Nekorektní blog Petra Kubáče na Blog.cz

Už jsme tady měli nekondenzátor, takže proč nepokračovat v oblíbeném "koutku negativní publicity" a dneska neprobrat diody.

Polovodičové diody - vznikly v šerém dávnověku elektroniky - vlastně ještě před oficiálním objevem polovodičového jevu jako "selenové usměrňovače" a musím konstatovat, že tato archaická "nedodělanost" jim dodnes zůstala.

Ani nebudu vypisovat linky, na články, kde jsem psal, že diody nenávidím, protože jsou úplně k ničemu a navíc se většinou tváří, že jsou něco jiného než ve skutečnosti jsou.

Takže naivně - v učebnici pro průmyslovky píšou "dioda vede proud jen jedním směrem"

Co tam ale nepíšou, že

Dioda prostě byla ideální jako usměrňovací prvek do elektronkových rádií, které měly "anodové napětí" 160V a spotřebu proudu 20mA - tam nějaký 0.7 voltový úbytek nevadil, pokud použijte diodu pro dnešní 3,3 nebo dokonce 1,8V napájení - jaké napětí "vám za ní zbyde" ???

Ano já miluju a doporučuju "Kubáčovu protiresetovací diodu" ale tam se jená o konverzi napětí z 12 na 5 V a to že vám ze 7V rozdílu, který se jinak musí protopit na stabilizátoru 0,7V ubyde je spíš dobře.

Vysoké frekvence - dida musí mít jistou plochu PN přechodu která funguje jako kondenzátor, takže už od 100 kHz tento "kondenzátor" pustí více proudu než by vám bylo milé

Malá napětí - diody se otevírají při 0,7V - mezi napětím a proudem diodou je exponenciální vztah, ale pod 0,7V ? Pokud chcete usměrnit napětí v jednotkách - desítkách - stovkách - milivoltů - zapomeňte na diody - existuje kombinace diod s operačními zesilovači, které ale mají taky problémy, protože diody mají nezanedbatelný "leak" - propouštějí i v opačném směru a to dovede s citlivými vstupy OZ pěkně zacloumat.

Takže moderní elektronika vymyslela "zlaté tele" - Schottkyho diodu - schválně si tohle heslo zadejte do BINGu, abyste viděli ten šrumec. Drobný problém je v tom, že schottkyho dioda není vůbec dioda - schválně se podívejte na běžné usměrňovací schottkyho diody do jejich datasheetu - kolik mají zpětný proud alias LEAK ? při zahřátí až 10mA !!! Copak se usměrňováním nezahříávají - klidně až na 50-60 st?

Cože ? 10 mA - pár takových diod zapojených někde v "nepropustném" směru v autě na sluníčku a baterka je za týden vybitá !! Protože i obyčejný odpor 1K pouští z baterky 12 mA.

Proto pozor pozor pozor - Schottky diody si za zmenšení úbytku v propustném směru o 0,3V nechají krvavě zaplatit. Používat Schottkyho diody pro přesné aplikace na malá napětí je blbost - to už je lepší klasická 1N4148.

A pokud potřebujete diodu která má extrémně malý leak - tak světe div se nejmenší leak mají mé oblíbené LEDky, které se klidně dají použít do precizních usměrňovačů s operačním zesilovačem, jenom obvyklé varování - nesmí na ně svítit světlo příliš intenzivně (tedy na sluníčko musí jít v krabici).

Pokud byste například chtěli razantně vylepšit vlastnosti precizního "peak detektoru" na obrázku. Jednak byste museli použít jiný operační zesilovač - nejlépe JFET nebo CMOS - třeba MCP6402 nebo TL072 - aby se vám "paměťový" kondenzátor C3 nevybíjel přes vstupy operačních zesilovačů. A pak kdybyste dali místo D2 LEDku - dosáhli byste asi nejlepších možných parametrů tohoto obvodu. Mimochodem LEDku pro tyto účely je lépe vybírat IR nebo červenou, aby měla co nejmenší úbytek napětí v propustném směru.

Před Schottkyho diodami jsem varoval, zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám - i manžel je konec konců jenom muž a má raději sex "protože na to má chuť" nikoliv "protože dneska je ovulace".

Především se musíme zorientovat geograficky - zeměkoule je rozdělena na východní a západní polokouli poněkud asymetricky. Východní polokoule jednoznačně začíná východně od Folmavy a končí někde západně od Shanghaie. Proč tomu tak je - probereme.

Když jsem jezdil na kole po východní Evropě a Balkáně - všiml jsem si zajímavé věci. Čím dále na východ "od západu" tím se nabídka zboží zužuje. A paradoxně čím je nabídka zboží na trhu užší - tím přísněji místní autority hlídají import toho, co v místě není.

Na jedné straně máte Singapore, Čínu, Indii, Koreu a Japonsko, kde seženete prakticky cokoliv, co Geek žádá. Na druhé straně máte Česko, Ukrajinu, Rusko, Srbsko a mnohé další, kde i ve velkých městech seženete - Coca Colu, Sardinky v plechovce (prodavač se omlouvá, že je rezavá, protože má malý obrat), lacinou samohonku a patrony do pušky (pokud máte kontakty). Ale už třeba náhradní pneumatika pro kolo - je natolik "high tech" že v Srbsku, Ukrajině i Bulharsku je to obrovký - prakticky neřešitelný problém a to i ve velých městech.

