTURĂ

x K

din extravilan şi al celor din intravilan, al existenţei unor
surse mici şi al condiţiilor locale favorabile, se pot iriga
suprafeţe mici (1-3 ha), în funcţie de mărimea cerinţelor
de apă ale plantei, de caracteristicile sursei, de perfor¬
manţele utilajului de ridicare a apei şi de gradul tehnic al
instalaţiei de udare.

3) SOLUŢII SIMPLE DE STOCAREA APEI PE
CURSURI MICI

Soluţiile sunt aplicabile în condiţiile respectării
regulilor menţionate la pct. 2 şi a satisfacerii cerinţelor
standardului naţional de calitate (STAS 9450 - 88) , refe¬
ritor la pretabilitatea resurselor de apă pentru irigaţie
(clase de mineralizare şi de alcalizare). Având în vedere
că, volumul tranzitat de un curs mic este variabil în timp şi
spaţiu, scopul acestor soluţii de stocare constă în
reţinerea unei anumite părţi şi menţinerea relativ constan¬
tă a cotei nivelului apei.

Soluţia în ansamblul său
se numeşte retenţie, are
ca element principal o
construcţie hidrotehnică
de un anumit tip, iar can¬
titatea de apă stocată în
amonte de această con¬
strucţie formează un lac
de acumulare.

Fără a face o analiză
exhaustivă a soluţiilor
existente, luând în con¬
siderare progresul tehnic
şi un anumit grad de
modernism, se prezintă
două categorii de lucrări
de stocare ieftine, simple
de realizat şi de
exploatat, fezabile pentru
exploataţii agricole mici.

3.1) Stavila gonflabilă

Soluţia este neuzată moral, se aplică frecvent în
Austria şi Japonia, în România fiind omologată cu impli¬
carea SCDID (ICITID), în anumite variante din anul 1980.

Acest tip de stavilă face parte din categoria regula¬
toarelor de nivel şi de debit, cu acţionare hidraulică şi
funcţionare continuă.

Elementul de retenţie (stavila) este mobil, are dimensi¬
uni variabile, fiind realizat dintr-un material flexibil (tip de
cauciuc) şi se fixează direct sau indirect de patul albiei, în
aşa fel încât să se evite afuierea (antrenarea terenului
care constituie patul albiei).

în figura 1 se prezintă soluţia constructivă generală,
cea mai frecventă, în care interiorul stavilei se umple cu
apă. Principalele componente sunt următoarele: fundaţie
din beton pentru fixarea stavilei flexibile - (1), bulon de
scelment - (2), placă din metal pentru ancorare - (3), ele¬
ment metalic pentru
prinderea demontabilă
a stavilei - (4), corpul
stavilei - (5).

Elementul reglabil
este reprezentat de
nivelul apei în amonte
de stavilă care rea¬
lizează o anumită
adâncime (Ht) . în
soluţia din figura 1,
adâncimea (H!) este
realizată direct de
stavilă. Adâncimea apei
în aval de stavilă (H 2 ) se
stabileşte în funcţie de
debitul necesar pentru
funcţionarea regulatoru¬
lui, corespunzător prin¬
cipiilor de utilizarea apei
în bazinul respectiv.

TEHNIUM decembrie 2004

AMENAJĂRI ÎN AGRICULTURĂ

Materialul stavilei
are grosimea de 2 - 5
mm, aleasă în funcţie
de pericolul de abrazi-
une şi de presiunea
exercitată de apă (pre¬
siunea hidrostatică)
asupra acesteia. Efortul
asupra stavilei este ori¬
entativ în intervalul 50 -
200. daN.

în soluţia construc¬
tivă din figura 2, stavila
este poziţionată pe un
prag din beton care are
şi rolul de a mări cota
nivelului (respectiv
adâncimea apei) în
amonte

(H/= H 1 +

Modul de umplere -
evacuare a stavilei cu
apă şi de reglarea
nivelului se prezintă în
figura 3. Corpul se
umple cu apă sub pre¬
siune, de la o cotă
superioară cu 1 - 2 m
la generatoarea supe¬
rioară, prin tuburile
(masă plastică, metal)

(6-7). Evacuarea apei
se face în scop de
golire, pentru mutarea
stavilei pe un alt
amplasament sau pen¬
tru conservare în
sezonul rece, prin
tuburile (6-8) .Tuburile
(7, 8) sunt prevăzute cu
robinete.

Reglarea şi menţi¬
nerea nivelului apei se
fac în funcţie de presiunea în interiorul stavilei, posibil de
reglat printr-un rezervor (10) cu rol de vas de expansiune
şi un tub (9) din masă plastică (D n = 25 mm). Rezervorul
se amplasează la o cotă superioară cu 1 - 2 m la gene¬
ratoarea superioară a corpului stavilei şi are volumul de
înmagazinare de 10 % din volumul interior al stavilei.

Pentru protecţia corpului stavilei la acţiunea de înţe¬
pare, este prevăzut la partea superioară un şorţ din cau¬
ciuc cu grosimea de 5 cm.

Nivelul şi respectiv debitul depind de valoarea înălţimii
(grosimii) lamei de apă care se deversează la partea
superioară a corpului stavilei (Ah). Pentru o anumită va¬
loare a nivelului prestabilit, este necesar ca valoarea (Ah)
să varieze foarte puţin, deci stavila să fie autoreglabilă.

Modul de realizare a autoreglării unui nivel existent
poate fi descompus în următoarele secvenţe:

(*) La mărirea debitului tranzitat din amonte, în prima
fază, sarcina hidraulică (Ah) creşte la o valoare (Ah-j),
conducând la creşterea presiunii exterioare cu care apa
acţionează asupra stavilei şi, în consecinţă şi a presiunii
din interior. în aceste condiţii, se refulează un anumit
volum în rezervorul (10) şi se reduce înălţimea stavilei.

în faza a doua, ca urmare a reducerii înălţimii, creşte
debitul tranzitat (deversat) , antrenând reducerea valorii
sarcinii hidraulice (Ah-j), care revine la valoarea (Ah).

(**) La

scăderea debitu¬
lui tranzitat din
amonte, sarcina
hidrauluică dever-
santă (Ah) scade
la o valoare (Ah 2 \,
reducând pre¬
siunea hidrosta¬
tică asupra cor¬
pului stavilei şi
conducând la
reducerea înăl¬
ţimii stavilei şi la
accesul unui
volum din bazinul
rezervor.

în faza a
doua, volumul de
apă sub presiune
care intră în cor¬
pul stavilei ridică
partea superioară
a acesteia,
mărindu-i înăl¬
ţimea şi readuce
sarcina hidraulică
deversantă la va¬
loarea iniţială
(Ah).

Dimensio¬
narea corectă a
stavilei gonflabile
presupune sta¬
bilirea pentru
fiecare amplasa¬
ment a ele¬
mentelor de
exploatare (H 1t
H 2 , Ah), a debitu¬
lui tranzitat şi a
celui posibil de
prelevat. Cerce¬
tări efectuate au condus, pentru diferite tipodimensiuni de
stavile, la valori posibil de realizat pentru debitul
unitar deversat (debitul pe 1 m lăţime de stavilă) de
5 - 80 dm 3 / s pentru Ah = 2 - 15 cm.

Se poate constata că, din punct de vedere tehnic,
soluţia poate fi aplicată şi pentru cursuri cu debit impor¬
tant, dacă se are în vedere că debitul unei instalaţii ma¬
nuale de udare prin aspersiune cu diametrul de 100 mm
şi lungimea de 306 m este de 16 - 18 dnrr/ s şi poate
servi până la 15 ha.

