tester refleksu (inny)

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
P R O J E K T Y
Tester refleksu
AVT−5009
Urz¹dzenia podobne do
prezentowanego w†artykule
doúÊ czÍsto s¹ nazywane
refleksomierzami, poniewaø
s³uø¹ do przybliøonego
okreúlenia sprawnoúci
psychomotorycznej osoby
poddawanej testowi. Ocena
sprawnoúci jest oparta na
pomiarze czasu reakcji na
sygna³ úwietlny, nie moøna
jej wiÍc potraktowaÊ bez
dodatkowych badaÒ jako
w†100% pewnej, lecz
w†wiÍkszoúci sprawdzonych
przez nas przypadkÛw jej
wiarygodnoúÊ jest wysoka.
KonstrukcjÍ prezentowanego
przez nas testera refleksu opraco-
wa³ T. Hopkins z†firmy Harris
Semiconductors w†roku 1989. Nie
jest to wiÍc nowe opracowanie,
ale w†najmniejszym stopniu nie
wp³ywa to na jakoúÊ pracy i†do-
k³adnoúÊ testera.
Schemat elektryczny urz¹dze-
nia pokazano na
rys. 1
. Wykona-
no je w†oparciu o†uk³ady CMOS
z†serii 4000, ktÛre charakteryzuj¹
siÍ m.in. bardzo ma³ym poborem
pr¹du podczas pracy statycznej
lub z†sygna³ami o†niezbyt wyso-
kich czÍstotliwoúciach. MiÍdzy in-
nymi z†tego powodu jako wzorzec
czÍstotliwoúci zastosowano w†tes-
terze oscylator kwarcowy X1
o†czÍstotliwoúci rezonansowej
25,6kHz. Do³¹czono go do zline-
aryzowanego za pomoc¹ R2
wzmacniacza, ktÛry znajduje siÍ
w†uk³adzie U1. Zastosowanie jako
wzorca czÍstotliwoúci oscylatora
kwarcowego zapewnia duø¹ do-
k³adnoúÊ i†stabilnoúÊ pomiarÛw,
ale ze wzglÍdu na jego nietypow¹
czÍstotliwoúÊ moøe okazaÊ siÍ, øe
trzeba bÍdzie zast¹piÊ go elemen-
tami RC. Na
rys. 2
pokazano
sposÛb zast¹pienia oscylatora
kwarcowego trzema rezystorami
i†kondensatorem. Jeøeli zostanie
wybrany taki w³aúnie wzorzec
czÍstotliwoúci, nie naleøy monto-
waÊ elementÛw: X1, C1, C5 i†R1,
a†takøe zmieniÊ wartoúÊ rezystan-
cji R2 z†20M
. RegulacjÍ
czÍstotliwoúci pracy oscylatora
umoøliwia potencjometr RN1.
W†uk³adzie U1 oprÛcz genera-
tora sygna³u wzorcowego znajduje
siÍ 14-stopniowy dzielnik dwÛjko-
wy, ktÛry wykorzystano do gene-
racji przebiegÛw referencyjnych.
Sygna³ o†czÍstotliwoúci 64 razy
mniejszej (wartoúÊ wspÛ³czynnika
podzia³u 2
6
z†wyjúcia Q7) od
referencyjnej jest podawany na
wejúcie CLK dzielnika :10 U2A.
Na wyjúciu Q3 tego uk³adu otrzy-
Elektronika Praktyczna 4/2001
31
Tester refleksu
na 10k
Tester refleksu
Rys. 1. Schemat elektryczny testera refleksu.
mujemy sygna³ o†okresie 0,025
sekundy, ktÛry z†kolei zasila wej-
úcie CLK licznika zintegrowanego
z†dekoderem 1†z†10 U4. Do jego
wyjúÊ do³¹czono diody úwiec¹ce
D1..9, ktÛre sygnalizuj¹ czas jaki
up³yn¹³ od pocz¹tku testu. Kaøda
z†diod odpowiada 50ms, a†ca³ko-
wity zakres pomiaru wynosi
450ms. Jeøeli czas reakcji jest
d³uøszy niø 500ms jest to sygna-
lizowane zaúwieceniem siÍ diody
D12, sterowanej z†wyjúcia Q0 licz-
nika U3A. Katody wszystkich diod
LED s¹ po³¹czone ze sob¹ i†do-
³¹czone do kolektora tranzystora
Q1. Tranzystor ten spe³nia rolÍ
klucza w³¹czaj¹cego zasilanie diod
podczas pracy testera. BazÍ tran-
zystora steruje inwerter U6C na
wejúcie ktÛrego podawany jest
stan logiczny z†wyjúcia Q3 U3B.
W³¹czony w†szereg rezystor R3
o†doúÊ duøej wartoúci rezystancji
jest niezbÍdny do wytworzenia
krÛtkich impulsÛw zeruj¹cych
liczniki U1, U2A i†U4 przed
rozpoczÍciem kolejnego testu (ini-
cjowany za pomoc¹ Sw2).