Proč je to důležité ? Představte si, že si chcete "něco vyzkoušet" - třeba jako jsem si já chtěl vyzkoušet měřit spetkra světelných zdrojů. Takže jsem před objektiv foťáku v mobilu dal oloupané CD jako mřížku a nafotil jsem nějaké fotky, které jsem v grafickém editoru "oměřil" a zjistil vlnové délky světelných zdrojů. Osobně jsem tímto skončil, ale představte si, že bych neskončil a chtěl bych pokračovat dále a postavit si amatérský spektroskop lepší kvality. Co bych potřeboval - optiku - alias čocky, o jejichž (ne)dostupnosti jsem už jednou psal. A pak bych potřeboval rytou mřížku. Takže jako Američan bych napsal do Edmund optics a nechal si za 17 dolarů poslat balík 15 mřížek - v setu připraveném pro experimenty ve školní třídě.

Říkáte - co mi chybí dneska - proč v době Internetu nenapíšu do Edmund Optics ?

Proč neprosím Američany na kolenou aby mi poslali balík do jakési obskurní krajiny, která ani není v americkém školním atlase ? Proč nezápasím s bankou aby mi převedla prachy na jejich účet. (Zkušenost s posíláním 83 Euro do Finska přes Českou Spořitelnu - člena Erste Group. mi úplně stačila a dodnes jsem rád, že nevolali policajty ). Proč potom nezápasím s českou poštou a s celní správou, která nechá balík rozbitý a roztrhaný tři měsíce ležet někde v Praze na legendární "Poště 120" ?

OK - tohle není příliš kompatibilní s ideou "zkusit si "projekt" přes víkend" takže jinak - zadám objednávku do Optických dílen ČSAV v Turnově - tam vyplní mé sny. Jenom s problémem, že za 17 dolarů "na zkoušku" to nebude.

Takže když máte nějakou ideu a potřebujete velice rychle vyrobit prototyp této ideje - můžete rovnou počítat s tím, že pokud vám nebudou stačit PET flašky, plech z konzervy, samohonka a patrony - budete mít problémy.

Jasně - Rusáci, Ukrajinci, Srbové i naši státní úředníci se budou krutě bránít - my přece máme bohaté vládou sponzorované "rozvojové programy".... Můžete si požádat o grant .... Předložte projekt na předtištěném formuláří + bílou naditou obálku a my rozhodneme ....

Nicméně - žádal Edison o grant ? Žádali o grant Bratři Wrightové, Alexaner Fleming, Linus Torwalds, Sergej Brinn ? Začíná převratná technologie tím, že zasednu k Wordu a píšu žádost o prachy od EU i s výpočtem výše úplatku ?

Takže pokud nemáme podmínky jak začít v malém - nebude nikdo začínat ani ve velkém a budeme i nadále země montoven, nezaměstnaných = nezaměstnatelných a podvodníků s EU dotacemi.

Konec konců, proč by se mládež smolila s holografickými mřížkami, když Edmund Optics je tak daleko, ale Coca Cola, sardinky a samohonka jsou v každé večerce ....

Dodatečná poznámka při druhém čtení: Už loni jsem psal o zákazu některých chemikálií z pera EU - letos to dostává konkrétní obrysy a 30% peroxid - tak šikovný pro leptání plošných spojů už od 1.1.2014 nekoupíte, stejně tak jako brzy nekoupíte suchý líh pro trempíky a mnoho dalších. Nebudu se rozčilovat - jenom zopakuju název svého tehdejšího článku - "S prázdným břichem směle proti terorismu".

Pokud osamělému seniorovi ve věku nad 80 zdechne pes většinou rodina může rovnou chystat pohřeb příslušnému seniorovi, protože stres z úmrtí "nejbližšího tvora" většinou nelze v tomto věku přežít. Pokud dítěti zdechne jakékoliv domácí zvířátko je to tragédie, a veliký smutek. Pokud chlapovi střednino věku zdechne akvarijní rybička - je to důvod psát nekrolog, nebo ten nekrolog je projevem začátku stařecké demence ??

Kdysi jsme byli tak chudí, že na ježíška roku 1998 jsem od exmanželky dostal akvaristický motorek, protože věděla, že jsem už mnoho měsíců básníl o akváriu. Jak slezl sníh v březnu 1999 jsem se domluvil s otcem, který mi dovezl domů objednané akvárium, a protože už jsem téměř rok ležel v akvaristických knihách - měl jsem dokonale vymyšlené jak bude akvárium vypadat a co bude obsahovat.

Mělo to být akvárium - které mělo být jednodruhové - nápodoba "černých vod" Amazonky. A aby to akvárium bylo co nejvíce bezúdržbové první ryby, které jsem koupil bylo 5 kusů ancistrusů - přesně druh Ancistrus dolichopterus - alias "ta hnusná ryba čistič". Pak jsem koupil neonky, a daší tetry a se střídavými úspěchy jsem toto akvárium udržel v provozu dodnes tj. 14 let a 5 měsíců.

Udržet v chodu akvárium 14 let - není žádý div, i když v dnešní době "kruvítek" je šokující, že mi vydržel i ten původní akvaristický motorek. Co je opravdu šokující, je že z 5 prvních ancistrusů jsem do minulého týdne měl ještě 2 a teď po smrti většího z nich mám stále ještě 1 ancistrusa který je starý 14 let a 5 měsíců.

Na obrázku vidíte toho ancistrusa, který zdechl před pár dny - na první digitální fotce z roku 2001. Otázkou samozřejmě je proč je důvod přerušit obvyklý proud elektronických blogů zprávou o tom, že jeden 14 letý ancistrus zdechl a druhý stále žije.