De asemenea, cercetări realizate au condus la
schema din figura 4, în care stavila se fixează prin
şuruburi distanţate la 10 cm, pe un cadru metalic
( 18-20 mm) în formă de U, în funcţie de secţiunea
transversală a cursului în secţiunea analizată. Cadrul
metalic se montează pe o fundaţie din beton, care se
încastrează în taluze.

în cazul amplasării pe canale de diferite ordine ale
reţelei de desecare - drenaj, se poate face o reglare a
nivelului în trepte (biefuri) , conform schemei din figura 5.
Această soluţie este importantă pentru amplasamentele
cu drenuri, unde prin supraînălţarea nivelului din canalul
colector, se poate realiza o circulaţie inversă a apei faţă
de drenaj, alimentându-se solul direct cu apă
(subirigaţie).

dl 4

^wi

f *

v x

' 5

TEHNIUM decembrie 2004

AMENAJĂRI ÎN AGRICULTURĂ

în debit mic ş( înălţime de ridicare mai mare decât va¬
loarea căderii. în cazul lacurilor de retenţie cu luciu de apă
mare, sarcina hidraulică la intrarea în berbecul hidrauluic
(BH) variază foarte puţin. Comparativ cu schema de ame¬
najare prezentată în nr. 2 / 2004 al revistei „Tehnium”, care
este specifică alimentării din cursuri fără retenţie, se pre¬
zintă situaţia în cazul celor cu acumulări (fig 9).

în această situaţie, schema de amenajare include:
conducta de aducţiune (C cu lungime de regulă mică (10
- 20 m) şi cu sită de protecţie la intrare, căderea (H) de

3.2) Stavila plutitoare

Stavila se realizează din metal, fiind compusă dintr-o
cuvă trapezoidală sau un oblon solidarizat cu două cor¬
puri plutitoare, cu rolul de element de acţionare şi de
comandă (figura 6) . Dacă aceste corpuri plutitoare sunt
amplasate în aval de cuvă (oblon) , atunci se reglează
nivelul din bieful aval şi invers. Este foarte important ca
secţiunea stavilei să fie identică cu a albiei (cursului),
privitor la lăţimea la partea inferioară şi la unghiul de
înclinare al taluzelor.

Pentru menţinerea stavilei în secţiunea de con¬
trol, aceasta se ancorează cu un cablu de un reper
fixat pe mal. Cablul serveşte şi pentru deplasarea
stavilei pe o altă secţiune de control.

Plutitorii sunt de formă cilindrică şi sunt comparti¬
mentaţi în 3 - 5 zone de lestare, pentru reglajul
pescajului şi / sau orizontalizarea plutirii.
Supraînălţarea realizată este de circa 0,50 m.

Avantajele soluţiilor de stocare cu stavile gonfla-
bile şi plutitoare comparativ cu soluţiile clasice (cu
energie din exterior pentru acţionare sau neamena¬
jat) constau în următoarele efecte pozitive:

- reducerea necesarului de forţă de muncă pentru
reglaj;

- valorificarea superioară a apei pentru irigarea
culturilor;

- posibilitatea de a se deplasa pe alte amplasa¬
mente compatibile şi de a le depozita în sezonul
rece;

- costuri mici pentru procurare, instalare, reme¬
diere, exploatare;

- economie de energie electrică pentru evacuarea
apei în surplus, în emisari;

- utilizarea durabilă a apei.

4) RIDICAREA (POMPAREA) APEI STOCATE
PENTRU IRIGAREA CULTURILOR

4.1) Pomparea cu transformatorul hidraulic

Soluţia se poate aplica în special pe cursuri cu

albia regularizată (sau canale), având în secţiunea
de lucru un debit tranzitat de 30 - 200 dm 3 / s şi prevăzute
cu o construcţie hidrotehnică cu rol de retenţie şi de
realizare a unei diferenţe de nivel între amonte şi aval de
minimum 1,50 m.

în astfel de condiţii se poate folosi transformatorul
hidraulic în circuit deschis Bărglăzan (THB), alcătuit din
două componente principale: turbina (cu rotor Kaplan) ,
cuplată direct cu o pompă centrifugă.

Soluţia este relativ puţin costisitoare, întrucât nu
foloseşte energie electrică sau combustibil pentru pom¬
parea cu motor termic. în sezonul rece ansamblul turbină
- pompă se demontează de pe teren.

Schema de amenajare (figurile 7, 8) are următoarele
componente: stăvilar cu stavilă, transformator hidraulic,
conductă de transport până la rezervorul de stocare a
apei pompate, instalaţie de udare prin brazde de tipul
EUBA - 150, culturile irigate (legume în câmp).

Pentru căderi (sarcină hidrauluică de turbinare) uzuale
de 2 - 4 m, se recomandă tipodimensiunea THB - 2 .
Plaja de situaţii posibile din practică, compusă din sarcini
de turbinare de 2 - 20 m H 2 0 şi debite turbinate de 0,60
-2,50 m 3 /s, se poate acoperi cu 9 tipodimensiuni de THB,
conducând la debite pompate de 15 - 220 dm 3 /s şi înălţi¬
mi de pompare de 30 - 90 m, cunoscându-se că raportul
dintre înălţimea pompată şi cea turbinată este de 3 - 10.

4.2) Ridicarea apei stocate cu berbecul hidraulic
Soluţia se prezintă în figura 9 şi se bazează pe

transformarea energiei hidraulice disponibile sub forma
unui debit mare şi a unei căderi (diferenţe de nivel) mici,

minimum 1 m, BH [ compus din corp, rezervor tampon
(RT) prevăzut la partea superioară cu o pernă de aer pen¬
tru amortizarea şocurilor, clapet plan de şoc (S-j)
acţionat de o tijă cu rol de reglare a cursei deschiderii
clapetului, supapă cu sens unic (S 2 ) amplasată între RT şi
corpul BH ], conducta de refulare (C 2 ) care pleacă din RT
şi conducta de tevacuare (C 3 ) a apei la funcţionarea supa¬
pei (S^. BH se fixează pe o fundaţie din beton şi se
cuplează de conducta (C-n prin flanşe.

De asemenea, instalaţia este prevăzută cu conductă şi
robinet de golire în sezonul rece. Instalaţia nu necesită un
adăpost închis, deşi o soluţie de protecţie de acest gen
este utilă pentru prevenirea accesului necontrolat.

TEHNIUM decembrie 2004

AMENAJĂRI ÎN AGRICULTURĂ

Debitul care vine de la acumulare (Q) este divizat în
două părţi, şi anume: o parte (q) care este refulat şi
folosit pentru irigare şi o altă parte (Q - q) care se eva¬
cuează (restituie) în cursul natural, în aval de instalaţie.

Performanţa instalaţiei derivă din valoarea randa¬
mentului, care la rândul său depinde de dimensionarea
corectă a elementelor componente.

Punerea în funcţiune a instalaţiei necesită
efectuarea următoarelor operaţii:

7T7mV \'T^Y /777T

a) Se deschide accesul în conducta (C^ .

b) Se deschide clapetul de şoc (S^, prin apăsarea tijei
de acţionare, se aşteaptă pentru umplerea cu apă a insta¬
laţiei şi se închide clapetul de şoc.

c) Pornirea instalaţiei rezultă prin apăsarea din nou a
tijei clapetului (St), care apoi se lasă liber. Apa care curge
prin clapetul (S^ reprezentând diferenţa (Q - q) creează
o diferenţă accentuată de presiune între presiunile care
acţionează pe cele două feţe plane ale clapetului, con¬
ducând la închiderea bruscă a acestuia.

d) închiderea bruscă a clapetului de şoc produce o
undă de suprapresiune faţă de cea din interiorul insta¬
laţiei, care deschide supapa (S 2 ), împingând un volum de
apă în rezervorul- tampon (RT).

e) Urmează o undă de depresiune, care conduce la
închiderea supapei (S 2 ) şi deschiderea supapei (S^,
ciclul repetându-se.

