User manual

ManualsBrandsCONRAD COMPONENTS ManualsToysAdventskalender 2016

Adventní kalendář Conrad Components

Franzis 2016, od 14. let

Obj. č. 142 13 83

Vážený zákazníku,

děkujeme Vám za Vaši důvěru a za nákup stavebnice adventního LED kalendáře.

Tento návod k obsluze je nedílnou součástí tohoto výrobku. Obsahuje důležité pokyny k uvedení

výrobku do provozu a k jeho obsluze. Jestliže výrobek předáte jiným osobám, dbejte na to, abyste

jim odevzdali i tento návod k obsluze.

Ponechejte si tento návod, abyste si jej mohli znovu kdykoliv přečíst.

Společnost Conrad, stejně v minulých letech, vydává další adventní kalendář tentokrát pro rok 2016.

Kalendář zahrnuje celkem 24 experimentů na téma digitální elektronika. Pro většinu experimentů

je použito časovače CMOS 4060. Tento integrovaný obvod poskytuje celkem 14 digitálních obvodů

Flip-Flop a oscilátor. K dispozici jsou tak velmi zajímavá a univerzální zapojení a aplikace, které slouží

nejen pro zdokonalení znalostí v oblasti elektroniky, ale experimentální formou nabízejí i spoustu

zábavy. Výsledný obvod tak imituje například plamen a padající hvězdu. Vlastní sestavený kalendář

pak bude doplňovat emotivní atmosféru Vánoc.

Na výběr bude z několika možností, jakým způsobem kalendář aplikovat. Můžete jej jednoduše

sestavit, aniž byste se podrobněji zajímali o bližší princip a funkci jednotlivých komponentů.

Veškeré experimenty jsou v návodu popsány velmi jednoduše a srozumitelně tak, aby tento kalendář

dokázal sestavit prakticky každý. V návodu se dozvíte základní informace o technických parametrech

a funkci jednotlivých komponentů, použitých v návodu. Velkou spoustu zábavy zažijete nejen

při samotném spuštění hotového obvodu kalendáře, ale stejně tak i při samotné přípravě

a sestavování celého experimentu. Dospělí mohou navíc dětem předávat své vlastní zkušenosti

a probudit tak v nich velký zájem o elektroniku. Stavebnice zahrnuje elektronické komponenty,

které jsou běžně dostupné a prostřednictvím kterých si sami můžete sestavit i celou řadu jiných

projektů. Zájem, který tato stavebnice dokáže v každém probudit, může přinést prohloubení dalších

znalostí a sestavení vlastních aplikací. Vlastní vynalézavosti a invenci se meze nekladou!

S tímto kalendářem jistě zažijete veselé a pohodové Vánoce!

1. den / Test s LED

V prvním pokusu dojde k rozsvícení LED. V žádném případě LED nepřipojujte přímo ke zdroji napětí.

K tomu je zapotřebí použití předřadného rezistoru. Bez tohoto rezistoru dojde k nevratnému zničení

LED v důsledku příliš vysokého proudu, protékajícího obvodem a LED. Každá LED musí být navíc

do obvodu zapojena při zachování správné polarity. V opačném případě diodou nemůže protékat

proud a tím pádem se ani nerozsvítí. Běžná LED má celkem 2 vývody. Kratší vývod (katoda K)

připojte k zápornému pólu zdroje. Delší vývod (anoda A) pak připojte ke kladnému pólu. Uvnitř

průhledného pouzdra LED navíc katodu snadno poznáte podle větší plošky s hranou.

Za prvními dvířky kalendáře se nachází červená LED a zároveň i odpovídající rezistor.

K experimentu bude zapotřebí 9 V baterie. Při tomto prvním pokusu musíte být

obzvlášť pečliví. Vyhněte se vždy přímému kontaktu zraku se světlem LED na kratší

vzdálenost než je 1 m, vzhledem k tomu, že tyto svítivé diody mohou svým světlem

způsobit vážné poškození sítnice. Zabraňte kontaktu obou vývodů LED s jedním pólem

baterie. Pro rozsvícení této LED použijte vždy předřadný odpor jinak dojde k jejímu

nevratnému zničení. Oba komponenty do obvodu zapojte přesně podle následujícího

schématu.