Lidi mají naprogramovanou smrt přibližně ve 120 letech, na konci každého chromosomu jsou úseky, tzv. telomery, které se každým dělením buňky zkracují - když jsou telomery příliš krátké - buňky se nemohou dělit - regenerace organismu se zastaví a člověk čeká na smrt. Jestli jste viděli opravdu starou babku - víte jak to vypadá. Pouze pohlavní a nádorové buňky mají enzym - telomerázu, která telomery prodlužuje na původní délku. Takže ve 120 telomery dojdou a finito... Zprávy o sovětských, čínských, severokorejských a jiných soudruzích, kterým "je 140 a těší se dobrému zdraví" jsou směs propagandy, lži a bordelu v tamnějších matrikách.....

Ryby na druhé straně jsou daleko primitivnější - a jako primitivnější tvorové jednak mají lepší schopnost regenerace (utržené ploutvičky dorostou jako ocas ještěrky) a na druhou stranu nemají věkový limit - to znamená, že u ryb neexistuje nic jako "přirozená smrt stářím" jenom nemoci, smrtící úrazy a sežrání predátorem. Nejenom to, ale ryby po celou dobu svého života rostou - tudíž i jejich velikost v podstatě určuje jen to, že v určitém okamžiku, už není dost potravy (nebo v akváriu prostoru) pro zvětšující se tělo.

Z tohoto hlediska je známo, že Ancistrus v přírodě žije 3-4 roky. V zajetí pak průměrně 7 let. Tedy pokud dotáhnete některého ancistrusa na více než dvojnásobný věk - už to stojí za lehkou zmínku. V lidském světě by TV nova taky šílela z člověka, kterému je 200 let ne ?

Jenom abych doplnil - jsem si 100% jist, že ancistrus, co zdechl, byla samice - jednak neměl typické fousy - a potom v době, kdy jsem se učil na II. atestaci z biochemie tj. v květnu 2005, měl tento ancistrus moře mladých, a každé ráno jsem sledoval jak největší tetra jednoho miniancistrusa chytila a s ocáskem čouhajícím z tlamy rejdila po akváriu desítky minut, abych se stihl nesmírně nasrat a raději se vrhout do studia tlustých amerických bichlí.....

Takže největší a nejstarší ancistrusačka je mrtvá, nicméně mi zbývá ještě jeden ancistrus - stejně starý. Navíc jsem rybičkám udělal nové osvětlení - takže jsem zvědav, jestli dotáhnu tohoto ancistrusa na 15 nebo dokonce 16 let. Vtip je v tom, že mezitím mé akvaristické nadšení vyprchalo, takže tato ryba a moje "vědecká zvědavost", kolik se vlastně může dožít je jediné, co ještě drží akvárium u mně doma v chodu.

Nebojte se. Když už jsem se ztrapnil informací o tom, že mi zdechla tato ryba - budu i o druhém ancistrusovi (a jeho smrti) informovat.

M inule jsem se zcela vědomě věnoval spíše teorii a dnes probereme schémátka. Už minule jsem naznačil, že spínaný zdroj akumuluje svou energii v magnetickém poli cívky, proto umělá cívka netvořící magnetické pole nebude pro něj to pravé.

K čemu tedy lze syntetické indukčnosti použít ? Obecně pro proudy, které snese použitý tranzistor (desítky mA) a pro frekvence na kterých syntetické indukčnosti fungují (desítky - stokvy kHz). Takže příklady

Výhodou syntetických indukčností je, že s RC součástkami normálních hodnot to jest kiloohmy a mikrofarady vychází "indukčnost" v miliHenry - pokud bychom použili skutečné cívky byly by to nepochybně "cívky jako bejk".

Kromě toho, že syntetické indukčnosti netvoří magnetické pole - mají proti cívkám ještě jenu nevýhodu - potřebují nějaký klidový proud a nedají se jen tak zapojit do střídavého signálu. Hrubý příklad jak to zajistit máte na obrázku - "napájecí odpory" R1 a R3 by měly být alespoň 5x větší než výstupní odpor zdroje a alespoň 5x menší než vstupní odpor následujícího stupně. Pokud počítáme horní / dolní propust - můžeme z nich učinit část RL obvodu.

První příklad vlastně souvisí s tím, jak jsem k syntetickým indukčnostem přišel.Někde na internetu jsem našel tento obvod diferenciálně zapojeného předzesilovače pro fotodiodu, který prý pochází z některého marsovského vozítka. Vidíte čím je fotodioda napájena a přes jaký obvod je uzemněna ? Autoři v původním zdroji uvádějí, že obvod byl určen pro frekvenci 10 kHz.

Jirka Bezstarosti psal kdysi na Robodoupěti geniální seriál o rozlišování černé a bílé, kde k dosažení jednoznačného stavu Černá /bílá používal řízení proudu LED diodou v QRD1114 pomocí výstupního signálu aby vzniklo "něco jako" Schmidtův klopný obvod. Tím řešil situaci kdy vás zajíma barva a nikoliv rychlost jejich změn. Z mého receptáře je obvod nahoře - který zase pro změnu vůbec nezajímá na jak bílou / šedou / černou se kouká, ale jenom jak rychle se barvy mění - což je vhodné třeba do snímače optického enkodéru na kolečka.

jak vpadá výstup z tohto obvodu vidíte na obrázku - v době klidu, nebo v době ustáleného otáčení kolečka se kondenzátor nabije na střední hodnotu. Tranzistor pouští této hodnotě odpovídající střední proud až do 30 mA, pokud se před fototranzistorem roztočí černobílé proužky - tranzistor na to vůbec nereaguje čím nám na výstupu nám vznikne celkem pěkný téměř pravoúhlý signál, přitom si nemusíme hrát s přesným nastavováním proudu LED diodou, protože na stejnosměnou složku proudu fototranzistorem obvod nereaguje.