Rezultă că BH furnizează un debit pulsatoriu, cu o va¬
loare egală cu a mediei (q). Această caracteristică trebuie
luată în considerare la modul de funcţionare al instalaţiei
de udare.

Cercetări efectuate de Catedra de maşini hidraulice
din cadrul Facultăţii de Mecanică din Universitatea
Tehnică Timişoara şi de laboratorul Centrului de
cercetare ştiinţifică şi inginerie tehnologică pentru echipa¬
mente hidroenergetice Reşiţa, au condus la stabilirea
parametrilor constructivi - funcţionali pentru aceste tipuri
de instalaţii de ridicarea apei.

Pentru cei interesaţi şi pentru condiţii locale reprezen¬
tative, se prezintă în tabelul alăturat parametrii pentru trei
tipodimensiuni de berbeci hidraulici recomandaţi, în
ordinea crescătoare a performanţelor.

Caracteristicile constructiv-funcţionale
ale berbecilor hidraulici

Element

constructiv -

Simbol

Valoare pentru

tipul:

funcţional

III

Debit

disponibil

dm 3 / s

Sarcina

hidraulică

disponibilă

m H 2 0

Diametrul

corpului BH

200

400

600

Diametrul

conductei de

evacuare (C 3)

100

200

300

Debitul

pompat

dm 3 /s

1,5

3,5

înălţimea de

pompare

H + h

m H 2 0

TEHNIUM decembrie 2004

LA CEREREA CITITORILOR

Încărcător pentru acumulatoarele Ni-MH

Cornel ŞTEFĂNESCU

Prezentăm alăturat schema încărcătorului (6,5 V/400
mA) pentru acumulatoare Ni-MH utilizat la telefoanele
de tip SAGEM. în schema electronică tranzistorul Q3,
NPN, de tip BD 139 (237 etc.), montat pe un mic radia¬
tor, este comutatorul care permite trecerea întregului
curent de încărcare al acumulatorului. Montajul limi¬
tează atât curentul de încărcare, cât şi tensiunea pe
acumulator. Curentul este limitat la aproximativ 400 mA
cu circuitul format de rezistenţa R4 (1,2 ohmi / 0,5 W)
din emitorul lui Q3 şi tranzistorul Q2 (BC 171 etc.), care
este conectat cu colectorul în baza lui Q3 şi prin
deschiderea sa micşorează curentul de bază al comuta¬
torului şi implicit curentul de încărcare. Tensiunea este

limitată la 6,4 V cu circuitul alcătuit din tranzistorul Q4,
PNP (BC251 etc.), dioda satabilizatoare D1-PL5V6 şi
rezistenţa de polarizare R2 (1 kQ). Comanda tranzis¬
torului comutator Q3 se realizează prin intermediul
rezistorului R1 (47 ohmi) şi tranzistorului Q1 (BC171
etc.) conectat în baza lui Q3. Dacă tensiunea pe acu¬
mulator depăşeşte pragul stabilit (Udl + UbeQ4 + lbR2),
tranzistorul Q4 se deschide şi curentul care circulă prin
R1 determină deschiderea lui Q1, care comandă blo¬
carea lui Q3. Rezistenţa R3 (1 kQ) polarizează direct
tranzistorul Q3. Fără sarcină, tensiunea măsurată pe
condensatorul C3 (2200 pF / 16 V) este de
aproximativ 11 V.

Cititorii întreabă - specialiştii răspund

Domnule Progli,

îmi scrii că eşti student la Universitatea Tehnică Cluj,
dar nu spui la ce facultate şi în ce an eşti. în legătură cu
materialul solicitat, ţi-l pot trimite prin e-mail (figurile în
Attachement), dar mai întâi vreau să-ţi fac unele pre¬
cizări: pentru realizarea staţiei de telecomandă de care
aminteşti este nevoie de multă experienţă, îndemânare,
cunoştinţe teoretice şi practice, piese profesionale (nu
din comerţul cu ridicata) şi aparatură de măsură şi con¬
trol. Minimumul de aparatură de care trebuie să dispui
este:

1. Osciloscop catodic cu bază de timp şi ecran
etalonat pentru vizualizarea şi calibrarea semnalelor

digitale. Osciloscopul trebuie să aibă banda maximă de
cel puţin 50 MHz pentru a cuprinde banda de 27 MHz în
care lucrează staţia. Este preferabil să fie cu două spo¬
turi, dar este suficient şi cu un singur spot;

2. Frecvenţmetru digital, care să cuprindă banda de
27 MHz. Trebuie să aibă cel puţin 6 cifre şi stabilitatea în
frecvenţă F x 10' 3 4 5 * 7 ;

3. p - metru;

4. Indicator de câmp în banda de 26-27 MHz;

5. AVO - metru analogic sau digital.

Fără acest minimum de aparate de măsură degeaba
încerci să realizezi acest ansamblu de telecomandă.

Poate că este mai bine să cumperi o astfel de staţie,
care acum nu mai este foarte scumpă, preţul ei fiind de

cositori
aluminiu

Mie STOICA, Urziceni

Tehnologia acestei lucrări se
pare că se bucură de un interes
major pentru unii cititori ai revistei
TEHNIUM, dovadă fiind solicitările
destul de multe trimise la redacţie.

Pentru a le veni în ajutor, în cele ce
urmează, ca o continuare a articolului
publicat în revista TEHNIUM nr.
4/2003, la pag. 17, prezint o mică listă

lui

de materiale

publicate mai înainte
vreme şi care
tratează fiecare acest
subiect.

Menţionez în
mod special pentru
cei interesaţi că eu,
nefiind specialist în

- domeniu, nu pot da

nici un fel de explicaţii tehnice supli¬
mentare sau de amănunt în privinţa
acestei tehnologii. îi rog aşadar să
consulte cele prezentate mai jos şi
să le aplice după cum vor crede de
cuviinţă.

1. CONSTRUIEŞTE SINGUR
(carte), autor ing. Ene MARIN, pag.
31, Editura Tineretului, 1962

2. Sport şi Tehnică (revistă), nr.
10/1963, pag. 27

3. Tehnium (revistă), nr. 11/1981,
pag. 8

4. PREPARAŢI SINGURI (carte),
autor chim. Dan SERACU, pag. 153,
Editura Albatros, 1982

5. Tehnium (revistă), nr. 3/1986,
pag. 4

Nota redacţiei

Vă mulţumim, domnule llie
Stoica, şi vă cerem scuze şi pe
această cale (telefonic, ştiţi, am
făcut-o imediat) pentru regretabila
omisiune, din vina redacţiei, a sem¬
năturii (numelui) dv, la articolul
„Recondiţionarea contactelor la
tastaturi", pe care vi l-am publicat
în TEHNIUM nr. 1/2004. Sperăm să
nu rămâneţi supărat pe TEHNIUM
pentru acest mic incident.

TEHNIUM decembrie 2004

LA CEREREA CITITORILOR

UCMUATQ»

3,5-6 milioane (după complexitate şi număr de ser-
vomecanisme). în acest sens poţi lua legătura cu firma
SIERRA din Botoşani, telefon 0231533001 (doamna
Elena), cu firma ROUMANIENHOBYCENTER, tel.
0212236080 sau 0723193110 (domnul Tulbure Ştefan).