Všechny elektronické obvody se zapojují podle příslušných schémat, ve kterých má každý komponent

své zastoupení v rámci schématické značky. Symbol pro LED sestává z trojúhelníku, který

představuje anodu a čárky, kterou je označována katoda. Tímto symbolem je i přehledně naznačen

směr toku elektrického proudu. LED má navíc 2 malé šipky, které představují vydávající světlo.

Stejně jako LED je v obvodu označen i rezistor a jeho hodnota elektrického odporu. Na schématu

shora je rezistor o hodnotě 10000 Ohmů = 10 kilo ohmů = 10 kΩ, ve schématech označován jen jako

10k. Rezistory mají na svém pouzdře barevné proužky, které označují jejich skutečnou hodnotu.

V tomto případě má rezistor barvy proužků: hnědá, černá, oranžová. Zlatý proužek na okraji pak

udává toleranci ± 5 % v přesnosti udávané hodnoty. Ve schématu je zakresleno sériové zapojení obou

použitých komponentů. Proud z baterie teče skrze rezistor a LED. Hlavní funkce rezistoru je omezit

průtok proudu obvodem na požadovanou hodnotu. Platí úměra čím větší hodnota rezistoru, tím menší

proud protéká obvodem. Rezistor o hodnotě 10 kΩ omezuje průchod proudu na minimální hodnoty

potřebné pro rozsvícení LED. Přesto v tomto případě bude LED svítit dostatečně jasně.

Summary of content (11 pages)