Tím jsme probrali vše - zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : vyměnila jste po svatbě krajky za teplákovku ? Divíte se že on vás po svatbě vyměnil za fotbal v televizi ?

Ve svém blogu se pravidelně otírám o romskou otázku - takže je jasné, že mám nálepku rasisty, nicméně ve zdravotnictví jsme s Romy v pravidelném kontaktu - rozdhodně více než skinheadi hajlující v hospodě 5. cenové skupiny.

Jednou z velmi zajímavých součástí těchto kontaktů jsou kolegyně v práci - romské národnosti, kterých máme ve špitále poměrně hodně - na pozicích ošetřovatelek a zdravotních sester. To jsou osoby - velmi úžasné - z více důvodů. Jednak téměř VŽDY jsou lepší než jim odpovídající bílý personál - což patrně souvisí s tím, že jejich práce je jejich dobrovolná volba, často proti vůli okolí. Pak mají nezanedbatelný temperament "maďarského typu", což dovedu ocenit ( ne náhodou byla exmanželka maďarka narozená v Česku žijící na Slovensku ). No a nakonec mají tyhle holky zajímavé životní zkušenosi, často dosti špatné, které jsou na člověku vidět ( většinou v pozitivním smyslu ).

Je překvapivé a poučné jak se jejich osudy shodují - velmi často si v mládí usmyslely "vyšvihnout se", pak nastala škola kdy "dělaly radost rodině i celému ghettu", pak nastal nástup do práce, pak nastal rozkol s příbuznými krom nejbližší rodiny, pak nastal ustálený střední věk, kdy si často našly bílého partnera.

Vypadá tahle historka jako rasistův sen ? Bílý muž zachraňuje "černou" ženu ? Nikoliv - takhle jednoduché to není. Romové totiž nají výrazné kmenové zřízení a skutečně obrovské rodiny, takže rozkol s komunitou většinou vypadá takto : Po prvních několika výplatách se informace o tom, že máš stálý příjem roznese jako blesk a začnou se k tobě hlásit různí "potřební" přibuzní. Příbuzní jsou v kmenovém zřízení opravdu široký pojem - sestřenice druhé manželky bývalého manžela tvé starší sestry - je "nejužší rodina" jakou si dovedete představit.

Takže půjčíš / dáš někomu peníze, po příští výplatě se jich hlásí 10 a po další 100. Nakonec řekneš - "nedám, protože už nemám". Tak zasedne neformální "kmenový soud" a konstatuje - "nechce dát" a vyloučí tě z kmene - krom matky a otce kteří s tebou (tajně) mluví se staneš neviditelným. Proto taky - ti bílí manželé - jiní muži nebyli k mání.

Zajímavé že ?

Matematika ve mně zaujalo to, že stovkami let života v tvrdých podmínkách se vyvinula strategie, která účinně brání komukoliv tvrdé podmínky překonat ? Asi je to tím že původní - smysluplný - kmenový systém se moderní dobou nějak "porouchal". Především kdysi byla velikost rodiny / kmene omezená a "kmenový soud" daleko více hlídal jestli všichni přispívají "do společného". Dneska v době mobilů a Facebooku se velikost kmene zvětšila z 30 na 300 nebo 3000 (??) osob. Takže společenský dozor nevidí do každého zákoutí. Proto paradoxně - pokud zachovávám strategii - ( nedělám nic / ) nemám nic / nepřispívám ničím - není to v rozporu s "kmenovými pravidly". Naopak naše sestry a ošetřovatelky se dostaly do kategorie dělám ale (jim se zdá, že) nepřispívám - navíc v pozici výjimky, na kterou je strašně vidět - a pro takové lidi jsou kmenová pravidla striktně jasná .....

Kdybych byl politikem - zaujalo by mě - kam až lze dospět s levicově pojatou rovností - ve stylu odborářského - "všichni máme stejné žaludky", nebo Churchillovské "levice vyrábí jenom bídu, ale za to se o ni umí spravedlivě rozdělit" .

To vše jsou nepodstatné plky - podstatné je - jestli si tento mechanismus uvědomují "příslušní odborníci" na pozvednutí situace Romů, protože tento mechanismus, který má kořeny sahající až do pravěké existence našeho druhu, asi nebude tak snadné překonat.

Každá robotická soutěž má jistá pravidla, jisté věci, které jsou na ní vzrušující a jisté věci, které jsou na ni těžké. Pro nezkušené pak je zvláštní, že racionální mozek robotika by očekával, že pro tyto tři věci platí A = > B = > C, a někdy je překvapen, že to tak není.

Příklad 1. Mini-sumo - jeví se být o taktice a způsobu jak detekovat soupeře, ve skutečnosti tyto dvě věci jsou naprosto nejméně podstatné, protože 10cm roboti na 77 cm hřišti jsou tak velcí, že se vždy nakonec srazí a mini-sumo ve skutečnosti je o přilnavosti pneumatik, poloze těžiště a neomylných čidlech okraje arény.

Příklad 2. Robotour - se jeví být o GPS, kompasech a vůbec globální navígaci a přitom celá soutěž dodnes stojí a padá na jednoduchém a 100% robustním rozlišení cestička / ne-cestička, které mimochodem čeká až jej vyřeším já ;-)))))))

Na serveru Robodoupě.cz se už před drahnou dobou rozjela diskuse o sledování čáry, taky jsem tam diskutoval a přitom mi došlo že, jet rychle po pásku izolepy - je více vyšší matematiky než Sumo i Robotour dohromady.