Ambele firme au site pe Internet, iar adresa de e-mail
ţi-o pot da persoanele amintite. Dacă doreşti o staţie în
perfectă stare, dar la mâna a doua, poţi vorbi cu dl
Sucsz Gury din Arad, tel. 0257256371. La toţi poţi să le
spui că ai luat legătura cu mine. Dacă însă doreşti să-ţi

construieşti singur o staţie, îţi recomand una mai simplă,
cu modulaţie în amplitudine şi cu 4 sau 6 canale digital-
proporţionale. Are rezultate bune şi consider că vei fi
mulţumit de ea, dacă bineînţeles o vei realiza conform
indicaţiilor din material. Totuşi, dacă vrei neapărat să
realizezi staţia descrisă de mine în numerele 1, 2 şi 3 /
2002 ale revistei Tehnium, îţi pot trimite şi acest materi¬
al prin fax sau e-mail cu Attachement. Te rog să-mi tri¬
miţi răspunsul prin intermediul redacţiei.

prof. univ. dr. ing. Sorin Pişcaţi

Cititorii întreabă -

Stimate domnule Bărbulescu,

Am să vă răspund punct cu punct, şi chiar mai mult.

1. îmi pare rău că nu am posibilitatea de a vă răspunde mai
repede, numai din vina dv., nu aţi menţionat în scrisoare nici
un telefon sau o adresă!

2. Sper că redacţia v-a trimis exemplarul solicitat al revistei
(dacă ştiam adresa, vă trimiteam eu unul).

3. Afirmaţia dv. despre amplificatoare seamănă cu o
axiomă (afirmaţie care în matematică nu cere demonstraţie),
iar formularea cu începutul unui basm: se ştie, încă din cele
mai vechi timpuri... Ei bine, afirmaţia dv. nu este o axiomă în
realitate: desigur, parametrii citaţi trebuie să tindă către mai
bine, chiar dacă se încadrează în standardele stabilite în acest
domeniu, dar se cunosc şi excepţii când, chiar dacă unii para¬
metri nu sunt străluciţi, amplificatorul în cauză a cunoscut o
apreciere din partea audiofililor datorită unui sunet de calitate.

în ceea ce priveşte puterea, aici lucrurile sunt departe de
acele sute de waţi pe care sunteţi convins că trebuie să le aibă
un amplificator HI-FI! în prezent, un procentaj de peste 75%
din amplificatoarele de pe piaţă sau aflate în uz curent au sub
100 W RMS pe canal (dintre acestea, marea majoritate nu
depăşesc 50-60 W/canal). Audiofilii cu situaţie financiară bună
îşi permit utilizarea unor amplificatoare cu tuburi cu puteri sub
20 W pe canal, la care mulţi parametri au valori sub cele ale
amplificatoarelor solid state (cu tranzistoare). Acest subiect
este însă mult prea vast pentru a-l discuta acum.

4. Problema pe care o aveţi - brumul - nu se poate rezolva
fără a cunoaşte mai multe detalii despre ce aţi cuplat şi cu ce!
Kit-urile pe care le-aţi utilizat aveau brum necuplate la calcula-

specialiştii răspund

tor? Aveaţi un potenţiometru de volum la intrare? Cu ce cablu
aţi făcut legătura cu calculatorul? Ce schemă are sursa? Dar
kit-ul? Vedeţi câte întrebări se ridică? Problema era mult mai
uşor de rezolvat dacă puteam să vă contactez direct!

5. Un preamplificator dotat cu filtre nu rezolvă problema,
din contră, o complică şi mai mult. O sursă stabilizată nu este
necesară.

6. Dacă montajul kit, dotat cu potenţiometru de volum, cu
intrarea în aer, nu are brum, atunci problema este datorată
unei conexiuni neadecvate sau unui defect din placa de sunet
a calculatorului. Dacă amplificatorul kit nu are brum fără a fi
conectat la calculator, puteţi să încercaţi să îl conectaţi la alt
calculator: dacă tot aveţi brum, înseamnă că aveţi o problemă
de conectare, respectiv cablu, mufe etc., sau o neadaptare
între impedanţa de ieşire a plăcii de sunet şi impedanţa de
intrare a amplificatorului. Oricum, am puţine elemente pentru a
vă putea îndruma.

7. Mă bucur că aţi optat pentru construcţia unor incinte
Voigt şi aţi obţinut rezultate care v-au mulţumit. Comparaţia cu
incintele Sony nu este măgulitoare pentru incintele Voigt!
Incintele Sony sunt produse de mare serie, care nu mai au de
mult nimic în comun cu firma mamă decât... numele! Executate
şi reglate corect, aceste incinte permit obţinerea unor rezultate
care depăşesc produsele unor firme cu tradiţie în domeniu,
până la un nivel de preţ de câteva mii de euro. Dacă îmi deta¬
liaţi ce tipuri de traductoare aţi utilizat, ce reţea de separare şi
ce material de amortizare (şi cum l-aţi amplasat), vă pot con¬
silia asupra reglajelor şi punerii la punct a incintei.

Vă doresc succes in experimente!

Ing. Aurelian Mateescu

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM MAGAZIN

Polimer -
Membrană (PEM)

CVOLUTIA

SURSCLOR

CLCCTROCHIMICC

de CURCNT

Ing. dipl. Ulm Ion PĂUNEL

Specialiştii au împărţit aceste
surse de curent electric în două ca¬
tegorii distincte:

A. Surse electrochimice primare,
numite şi pile sau elemente galva¬
nice şi

B. Surse electrochimice secun¬
dare, reîncărcabile, sau acumula¬
tori.

A. Sursele primare sunt caracte¬
rizate în principal prin faptul că oferă
o utilizare unică, nefiind reîncărca¬
bile. Informaţii despre sursele elec¬
trochimice primare au răzbătut de-a
lungul mileniilor, iar civilizaţia
Mesopotamiei oferă multe aseme¬
nea exemple. Totuşi, despre apariţia
efectivă şi practică a pilelor elec¬
trochimice se poate vorbi numai o
dată cu începutul secolului XIX.

Astfel, în anul 1800, Alessandro
Volta a suprapus o placă de zinc
(potenţial de electrod - 0,76 V) peste
o placă de cupru (+ 0.34V), sepa-
rându-le cu un carton îmbibat într-o
sare solubilă. A rezultat astfel o
sursă portabilă cu o tensiune la
borne de 1,1 V = 0,34 V - (- 0,76V).
Pentru mărirea cantităţii de energie
înmagazinată în această pilă, Volta
a montat în serie 24 asemenea ele¬
mente primare, rezultând în final o
baterie cu tensiunea la bornele mar¬
ginale de 26V.

Se precizează că fiecare elec¬
trod al unei pile este caracterizat
prin potenţialul său electric (expri¬
mat în volţi) calculat prin raportare la
acela al hidrogenului, considerat cu

valoarea zero.

Potenţialul unui electrod sta¬
bileşte capacitatea acestuia de a
ceda sau recupera electroni. Cu cât
potenţialul unui metal este mai mic,
cu atât acesta are tendinţa de a-şi
ceda electronii, iar în cazul invers,
potenţialul mai înalt înseamnă ten¬
dinţa de a-i recupera. Potenţialele de
electrod ale diferitelor metale sunt
ordonate în binecunoscuta "serie
Volta". Conform acesteia, o pilă
transferă deci electronii electrodului
negativ (potenţial minim) către cel
pozitiv (potenţial maxim). Dacă la
acest circuit se branşează un bec,
traseul se închide şi becul se
aprinde.