PAGE 1
. den / Test s LED Adventní kalendář Conrad Components Franzis 2016, od 14. let Obj. č. 142 13 83 V prvním pokusu dojde k rozsvícení LED. V žádném případě LED nepřipojujte přímo ke zdroji napětí. K tomu je zapotřebí použití předřadného rezistoru. Bez tohoto rezistoru dojde k nevratnému zničení LED v důsledku příliš vysokého proudu, protékajícího obvodem a LED. Každá LED musí být navíc do obvodu zapojena při zachování správné polarity.
PAGE 2
. den / Připojení zdroje (baterie) Za druhými dvířky se skrývá klip pro připojení k 9 V baterii. V tomto experimentu dojde k použití obvodu z prvního dne. Klip připojte k dodávané baterii. Červený vodič je připojen ke kladnému pólu baterie, černý vodič je pak záporný pól baterie. Zabraňte vzájemnému propojení tzv. „zkratování“ obou vodičů klipu po jeho připojení k baterii. V případě přímého zkratování obou pólů může dojít k velmi rychlému ohřevu baterie a v krajním případě i k její následné explozi.
PAGE 3
6. den / Digitální obvod 7. den / Open Input Za šestými dvířky naleznete nejdůležitější komponent celého adventního kalendáře, integrovaný obvod CMOS-IC 4060. Pod 7. dvířky naleznete rezistor 22 MΩ (22 mega ohmů, barvy proužků: červená, červená, modrá). Tento rezistor bude použit v několika následujících experimentech v oscilačních obvodech. Rezistor je připojen na vstup OSC1 pouze jedním vývodem a má tak jeden otevřený vstup „open input“.
PAGE 4
8. den / Feedback Za dvířky č. 8 naleznete rezistor 10 kΩ (barvy proužků: hnědá, černá, oranžová), který bude plnit roli ochranného rezistoru na vstupu do IC. Rezistor 22 MΩ spojuje druhý výstup oscilačního obvodu. LED v tomto případě bude svítit nebo bude zhasnutá. Tento stav bude zcela nepředvídatelný. Doba trvání aktuálního stavu pak bude mít náhodnou délku. Stav je možné měnit připojením 3 vývodů na vstupu k pozitivnímu nebo k negativnímu pólu.
PAGE 5
11. den / 16. násobný dělič Pod dvířky 11. dne najdete keramický kondenzátor 10 nF (označení na pouzdře je 103). Tento kondenzátor plní podpůrnou funkci a je umístěný mezi pozitivním a negativním pólem zdroje. Jedná se o standardní opatření prováděné ve všech digitálních obvodech, které má za úkol zabránit přechodu signálů (tranzienci). Oscilátor se přepne zpět do nízké rozhodovací úrovně a druhá LED je v té chvíli připojena do série s rezistorem na výstupu Q4. LED pak spíná za frekvence 30x on / off.
PAGE 6
12. den / Counter 0 – 3 13. den / 3-bitový čítač (do 7) Dvířka 12. dne skrývají další rezistor 10 kΩ (barvy proužků: hnědá, černá, oranžová), který se použije v oscilačním obvodu pro zvýšení frekvence na cca 50 Hz. V tomto experimentu je LED umístěna do výstupu Q5, který rozděluje hodinový signál 32x. Jedna z LED pak bliká velmi rychle a druhá naopak o něco pomaleji. Oba signály je pak možné zaznamenat jako 2-bitové binární číslo. Za dvířky 13.
PAGE 7
3/4 takt 15. Pozastavený čítač Za dvířky 14. dne se skrývá další rezistor 10 kΩ (barvy proužků: hnědá, černá a oranžová). Rezistor umístěte mezi piny Vcc a RES a 2 LED přemostěte z Q5 a Q6 do vstupu resetu. Dvířka 15. dne skrývají tlačítko / spínač. Při jeho instalaci dbejte vždy na správnou orientaci. Kontakty spínače jsou vždy umístěné mezi dvěma příslušnými piny. Pomocí tlačítka v tomto obvodu dojde k pozastavení oscilace. Čítač se 3. výstupy rozpozná celkově 8 různých stavů.
PAGE 8
16. den / Hrací kostka (High-Speed) 17. den / Světelný senzor Další žlutou LED naleznete za dvířky 17. dne. Obě žluté LED budou v tomto obvodu tvořit světelný senzor. Po dopadu dostatečného množství světla na obě žluté LED, zaznamenáte blikání červených LED. Za šera pak bude blikání jen velmi pomalé. Za dvířky č. 17 naleznete rezistor o hodnotě 4,7 kΩ (barvy proužků: žlutá, fialová, červená).
PAGE 9
18. den / Tlačítkový čítač Ve dvířkách 18. dne bude rezistor 4,7 kΩ (barvy proužků: žlutá, fialová, červená). Díky tomuto rezistoru do obvodu použijeme další LED, která bude vydávat velmi vysoký jas. Všechny 4 použité LED pak tvoří 4 bity binárního čísla a v obvodu tak může být zastoupeno celkem 16 čísel v rozmezí 0 až 15. V tomto případě se však čítač sám nespustí, pulz pro jeho spuštění bude po stisku spínače. Pulsy, které IC 4060 generuje jsou kratší, než 1 mikrosekunda.
PAGE 10
22. den / Barevný blikač Za dvířky č. 22 se nachází elektrolytický kondenzátor s kapacitou 100 µF (mikro faradů), který má 1000x větší kapacitu, než keramický kondenzátor 100 nF použitý v předchozích experimentech. Jeho použitím docílíte větší nabíjecí proud, který se projeví na blikání LED. Zelená a žlutá LED pak blikají v delších intervalech. Probliknutí trvá přibližně 1/2 sekundy. V tomto oscilačním obvodu je zároveň použit kondenzátor s kapacitou 10 nF.
PAGE 11
23. den / Blikající světlo (4. úrovně) 24. den / Oheň a padající hvězdy 23. dvířka skrývají bílou LED. V tomto experimentu budou zapojeny 4 LED v pořadí, kdy 2 LED nikdy nebudou blikat ve stejnou chvíli. K tomu je využito čítače pouze se 2. výstupy. Výstupy Q12 a Q13 generují jen velmi pomalé změny. Oscilátor znovu generuje velmi vysokou frekvenci díky použitému kondenzátoru s kapacitou 10 nF.