Takže když jsem se nudil cestou na dovolenou nakreslil jsem v drkotajícím autobuse přibližný náčrtek takového robota na čáru v poměru 1:1. Nahoře půdorys, dole bokorys.

A úplně nakonec náznak blokového schématu - jak digitalizovat 12 čidel čáry pomocí 3 kanálů AD převodníku (4053) je CMOS analogový přepínač.

V čem je tedy skrytý problém soutěží typu line follower? Upřímně vzato zatím nevím, neb jsem ještě nesoutěžil a i u Suma - kde se považuju za experta - jsem na to přišel až po 2 letech.

Vtip této soutěže je v tom, že "téměř optimální" řešení už existuje - je to robot 3pi od Pololu. A taky letos tento robot skončil na 2 a 3 místě.

Z toho jsem byl z počátku nadšený, ale pak jsem zjistil, že "páníčci" obou robotů do nich nahráli jenom firmou naprogramovaný ukázkový kód a to bylo všechno...

Takže můžeme očekávat, že za chvíli bude většina robotů typu 3pi - tudíž nezbytným předpokladem vítězství je být lepší než 3pi.

Lehkým přemýšlením a reverzním inženýrstvím 3pi zjistíme kde je pes zakopaný - příznivý poměr výkon motorů / váha (nebo hmotnost), a malá váha (nebo hmotnost) umístěná blízko těžiště, které je v ideální poloze nad spojnicí kol, velmi nízko nad zemí.

Takže jsem kreslil robota ještě lepšího - zadní polovina je 3pi - tam není co vymýšlet.

Přední polovina je vystrčená široká řada čidel aby "byl čas" reagovat na zatáčku.

3 pi má ale něco navíc mezi motory a čidly - zvyšující měnič, který umožňuje mít na palubě jenom 4 AAA baterie, ale přitom napájet motory úctyhodnými 9V.

Jimi zmiňovaný měnič má dnes obvyklé "bájné" parametry - vstup od 1.5 V výstup až do 25V, proud až 2A, spínací frekvence 750 kHz, účinnost přes 90% a to všechno na SMD destičce 11x 22 mm s jednou miniaturní SMD tlumivkou, která podle obrázku má 10 uH (???).

Ne že bych v pulsní technice byl úplné embryo, ale už jednou jsem se kvůli pulsnímu zdroji rozvedl - a od té doby si dávám pozor.

Takže si dáme nějaké ty počty - pokud chci mít ze 4.8 V - 12 V při proudu - skromných 1.5 A - poteče z baterek při realistické 75% účinnosti 5A !!! Poměr vypnutí a zapnutí spínacího tranzistoru bude (12+4.8) / 4.8 = 3.5:1 - tudíž proud tlumivkou bude ve špičce udivujících 6,4 A.

Viděli jste někdy tlumivku na 6,4 A - kvádr 11x11x6mm třeba ? nebo středně velký toroid v PC zdroji ? Už máte představu proč se mi parametry měniče Pololu zdají "bájné" ?

Nebude nakonec jednodušší použít moji oblíbenou fintu a napájet všechno ze dvou 9V "destičkových" baterek ?

Nebo to "nechat koňovi", ten má větši hlavu a koupit měnič Pololu ? Není to 12 dolarů + poštovné vyhozených už teď ?

Rád bych dal odpověď, ale zatím jsem ve stadiu přemýšlení a asi si brzy koupím alespoň ubohou MC34063 a zkusím jakých ne-bájných parametrů se dá dosáhnout s nejsprostším lidstvu známým integrákem pro tento účel ?

Místo odpovědi alespoň rada paní Kubáčové novomanželkám - když si vezmete boty, které vás tlačí, přestože vás manžel upozornil, že nejsou pro daný účel vhodné - alespoň si na něm nevylévejte zlost, když se ukáže, že měl pravdu.

Jak už tak "všechno suvisí se vším" tak některé obvody které mají jednu funkci - pokud ze zapojíme do záporne uzpětné vazby (operačního nebo jiného) zesilovače mají úplně opačnou funkci. Zesilovač s frekvenční propustí ve zpětné vazbě stává se frekvenční zádrží, exponenciální charakteristiky diody mění se v logaritmické vlastnosti zesilovače atd...

Takže existuje skupina obvodů kde ve zpětné vazbě zesilovače je kondenzátor, a celý obvod (světe div se ) se tudíž chová jako cívka.

Jelikož se s cívkami snažím pracovat celý robotický život a stejně se jim raději vyhnu - předpokládám, že ostatní robotici mají s cívek alias indukčností - naprosto nepopsatelnou hrůzu a tudíž budou tento článek hltat jako neuzavření.

Takže existují "divné obvody", které mají "divné názvy" - gyrátory - jak ze Sci-Fi z 50. let. Gyrátor je přesně ta věc, kterou nemám přiliš rád - jako je "dvojbran" a další teoretické konstrukce, za které se vyhazuje z FELu, protože teoretici je považují za zásadní věc, při analýze elektrických obvodů - ale jejich hlavní vlastnost je, že se v praxi v čisté podobě nikde nevyskytují.

Takže se pokochejte "gyrátory" zapojenými jako syntetické indukčnostmi s operačními zesilovači, kterými se zabývat nebudeme, protože indukčnosti s operačními zesilovači jsou přiliš složité a navíc díky pomalosti (i rychlých) operačních zesilovačů nepracují přiliš dobře ve vysokých frekvencích nad akustickým pásmem, kde se vyskytují pracovní frekvence našich robotů.