Energia unei asemenea surse de
curent este însă limitată. Astfel,
când un atom de zinc de la electro¬
dul negativ eliberează în circuitul
electric doi electroni, el se transfor¬
mă în ionul de zinc bivalent Zn 2+ ,
care se detaşează de electrod şi
trece în cartonul îmbibat cu elec-
trolit, deplasându-se apoi spre elec¬
trodul pozitiv, unde îşi recuperează
electronii, redevine neutru şi se
fixează pe placa de cupru. în acest fel,

pe măsură ce se produce curentul
electric prin dizolvarea până la
epuizare a electrodului negativ, pila
se uzează şi încetează să mai
funcţioneze.

De-a lungul timpului, diversifi¬
carea pilelor a condus la alte tipuri
de electrozi, la alţi electroliţi şi la alte
sisteme de fixare, dar mecanismul
electrochimie de producere a curen¬
tului electric a rămas neschimbat.

Cea mai apreciată pilă, folosită
încă şi în prezent, a fost pila cu bioxid
de mangan şi zinc în electrolit amo-
niacal (Leclanche, 1866). Au urmat
apoi pila Lalande-Chaperon cu zinc
şi oxid de cupru în electrolit alcalin,
pila cu oxid de argint şi zinc în elec¬
trolit alcalin (folosită şi în prezent la
alimentarea ceasurilor portabile) şi
multe, multe alte sisteme elec¬
trochimice primare, cu utilizări tem¬
porare şi costuri relativ acceptabile.

Un caz aparte îl constituie pilele
ce se autoalimentează cu oxigen
chiar din aerul înconjurător. Spre
exemplu, pila zinc - aer funcţionează
pe acest sistem şi este folosită cu
succes în locuri izolate (staţii meteo¬
rologice, puncte de măsurători eco-

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM MAGAZIN

logice ş.a.). Modele realizate cu suc¬
ces de ICPE-Bucureşti au funcţionat
luni de zile. până la epuizarea elec¬
trodului de zinc. După înlocuirea
plăcii de zinc şi a electrolitului cu
materiale noi, pila îşi reia fără pro¬
bleme funcţionarea.

în mod asemănător se comportă
şi mult-mediatizata pilă de com¬
bustie, la care oxigenul din aerul
înconjurător se combină cu hidro¬
genul dintr-un rezervor anexă, pro¬
ducând energie electrică şi apă.

în prezent, o atenţie deosebită
acordă cercetătorii de specialitate
posibilităţilor de a se obţine curentul
electric prin utilizarea enzimelor şi a
produselor naturale biodegradabile.
Fără a fi o glumă sau o ironie la
adresa lui Popey Marinarul,
menţionez în acest sens utilizarea
spanacului (mai precis a unei pro¬
teine din compoziţia sa) pentru
realizarea unor pile lamelare (foarte
subţiri şi uşoare), accesibile ca preţ
şi rezistenţă în condiţii climatice
foarte dure.

B. Principalul neajuns al surselor
electrochimice primare constă în
faptul că nu pot fi reîncărcate. în
acest fel a apărut, tot în secolul XIX,
prima încercare de a se realiza
surse electrochimice care să poată
fi utilizate de mai multe ori succesiv.

în acest scop, Gaston Plante, în
1859, a introdus într-un vas cu acid
sulfuric diluat doi electrozi din
plumb, inventând sursa electrochi-
mică reîncărcabilă, folosită şi azi
sub numele de acumulator cu
plumb, primul apărut deci în catego¬
ria surselor electrochimice secun¬
dare, reîncărcabile.

La descărcare, un asemenea
acumulator se comportă ca o pilă
primară, urmând mecanismul elec¬
trochimie prezentat în capitolul A.
După epuizarea capacităţii sale
energetice, atunci deci când este
pus la încărcare, folosindu-se un
curent electric continuu din exterior,
potenţialul electrodului pozitiv se
ridică artificial deasupra celui de la
electrodul negativ, iar transferul de
electroni se inversează. încărcarea
se continuă până când se ajunge la
stadiul în care, la electrozi, nu se
mai formează masă activă ci se pro¬
duce doar electroliza apei din elec-
trolit.

Ca şi pilele, acumulatorii electrici
au o serie de puncte slabe, în spe¬
cial volumul şi greutatea lor, care
limitează considerabil cantitatea de
energie ce poate fi stocată.
Cercetările au acum în vedere com¬
poziţii chimice pentru electrozi şi

electroliţi care să permită stocarea
unui maxim de energie pentru un
minim de volum (watt. oră/drrr) şi
de greutate (watt. oră/kg). Problema
se complică prin inevitabilele condiţii
de costuri, fiabilitate în condiţii dure
de exploatare, durată de viaţă
(număr de cicluri funcţionale) ş.a.

Este evident că soluţiile propuse
de chimiştii din secolul XIX au fost
excelente deoarece şi acum, la
începutul secolului XXI, pila zinc -
mangan (Leclanche) sau acumula¬
torul cu plumb (Plante) domină încă
piaţa surselor electrochimice de
curent electric. Pentru acumulatorul
cu plumb, tehnologiile moderne
(grătare cu aliaje de calciu sau
argint, electroliţi cu adaosuri de
cobalt şi magneziu) oferă parametri
remarcabili, adică:

- 40 Wh/kg şi 300 cicluri normale
de exploatare pentru acumulatorii
de start;

- 30 Wh/kg şi 800 cicluri pentru
acumulatorii de tracţiune.

în domeniul acumulatorilor alca¬
lini, sistemul fier - nichel (Edison,
1880) sau mai ales cadmiu - nichel
(Junger, 1895) oferă, la costuri
duble, capacităţi de cca 60 Wh/kg şi
peste 1000 de cicluri de exploatare.

Multe zeci de ani, cercetările de
specialitate nu au condus la rezul¬
tate deosebite în domeniul acumula¬
torilor, iar ca realizări temporare ar
putea fi menţionaţi doar:

- acumulatorii alcalini tip zinc-
argint, cu mari curenţi de şoc (de
peste 30 de ori capacitatea) şi
energii specifice de peste 80 Wh/kg.
Aplicaţiile mai importante au fost
acelea din domeniul militar
(acţionare torpile, starter pentru
avioanele cu reacţie, activităţi de
scafandri ş.a.). Din păcate, costurile
foarte mari de producţie şi durata de
viaţă redusă (sub 80 de cicluri) au
condus la scăderea treptată a
cererilor pentru acumulatorii zinc-
argint;

- acumulatorii “fierbinţi" tip sodiu
- sulf sau litiu - sulf au oferit, pentru
un timp, performanţe remarcabile,
adică o durată de viaţă de peste 250
cicluri şi energii specifice de cca 100
Wh/kg. Şi în acest caz costurile de
fabricaţie au fost o barieră în calea
comercializării. Mai mult,
funcţionând la 270 - 330°C, cu elec-
trolit de sodiu topit, pericolul în
exploatare s-a dovedit a fi foarte
mare. Numeroase incendii şi
explozii succesive au condus în final
la scoaterea din producţie a acestor
acumulatori.

A trebuit să fie depăşit anul 1970

pentru ca să apară o descoperire cu
adevărat importantă, adică un acu¬
mulator superperformant cunoscut
sub numele "litiu-ion". Pentru elec-
trochimişti, litiul a fost tot timpul un
adevărat vis, căci el este elementul
solid cel mai uşor şi cu potenţialul de
electrod cel mai coborât (-3,05 volţi),
adică reprezintă un electrod negativ
ideal.

Tot după 1970 au apărut şi noile
tehnologii pentru aparatele portabile
pe care americanii le-au numit “cei
trei C", adică:

- Cam Corders (aparate foto şi
camere video);

- Cordless (aparate de ras,
maşini de perforat şi de tăiat porta¬
bile);

- Communication (walkman, ordi¬
natoare, telefoane mobile etc.).

Aceste aparate sunt avide după
energii specifice portabile mari, ce¬
rinţă la care vechile surse nu mai
făceau faţă.

Anul 1990 aduce o nouă schim¬
bare, căci, după 100 de ani de do¬
minaţie, cadmiul este detronat de
hidrura metalică. Un savant amestec
de metale nepoluante a reuşit să
asigure energii specifice de peste
80 Wh/kg!

Concurenţa dintre realizările
bazate pe hidrurile metalice (acu¬
mulatorii nichel - metal hidrură,
notaţi Ni-MeH) şi acelea cu electrozi
din litiu a ridicat ştacheta perfor¬
manţelor la valori de neimaginat în
anii '50. Fabricaţii bine puse la punct
au permis bateriilor de acumulatori
litiu - ion încărcări cu randament
mare şi timpi scurţi, cu energii speci¬
fice de până la 150 Wh/kg.
Asemenea performanţe se ame¬
liorează permanent, exemplu fiind
modalitatea de stocare a litiului la
potenţiale tot mai scăzute. Pentru
aceasta s-a folosit un anumit tip de
grafit, depus în straturi foarte subţiri
şi aşezat ca plantele puse la uscat
într-un ierbar. Atomii de litiu inter¬
calaţi astfel între foile de grafit sunt
gata să părăsească sistemul
bateriei litiu - ion încărcate pentru a
produce curentul de descărcare.
Când acumulatorul cu litiu este
încărcat, atomii de litiu sunt stocaţi
între foile de carbon (grafit, na-
notuburi) ale electrodului negativ. Pe
măsură ce acumulatorul se descar¬
că, foile de carbon se golesc, iar
electrodul pozitiv, alcătuit dintr-o
reţea de atomi de cobalt şi oxigen,
se umple cu atomi de litiu. Acest
mecanism se inversează atunci
când, după descărcare, sub efectul
unui curent continuu exterior, acu-

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM MAGAZIN

mu[atorul litiu - ion se reîncarcă.

începând din anul 2002,
cercetările intense privind acumula¬
torul litiu - ion s-au concentrat pe
electrodul pozitiv. Actualul amestec
de oxizi de litiu şi cobalt ar putea
lăsa în curând locul unor materiale
pe bază de nichel, fier, vanadiu şi
mai ales mangan, amestecuri sus¬
ceptibile de a mări potenţialul elec¬
trodului pozitiv şi capacitatea sa de
a absorbi ionii de litiu.

grafitului folosit anterior). Această
baterie realizează energii specifice
de cca 300 Wh/kg (de zece ori mai
mult decât acumulatorii cu plumb tip
tracţiune) la o durată de viaţă de
aproape 2000 de cicluri!

Competiţia cu acumulatorii nichel
- metalhidrură (Ni-MeH) se pare că
este pe cale de a fi câştigată de sis¬
temul litiu - ion modernizat. Ca va¬
loare a costurilor raportată la un
acumulator cu plumb tip start perfor-

defect major, căci electrolitul său, pe
bază de sare de litiu, este lichid, fapt
ce necesită încorporarea sistemului
electrochimie într-o capsulă meta¬
lică groasă de cel puţin 4 mm.

Anul 1999 a adus începutul
rezolvării şi pentru această ultimă
servitute prin apariţia (şi ulterior per¬
fecţionarea) unui electrolit solid
intercalat între cei doi electrozi.
Noutatea constă în folosirea unui
polimer foarte poros ce se îmbibă

O cravată ce poate servi la efectuarea de calcule
matematice, având inserat un ecran plat pliabil, o
claviatură şi o baterie cu litiu tip PEM

Electrodul pozitiv ideal ar putea fi
în viitor fluorul, cu potenţialul cel mai
înalt posibil (+2.87V). O sursă
reîncărcabilă cu sistemul elec¬
trochimie litiu - fluor ar avea o energie
specifică uriaşă, dar acest tip de acu¬
mulator prezintă complicaţii tehno¬
logice atât de mari, încât în prezent
cercetările bat pasul pe loc.

Nu aceeaşi situaţie întâlnim la
acumulatorul litiu - ion şi la ultimele
sale modernizări. Sub denumirea
"LAMILION" a intrat în probele pri¬
mare de fabricaţie un acumulator
litiu-ion cu adaos de mangan la
electrodul pozitiv şi foi de carbon
alcătuite din nanotuburi (în locul

mant (40Wh/kg), un acumulatot Ni-
MeH (135 Wh/kg) este de aproape
trei ori mai scump, iar unul litiu - ion
modernizat (300 Wh/kg), de peste
patru ori.

Acumulatorii nichel - metal¬
hidrură păstrează totuşi faţă de tipul
litiu - ion avantajul unor curenţi de
şoc mai mari cu peste 40%, adică
de o densitate de curent pe unitatea
de suprafaţă superioară pe toată
gama de temperaturi ale mediului
ambiant.

O altă descoperire importantă în
domeniul acumulatorilor performanţi
se referă la electroliţi. Chiar şi bate¬
ria litiu - ion modernizată prezintă un

suficient cu sarea de litiu pentru a
permite obţinerea unor densităţi de
curent foarte mari pe unitatea de
suprafaţă a electrozilor. Oferind per¬
formanţe echivalente cu bateria litiu
- ion clasică, bateria litiu - Polimer -
Electrolit - Membrană (PEM) se
poate prezenta şi sub forma unei
anvelope suple şi fine (fotografia 1)
care poate fi introdusă într-o cravată
(fotografia 2), în spatele unui ecran
de calculator portabil sau în interi¬
orul unei caroserii de automobil.

Acest nou tip de acumulator a
ajuns deja în comerţ, iar pentru
următorii cinci ani i se prevede o
evoluţie rapidă.

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM MODELISM

STATIA de TELECOMANDĂ

cu ŞASE CANALE „KRAFT“

^oeastâ staţie, digital
pfooortîonală, este în
docam curentă a cluburilor
s asociaţiilor sportive din
lara noastră.

Mai complexă decât KP
2. este destinată în special
telecomenzii aeromodelelor
care necesită mai multe
comenzi, uneori simultane.

Raza de acţiune reco¬
mandată este de 1000 m
pentru aeromodele şi 500 m
pentru navomodele (teleco¬
mandă “la vedere”). Practic
aceste distanţe sunt mai
mari, însă la depăşirea lor
există riscul pierderii legăturii.

întrucât orice neadaptare
implică scăderea conside¬
rabilă a razei de acţiune,
este necesar ca antenele să
aibă construcţia şi lungimile
recomandate de firmă.

Nu se va alimenta emiţă¬
torul fără ca acesta să aibă
antena complet depliată,
întrucât există pericolul dis¬
trugerii (prin supraîncălzire)
a tranzistorului final 2N
4427.

Date tehnice

Emiţător

1. Tensiune de alimentare

2. Consum

3. Putere în antenă

4. Modulaţie

5. Distanţa între două canale vecine

6. Greutate (cu acumulatori)

7. Lungimea antenei

8. Număr de comenzi

9. Lungimea impulsurilor

10. Timp de utilizare neîntreruptă mai
Receptor

1. Tensiune de alimentare

2. Consum

3. Greutate

4. Sensibilitate

5. Selectivitate

6. Lungimea antenei

7. Număr de căi proporţionale
Servomecanisme

1. Tensiune de alimentare

2. Cuplu

3. Viteza de deplasare

4. Rezoluţie

5. Consum în repaus

6. Consum maxim

9,6V (opt acumulatori Cd-Ni 1,2 V/1
max. 120 mA
cca 0,6 W/50 Q
AM 100%

20 kHz
800 g

1200 mm (telescopică)

6 (proporţionale şi simultane)

1,5 ms± 0,5 ms

4,8 V
cca 6 mA
50 g
6h-8 pV
3 kHz la 3 dB
36” (910 mm)

4,8 V

3 daN.cm

2 x 0,45 s pt. 45°

4 ps
4 mA
250 mA

Ah)

Staţia funcţionează normal într-un interval de temperatură a mediului ambiant
cuprins între -10°C şi +50°C.