My se místo toho budeme zabývat klasickým vidláckým obvodem jak vyšitým neboli :

Je to přesně jak si myslíte - kondenzátor připojený na bázi tranzistoru zpomaluje změny proudu do báze a tím se tranzistor navenek brání změnám proudu, které jim protékají - což je běžná vlastnost cívky.

Pokud se budeme snažit vypočítat "virtuální" indukčnost této "cívky" zjistíme divnou věc - RC obvod v bázi tranzistoru nám ovlivňuje frekvenční vlastnosti obvodu téměř nezávisle na okolí tohoto obvodu.

Neboli dělící frekvence horní nebo doní propusti, kterou s touto syntetickou cívkou postavíte bude

kde beta je proudové zesílení tranzistoru, PI je 3,1415926535... R a C jsou ze schémátku jasné. Takže pokud tento obvod použijeme místo cívky do nějakého děliče alias RL obvodu bude "virtuální indukčnost"

kde R1 je odpor v děliči a R2 je odpor do báze tranzistoru, ale POZOR - pokud měníme "vnější" odpor R1 - mění se i "indukčnost" tak, že frekvenční vlastnosti obvodu se nenění a řídí je jenom R2 a C připojené na bázi tranzistoru. Na druhou stranu k odporu externího R1 se připočítávájí i výstupní a vstupní odpory předcnozího a následujícího stupně, které tudíž příliš neovlivňují frekvenční charakteristiku - a to je skvělé.

Pokud postavíte třeba dolní propust zjistíte, že její charakteristika pro určité frekvence opravdu dokonale odpovídá RL obvodu. Jelikož vlastnosti "cívky" závisí na zesílení tranzistoru se zvyšující se frekvencí tranzistor přestává zesilovat a frekvenčnní charakteristika se nám začíná kazit.

Nicméně - je vaší starostí aby do propusti pracující v pásmu kHz se vám nedostaly nežádoucí frekvence v pásmu MHz.

Než skončíme - je zde obyklý apel na zdravý rozum - syntetická indukčnost je opravdu "syntetická" nemá žádné magnetické pole. Z toho vyplývá výhoda, že umělá cívka neprodukuje nežádoucí magnetické pole ani není magnetickým polem ovlivněna, ale na druhou stranu pokud se vám výkonová tlumivka do spínaného zdroje za 30 kč zdá příliš drahá - doufám, že vás nenapadne tam zapojit syntetickou cívku a čekat, že to bude fungovat ?!?

Přestože jsme odvrhli "gyrátory" bylo toho dnes už dost, takže vzhůru do další padesátky "vidláků" a dnes už zbývá jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : existují 3 druhy obuvi - boty, ve kterých se dá chodit, boty, které jsou krásné a boty na erotické hrátky do postele - dávejte si pozor na hranice mezi těmito kategoriemi - váš miláček určitě nebude nadšen, když po prochozeném dni, mu místo ladné nožky, budete ukazovat "krvavou hnátu".

Nebudu tady vypisovat základní faktografii, kterou si všichni přečtěte zde. Edmond Halley je "ten chlap co se po něm jmenuje ta kometa", takže by se mohlo zdát, že to byl jeden z mnoha astronomů, kteří přišli, něco (nepodstatného) objevili a pak umřeli. Dovolil bych si oponovat a dokonce tvrdit, že kdybychom dnes měli 1 Edmonda Halleyho na milión obyvatel zdaleka bychom nebyli v takových sračkách, ve kterých jsme (a teprve budeme).

Tedy čím tento člověk byl tak zvláštní ? Byl geniální ? Asi ano, ale vzhledem k tomu, že to byl mladší kolega sira Isaaca Newtona, tak tohle nebyl ten klíčový aspekt. Klíčový aspekt byla praktičnost a snaha věci dokázat.

Jak tedy objevil "svou kometu" - prostě v historických záznamech našel zmínky o kometách, které se pohybovaly tak, že to vzbuzovalo podezření že to není více komet, ale jedna periodicky se vracející. Tak najal celou školní třídu počtářů, kteří tenkrát existovali jako profese jako dneska třeba účetní. Z těcho počtářů vytvořil "živý počítač" na kterém, za několik měsíců, numerickou metodou spočetl oběžnou dráhu "své komety". Technologie jak to udělal je přesně stejná jakou dnes počítače počítají oběžné dráhy těles v reálném čase. To jest máte souřadnice a rychlost komety v určitém čase, z těch vyplývají přitažlivé síly k velkým tělesům sluneční soustavy (většinou se počítá alespoň se Sluncem a Jupiterem). Přitažlivé síly vám změní rychlosti a ty vám určí polohu v následujícím okamžiku (sekundě, minutě) - a tenhle výpočet opakujete stále dokola ....

Pak experimentoval s potápěčskými zvony, z čehož si odnesl popraskané ušní bubínky, no a pak patrně to nejdůležitější - v letech 1680 - 1687 všemožně podporoval, utěšoval, konejšil ego a kdoví co ještě siru Isaacu Newtonovi, který v té době psal svá Philosophiae Naturalis Pricipia Mathematica - což je dodnes platné kompletní shrnutí celé tehdejší fyziky, a patrně nejdůležitejší vědecká kniha všech dob...