Schemele de principiu şi datele tehnice principale ale staţiei servesc în special
pentru depanări şi reparaţii.

Toate bobinele, atât la emiţător cât şi la receptor, sunt înfăşurate pe carcase din
plastic 0 6 mm cu miez.

T-j -Tq= 2N 3392 Pot fi înlocuite cu
Tg - Tfo = FPN 4122 Pot fi înlocuite cu
T 11 - T 12 = 2N 2369 A (2369)

Ti 3 = 2 N 4427 (2N 3866 sau 2N 2218)
Diametrul bobinelor L1-L4 = <ţ> 5 mm (Pot
la televizoarele tranzistorizate)

LI = 10 spire CuEm $ 0,6 mm
L2 = 9 spire (2,5 + 6,5) CuEm <j> 0,6 mm
L3 = 12 spire CuEm <j> 0,6 mm
L4 10 spire CuEm <|> 0,6 mm

fi utilizate MF de

Şocul de radiofrecvenţă = 22 pH

D-, — D-j -ţ = 1N4148

P-j - Pe = 5 KO (potenţiometrii liniari)

SRi - SR 2 = 50 KQ (semireglabili liniari)

Condensatoarele de 1 nF şi 3 nF sunt ceramice disc
Condensatoarele electrolitice sunt cu tantal
Condensatoarele de 29 nF, 47 nF şi 100 nF sunt milar

TEHNIUM decembrie 2004

KRAFT

AHT. Jf* AHT.
53Ş72HH2 27 MU*

RE*

27pr

1P*

27P^

«0

t-za.

/OÎWNS

Lăb

2 ru*v«

«5

470 A

*o,e

270 £

-JLCL —

J3D A

yo)

ftp4

Sf-

-S-

*>K

w!****?

ŞC

C <2

Ke)

Txwr

a^ -<rp tjO&c OfiCK

oos

crr

.006

TO *-4,av

*>© BATT OOM

Receptor

TEHNIUM MODELISM

MIXER ELECTRONIC

pentru MOTOARELE ELECTRICE

ale NAVOMODELELOR CU DOUĂ ELICI

Sorin PIŞCAŢI

La construcţia unui model navi¬
gant, la scară, înzestrat cu două axe
(elici), este necesară echiparea
acestuia cu două motoare cvasi-
identice.

în asemenea situaţie, majori¬
tatea adoptă ca soluţie de
guvernare pe aceea care pare cea
mai simplă, şi anume: fiecare manşă
(pe verticală) comandă variatoare
independente (în practică fiind simi¬
lară cu conducerea vehiculelor pe
două şenile).

Soluţia este simplă ca realizare,
dar foarte complicată în guvernarea
navei (sincronizarea motoarelor).

Problema se poate pune şi altfel:
nu este mai simplu ca prin
manevrarea unei manşe în două
planuri să se comande deplasarea
navei în direcţia dorită? Este evident
că în acest caz manevrarea modelu¬
lui se realizează incomparabil mai
uşor şi precis. Acesta este un
deziderat al oricărui pilot.

Materialul îşi propune descrierea
unui astfel de dispozitiv electronic,
pe care l-am numit mixer electronic.

Acest dispozitiv, montat între recep¬
tor şi cele două variatoare electro¬
nice sau mecanice ale motoarelor,
decodifică instantaneu comenzile
din emiţător şi comandă varia-
toarelor ieşirea pe fiecare motor.

Mixerul primeşte de la receptor
două funcţii, A şi B, şi scoate la
ieşirile către variatoare A+B şi A-B.

Mixerul este astfel conceput
încât să nu depăşească cursele
maxime ale servourilor sau varia-
toarelor (cursele limită). Astfel se
poate merge pe turaţia maximă la
un motor, timp în care celălalt stă.
Punctul neutru poate fi ajustat sepa¬
rat la fiecare variator, ceea ce per¬
mite corijarea micilor diferenţe dintre
motoare la turaţia maximă.

Principiul de funcţionare

Două inversoare sunt folosite ca
tampoane la intrarea pe fiecare
canal şi semnale (pozitive) de o
amplitudine stabilizată de regula¬
torul propriu al mixerului; este vorba
de un stabilizator de tensiune,
echipat în principal cu ZD1 şi TR1.
El alimentează mixerul cu o tensi¬

une continuă, stabilizată la valoarea
de 4 volţi. Acest lucru este important
pentru â evita problemele date de
scăderea tensiunii sursei de ali¬
mentare şi funcţionarea corectă a
celor două servouri.

C2 este o “rezervă” a sursei dacă
aceasta este consumată, menţinân-
du-şi posibilităţile de mişcare până
la epuizarea sursei.

TR2 şi inversorul “B” al circuitului
integrat ICI formează un monostabil
care generează un semnal treaptă,
fixat la 3 ms. Acesta este centrat la
1,5 ms, putând varia între 1 şi 2 ms.
Reglajul se realizează prin semi-
reglabilul VR5.

Acest semnal treaptă este iniţiat
de frontul crescător al canalului B,
inversorul A (ICI) şi poarta cu diode
formată din Dl şi D2.

Astfel, dacă semnalul în canalul
B variază între 1 şi 2 ms, ieşirea 2 a
inversorului A produce un semnal
mergând de la 2 la 1 ms, care este
de fapt inversarea canalului B (-B).

Potenţiometrele semireglabile
VR1 şi VR2 controlează mişcarea
canalelor.

VR1 amestecă A cu -B, iar VR2
amestecă pe A cu B. Semnalele de
pe cursoare sunt două semnale a
căror amplitudine este dată de poz¬
iţia lor, iar lăţimea este controlată de
semnalul de intrare.

Circuitul integrat ICI este folosit
pentru a genera două semnale iden¬
tice. Să-l analizăm, de exemplu, pe
cel care ajunge la VR2. Când sem¬
nalul la intrarea lui VR2 creşte, con¬
densatorul C7 se încarcă cu o
rapiditate dată de voltajul din
cursorul potenţiometrului semi-
reglabil VR2 pe o durată determi¬
nată de lăţimea impulsului. Aceasta
se petrece de două ori, câte o dată
pentru fiecare canal de intrare. între
două semnale de intrare, C7 îşi
aminteşte unde “a rămas”. Acest
proces reprezintă de fapt mixajul.

Similar, tensiunea din C8 repre¬
zintă amestecul semnalelor de
intrare A şi -B.

Când semnalul treaptă (TR2) se
termină, el declanşează ieşirea

TEHNIUM decembrie 2004

TEHNIUM MODELISM

celor două amplificatoare la nivelul
maxim (începutul semnalului de la
ieşire). Capacităţile C7 şi C8 sunt
apoi descărcate într-un ritm presta¬
bilit de R11 şi R17. Când C7 şi C8
s-au descărcat, se termină şi sem¬
nalul de ieşire şi sistemul este gata
pentru următorul semnal de intrare.
Lăţimea semnalului de ieşire este
dependentă de tensiunea ce a
rămas în C7 şi C8 în procesul de
încărcare, care la rândul ei a fost
dată de canalele de intrare în pro¬
porţia impusă de VR1 şi VR2.
Potenţiometrele semireglabile VR3
şi VR4 au rol de control general al
funcţionării şi ajustează punctul de
neutru. Acest lucru este necesar
pentru reglare şi asigurarea mişcării
către extremele semnalului. O dată
reglate pentru amestec egal (50/50),
ele nu mai au nevoie de repo-
ziţionări. Montajul reglat pentru un
anumit tip de radio, VR5 nu mai tre¬
buie reajustat.

Construcţie

Realizarea mixerului este simplă,
astfel încât el poate fi construit şi de
începători.

Ordinea de montaj este urmă¬
toarea:

1. Se montează rezistenţele;

2. Folosind un capăt de sârmă de
la una din aceste rezistenţe, se rea¬
lizează ştrapul (1) de sub IC2 (fig. 2);

3. Se montează potenţiometrele
semireglabile VR1WR5;

4. Se montează integratele ICI şi
IC2. Atenţie la descărcările electro¬
statice pentru IC2;

5. Se montează condensatoarele
C1+C6. Atenţie la polaritatea con¬
densatoarelor CI şi C2. Conden¬
satorul C2 se poziţionează orizontal,
peste integratul ICI, lipindu-se de
acesta cu puţin adeziv;

6. Se montează tranzistoarele
TR1 şi TR2;

7. Se montează diodele D1^-D7
şi dioda Zenner ZD1. Diodele D6 şi
D7 vor fi cositorite deasupra rezis¬
tenţelor R1 şi R2;

8. Se curăţă şi se cositoresc
capetele firelor de la cuple. Atenţie
la identificarea firelor din cuple (+;-);

9. Se curăţă placa de cablaj de
resturile de sacâz, cu alcool, ace¬
tonă sau tiner. Se aplică, cu o pen¬
sulă fină, un strat fin de sacâz dizol¬
vat în alcool sau mai bine în ace¬
tonă, pe faţa placată a cablajului;

10. Se testează şi se reglează
mixerul conform recomandărilor din
capitolul următor;

11. După ce montajul
funcţionează corect, se amplasează
într-o cutiuţă din plastic (ABS).

Pentru etanşare se recomandă
umplerea cutiei cu ceară sau stea-
rină topită.

Plăcuţa se va poziţiona la o dis¬
tanţă de cca 2 mm de fundul cutiei,
astfel încât ceara să pătrundă şi să
etanşeze peste tot.

Reglaje

1. Canalul A va fi primul (canalul

1 )-

2. Se determină poziţia de neutru
a celor două servouri, legate pe
canalele pe care doriţi să le mixaţi.

3. Se montează mixerul între
receptor şi cele două servouri, cu
servoul din A pus în A.

4. Se poziţionează VR3, VR4 şi
VR5 la mijloc.

5. Se deschide receptorul şi se
reglează la centru servourile din
VR3 şi VR4.

6. Se pune semireglabilul VR1 la
capăt (în sens trigonometric) şi se
recentrează servoul din B, dacă
este cazul, acţionând asupra lui
VR5.

7. Se poziţionează VR1 şi VR2
pe mijloc şi se recentrează ser¬
vourile din VR3 şi respectiv VR4. Se
verifică mixajul corect.

8. în exploatare, VR1 centrează
mixajul pe B’ şi este diferenţial (A-B).
VR3 recentrează servoul în cazul
mixării pe extreme. Semireglabilul
VR2 controlează mixajul aditiv
(A+B) de la ieşirea A’, VR4 având rol
de trimer pentru extreme. Acest
reglaj este util în eliminarea dife¬
renţelor dintre motoare, surse, elici
etc.

Exploatare

Marea majoritate preferă ca
manşa de tracţiune să fie în partea
stângă.

împingând de manşe, ambele
motoare vor merge înainte. Dacă nu,
se reface reglajul.

Trăgând de manşe, ambele
motoare trebuie să meargă înapoi.

Dacă se deplasează manşa spre
lateral stânga, trebuie să aibă ca

efect rotirea motorului din dreapta
spre înainte, iar a celui din stânga
spre înapoi. Ca rezultat, nava se
roteşte în sens trigonometric. Dacă
motorul se comportă invers, atunci
se va inversa comanda la manşa
emiţătorului, sau se inversează
legăturile la ambele motoare.

Să presupunem că dorim să con¬
trolăm numai motorul din tribord
(motor dreapta) înainte. Pentru
aceasta se deplasează manşa pe
orizontală în stânga sus.

Dacă momentul de înaintare este
prea mare, trăgând de manşe din
colţul stânga sus, motorul din stân¬
ga va merge înapoi, având ca
urmare accentuarea răsucirii navei.

TEHNIUM decembrie 2004

TClttOMflNDfl HF UNIVCRSfllA

Revista Electronique Pratique prezintă în nr. 265 (aprilie /mai
2002), sub titlul „Telecomande HF universelle“ (pag. 58-63, autor
C. Tavernier) construcţia unui programator capabil să „copieze" şi să
„transcrie" codurile în care se emit semnalele telecomenzilor radio
HF, larg răspândite la ora actuală în domeniul automatizărilor la domi¬
ciliu şi mai ales la autoturisme (deschidere/închidere uşi, garaje etc.,
pornire/oprire sisteme de alarmă şi altele).

Justificarea unei astfel de construcţii se face prin prisma prover¬
bului nostru cu „paza bună..." Adică, în cazul în care dispozitivul de
telecomandă este din întâmplare pierdut, furat sau s-a defectat ire¬
mediabil, întreaga instalaţie comandată - care poate costa foarte
mult - este numai bună de aruncat la gunoi, dacă modelul respectiv
a ieşit din fabricaţie sau producătorul nu livrează piese de schimb.

O dată realizat, programatorul (care are la bază un circuit de
memorie EPROM) poate servi la realizarea unor „copii" ale modulelor
de telecomandă care ne interesează.

SPION

T€l€FONIC

Revista Electronique Pratique, nr. 268 (septembrie 2002)
prezintă la paginile 46-47 articolul „Espion telephonique",
autor Y. Mergy, în care se descrie realizarea unui „suprave¬
ghetor" al liniei telefonice fixe, în variantă foarte simplificată.
Racordat în paralel pe linia telefonică şi alimentat electric tot
din aceasta, montajul asigură - prin intermediul unui releu -
pornirea unui magnetofon sau a unui înregistrator digital cu
memorie analogică de tip ISD25XX, pentru înregistrarea
mesajelor, la fiecare apel telefonic. în plus, semnalele de
joasă frecvenţă furnizate oferă posibilitatea de a „recom¬
pune" numărul abonatului. Detalii în revistă.

înainte de a experimenta un astfel de montaj, interesaţi-
vă dacă furnizorul dv. de servicii telefonice permite o astfel
de racordare la linie.

S.C. DIFUZOARE S.R.L. - DrobetaTurnu Severln,

Strada D. Grecescu nr. 12, cod 220097 - judeţul Mehedinţi,
tel./fax: 0252 - 312.381 E - mail: [email protected]
este

UNIC IMPORTATOR al produselor următorilor furnizori:

P. AUDIO (ATON Acoustics Co, Ltd.) - difuzoare de uz profesional şi HI FI
SELENIUM (SUA) - difuzoare de uz profesional şi car audio;

Grupul DST (Danemarca) ce include firmele SCANSPEAK,

VIFA şi PEERLESS - difuzoare pentru incinte HI FI pentru audiofili.
Vizitaţi site-ul: www.difuzoare.ro