Takže proč tak pláču po člověku, který byl "jenom šikovný" a "nic tak převratného neobjevil". Protože dneska skoro každý" kdo má do prdele díru" a nějaký ten akademický titul se tlačí do pozice "organizátora vědy". Potíž je v tom, že na této pozici místo najmutí třídy matematiků, kteří dokáží s věcmi pohnout sedí v kanceláří a rozesílá maily typu "vaší excelovou tabulku vám posíláme zpět k opravě chyby v plánu na rok 2014 - řádek 89 sloupec 17". Takže pokud takovýto "organizátor" náhodou narazí na osobu s genialitou Newtona - spíše ji dotlačí k drogám a alkoholismu než k tomu "vydat ze sebe to nejlepší".

V tom asi je ten problém, že svět má od Newtonových dob 20x tolik obyvatel (tehdy jen kolem 300 miliónů), a místo aby (logicky) měl 20x tolik géniů jeho formátu, má pouze 2000x tolik prázdných bublin - často ještě "svým významným postavením" nafouknutých....

Pokud jste podrobně studovali odkazy z minula, jistě jste zjisili, že mezi mnou a matematiky je jistý rozpor - klouzavý průměr dvou sousedních hodnot, který jsem označoval za N=2 označují matematici za filtr prvního stupně a označují jej N=1 - doufám že přežijete když zůstaneme u toho že moje čísla jsou o jedničku větší. Mimochodem další důvod nevykládat ve škole, co jste se zde dočetli.

Ačkoliv jsem matematiku kolem toho nikdy nestudoval, tak pokud máte prostý klouzavý průměr N sousedních prvků a máte vzorkovací frekvenci f tak tento filtr funguje jako dolní propust, který propouští frekvence menší než f/2N, pokud používáte exponenciální klouzavý průměr pak dělící frekvence je přibližně f/4N.

Když už jsem měl AVR assembler kolem těchto filtrů vypilovaný k naprosté dokonalosti, žačal jsem si s filtry hrát. nejenom že můžete prvky sčítat, ale taky odčítat a to nejenom sousední ale taky od sebe více vzdálené. K tomu pak potřebujete kruhové buffery. Pak jsem logicky odvodil jak udělat jednoduchou frekvenční propust - a to takto : Pokud hodnotu v bodě A odečteme od hodnoty v bodě B. - pokud je frekvence signálu rovná modré sinusovce, nebo jejím lichým násobkům - "vyšším harmonickým" (fialová sinusovka) - dostaneme signál s dvojnásobnou amplitudou, zatímco signály na jiných frekvencích jsou utlumené, nebo dokonce úplně potlačené (žlutá sinusovka). Kdybyste to potřebovali napsat matematicky takto:

kde k je polovina periody filtrovaného signálu v počtech vzorků. Tedy pokud potřebujeme při vrorkování 10 kHz filtrovat 1 kHz pak je to 10 vzorků na periodu a k=5 jasné ?

Vzhledem k tomu že na pravé straně rovnítka se nám nevyskytuje Y - tudíž výstup tohoto filtru neovlivňje jeho vstup - tudíž jste pochopili, že tento fitr je typu Finite impulse reponse.

Nicméně jeho filtrační účinnost není nic moc. A protože obecně exponenciální průměry / filtry (alias Infinite impulse response) jsou při jednodušší matematice účinnější než Finite impulse - tak jse začal experimentovat i s nimi a došel jsem ke "skoro geniálnímu" filtru jehož vstup vidíte modře a výsup fialově. Zde je vzoreček.

k je opět polovina periody. Všimněte si, že oproti minulé verzi tam přibyl jenom jeden člen navíc. Zajímavý je koeficient alfa - ten určuje míru přednosu "energie" z výstupu na vstup filtru. pokud je roven 1 - filtr se rozkmitá a nikdy nepřestane, pokud je menší než 1 - filtr se podobá analogovým filtrům ve starých rádiích "audionech", které pro zvýšení selektivity, taky malé množství signálu vracely na vstup - tak aby pracovaly "těsně pod bodem rozkmitání".

Že to funguje i pro zašumělé signály - vidíte na obrázku - amplituda šumu je stejná jako amplituda užitečného signálu, a přesto jej je filtr schopen detekovat. Protože u takto zašumělých signálů je výstpu filtru taky znešištěn šumem je za výstupem filtru ještě klasícký exponenciální klouzavý filtr, který modrou křivku pěkně "uhladí". Pokud byste si chtěli s filtry tohoto druhu hrát ZDE je původní excelový soubor, ze kterého jsem grafy generoval.

Jestli máte pocit, že jsme dneska nezabředli do žádné matematické teorie - není se čemu divit - toto vše jsem skoro jako Jára da Cimrman "objevil" sám. Pak jsem to použil pro filtraci signálů u mých pokusů s měřením vzdálenosti pomoci zvuku na slyšitelné frekvenci alias "Zvukarem" A pak ( konečně !!!) jsem zjistil, že matematici tyto filtry znají - jako tak zvané "hřebenové filtry". Případně jako tzv. CIC "cascaded integrator comb" filtry. První vrianta, kterou jsem popsal je tzv "feed forward" varianta, druhá "oscilující" varianta je "feed back" varianta - která má velmi úzká maxima propustnost - není div že dovede ze šumu ''vytěžit" signál i v nepříznivých podmínkách.

Samozřejmě je otázka, jestli bych se neměl stydět, že tohle je moje samo-domo pokusničení a né součást akademického vzdělání - osobně se za to nestydím - protože takhle jsem došel sice dosti daleko, ale nikoliv tak daleko aby se filtr tohoto typu nedal naprogramovat v AVR assembleru.

Jako obvykle dvě poznámky

1. čím více se koeficient "alfa" blíží 1 tím lépe filtr rozliší v šumu vlastní kmitočet, ale tím déle "dokmitává" - což je jenom čílsicová varianta koeficientu Q z klasických filtrů - filtry s vysokým Q dokonale rezonují, jsou vysoce selektivní, ale díky dlouhému "dozvuku" mají jen úzké pásmo propustnosti (dozvuk brání reagovat na rychlé změny signálu). Naopak filtry které mají nízké Q jsou daleko více "širokopásmové" propustí širší pásmo, ale na změny reagují rychleji.

přibližný vzoreček pro vztah Q a našeho koeficientu "alfa" je Q = 1/(1-alfa).

2. neuvádím žádné přiklady prográmků - protože předpokládám, že stejně budete všechno programovat v C a tudíž by můj AVR assembler nebyl pro vás zajímavý. Filtry jsou natolik nenáročné, že rozdíl výkonu mezi C a ASM nestojí většinou za tu práci. Místo progámků si prosdujte zmíněný příklad v XLS.

Zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám - točí se váš mažel za cizími ženami a vás to štve ? Místo tichého zuření doporučuju úplně opačný postup - už z dálky musíte manželovi nahlas oznamovat: "Táto támhle jde fantastická kočka, žejo ?" Uvidíte, že mažel bude minimálně lehce zaražen ....

Není tomu tak dávno, co jsem jako radu pro blondýny dával, že místo krému na xicht za 999 má drahá blondýna koupit Niveu a z plechové pixly si má mužíček postavit rádio. Při té příležitosti jsem do Bing.COM zadal dotaz na legendární"rádio nivea" a byl jsem překvapen, že existuje upgradovaná verze, která všem čtenářům mého blogu bude tak trochu povědomá.

Tedy vo co go - Jihočestí radioamatéři - myslím z Příbrami kdysi vymysleli jednoduchou radioamatérskou vysílačku, kterou si za pár korun můžete postavit do pixly od krému Nivea a můžete zkusit vysílat na krátkých vlnách.

Tahle konstrukce je vstkutku radioamatérská a vskutku spartánská - pracuje na jediné krystalem dané frekvenci. A pracuje jedním jediným "modulačním módem" a to je telegrafie.

Rádio Nivea I. bylo typické i svou "radioamatérskou" konstrukcí - dvoubázové MOSFETY omotané cívkami - úplná klasika.

To rádio Nivea II. je úplně jiné kafe a ani se nedivím že jej na svých stránkách propagují kluci z MLABU - "původním povoláním" robotici "Robozoři". Proč tedy ten orgasmus z mé strany ?

Pravidelní čtenáři jistě vědí, že už dávno pradávno jsem psal, že mixér + (logaritmické) zesilovače okolo = základ pro jakékoliv aktivní (tedy něco vysílající ) čidlo. A tahle kombinace - to je rádio Nivea II.

Takže si to probereme po částech - nepochopitelný transformátor na vstupu s poznámkou "vinuto trifilárně" - to je vlastně prvek, který z jednoho signálu vytváří dva s opačnou fází. Pak následuje 4066 - CMOS spínač, můj milovaný základ pro spínaný mixér. A pak je fitlrace a mohutné zesílení operačními zesilovači - signálu, který je už prakticky na slyšitelné frekvenci.

Tedy hračka pro děti je ve skutečnosti dvakrát dvojitě vyvážený mixér se směšováním na nulový mezifrekvenční kmitočet - jinými slovy to nejmodernější, ž čeho mají bezesné noci inženýři ve velkých firmách dělajících chipsety pro radiové aplikace.

Jinými slovy - toto je úplně dokonalá elektronika pro přijímací část nějakého aktivního čidla - pokud bych k naprosto nezměněnému rádiu Nivea připojil fotodiody mám Trávoměr jak vyšitý. Pokud bych jenom vazební prvky alias to divné trafo a kondenzátory přepočetl na frekvenci 40 kHz - mám dokonalý přijímač ultrazvuku - úplně v jiné lize než ubohost jménem SRF-0XX. Prostě je to dokonalý základ pro čidlo - od stejnosměrného proudu po "rychlost světla".

V tomto odstavci byla původně nadšená věta typu - kdo si cvičně nepostaví rádio Nivea ten není správný elektro-vidlák. Nicméně zvažte následující fakta :

1. Rádio vysílá na 14,318 MHz - což je sice frekvence krystalu běžných procesorů, takže na této frekvenci je mnoho parazitního vyzařování těchto krystalů, ale na druhé straně je to ve 20m pásmu, které radioamatéři pouvažují za "nejcennější".

2. Radioamatéři v česku jsou většinou nerudní dědci, kterým hrabe z dlouhého skenování rychle se vyprazdňujících radioamatérských pásem, která se vyprazdňují, protože mládež nechápe proč vysílat, když jsou mobily, Skype a Facebook.

3. Kombinací bodu 1 a 2 vzniká vysoká pravděpodobnost, že pokud z právě postaveného rádia Nivea pípnete, někdo vás uslyší - místo aby vás pochválil za stavbu - najde obě francouzské berle a půjde vás udat na ČTÚ

Takže to zvažte a dávejte si pozor.

Zbývají nám už jenom 2 věci :

1. DŮKLADNĚ SI PROSTUDUJTE článek o rádiu Nivea II.

2. Tradiční rada pro blondýny - chcete miláčka opravdu dostat do kolen - nekupujte mu součástky na rádio Nivea - kupte je sobě a postavte ho sama - dříve než on (ale bacha na ČTÚ)