Zastosowanie w†testerze uk³a-
dÛw CMOS umoøliwia zasilanie
go z†baterii. Aby uproúciÊ kon-
strukcjÍ elektryczn¹ tester wypo-
saøono w†automatyczny wy³¹cznik
zasilania, ktÛry po ok. 5s samo-
czynnie odcina zasilanie diod
úwiec¹cych i†zatrzymuje licznik
U1, ktÛre to elementy pobieraj¹
stosunkowo najwiÍkszy pr¹d. Licz-
nik U2B odpowiada z†kolei za
odliczanie czasu do momentu ini-
cjacji testu, co jest jednoznaczne
z†rozpoczÍciem odmierzania cza-
su. Najwaøniejszym elementem au-
tomatycznego w³¹cznika jest licz-
nik U3B, ktÛry zlicza impulsy
z†wyjúcia Q14 U1. Impulsy zega-
rowe s¹ podawane na wejúcie EN,
ktÛre moøe spe³niaÊ rolÍ alterna-
tywnego do CLK wejúcia zegaro-
Rys. 2. Sposób zastąpienia
oscylatora kwarcowego
elementami RC.
32
Elektronika Praktyczna 4/2001
 Tester refleksu
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1: 470k
R2: 20M
/10k
*
Ω
R4, R5, R9, R10: 10k
R6: 68k
*
Ω
RN1: 10k
*
Kondensatory
C1: 33pF
C2: 1,2nF*
C3: 47
F/16V
C4, C6..C9: 10nF
C5: 10pF*
Półprzewodniki
D1..D10: diody LED zielone
D11: dioda LED żółta
D12: dioda LED czerwona
U1: 4060
U2, U3: 4518
U4: 4017
U5, U6: 4011
Różne
Q1, Q2: BC548
X1: 25,6kHz
Sw1, Sw2: włączniki ze
stykami NO
Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
wego. Sygna³ z†wyjúcia Q3 jest
z†kolei podawany na wejúcie CLK,
ktÛre zamiennie do wejúcia EN
wykorzystano jako wejúcie zezwa-
laj¹ce na zliczanie.
i†
STOP
naleøy do³¹czyÊ dwa prze-
³¹czniki ze stykami zwiernymi.
Mog¹ to byÊ dowolne prze³¹czniki
chwilowe, ich jedynym - ale
bardzo istotnym - parametrem jest
odpornoúÊ na udary mechaniczne,
ktÛrym z†pewnoúci¹ bÍd¹ one pod-
lega³y podczas testÛw.
Montaø i†uruchomienie
Tester zmontowano na jedno-
stronnej p³ytce drukowanej, ktÛrej
schemat montaøowy pokazano na
rys. 3
. Widok mozaiki úcieøek jest
dostÍpny na wk³adce wewn¹trz
numeru, na p³ycie CD-EP4/2001B
(w postaci ürÛd³owej i†PDF), a†tak-
øe na stronie internetowej EP.
Przed rozpoczÍciem montaøu
naleøy wybraÊ wariant generowa-
nia wzorcowego sygna³u zegaro-
wego i†w†zaleønoúci od wersji
naleøy dobraÊ odpowiedni zestaw
elementÛw. W†wykazie elementÛw
zaznaczono gwiazdk¹ te elementy,
ktÛre s¹ niezbÍdne dla wersji
z†oscylatorem RC.
Montaø rozpoczynamy od po-
ziomych elementÛw (przede
wszystkim rezystory), nastÍpnie
montujemy podstawki pod uk³ady
scalone, tranzystory, kondensatory
i†diody LED. Podczas ich montaøu
naleøy zwrÛciÊ szczegÛln¹ uwagÍ
na ich precyzyjne ustawienie na
odpowiedniej wysokoúci, ponie-
waø od tego zaleøy estetyka urz¹-
dzenia. Do punktÛw na p³ytce
drukowanej oznaczonych
START
Obs³uga testera
DziÍki zastosowaniu automa-
tycznego wy³¹cznika zasilania
kompletn¹ obs³ugÍ testera zapew-
niaj¹ dwa przyciski:
START
i†
STOP
. RozpoczÍcie testu wyma-
ga naciúniÍcia przycisku
START
i†obserwacji diody
Start testu
(D11). Jeøeli przed wciúniÍciem
tego przycisku nie úwieci siÍ
dioda
Tester w³¹czony
(D10), to
od razu po wciúniÍciu przycisku
zaúwieca siÍ, sygnalizuj¹c urucho-
mienie testera. Po ok. 5s tester
samoczynnie rozpoczyna odmie-
rzanie czasu, ktÛrego wynik bÍ-
dzie widoczny po wciúniÍciu
przycisku
STOP
. Jak wczeúniej
wspomniano, przekroczenie czasu
reakcji o†wartoúci 450ms powodu-
je zapalenie diody D12 (najlepiej
czerwonej), ktÛra sygnalizuje oso-
bie poddawanej testom koniecz-
noúÊ zrelaksowania siÍ.
Zastosowany w†testerze zakres
pomiaru czasu odpowiada stan-
dardom medycznym, zgodnie
z†ktÛrymi typowy czas reakcji oso-
by zdrowej na sygna³ úwietlny nie
powinien przekraczaÊ w†typowych
warunkach 150ms. Podczas testÛw
úredni czas reakcji wynosi³ ok.
200ms, a†redakcyjny rekordzista
osi¹gn¹³ 50ms. B³yskawica...
Andrzej Gawryluk, AVT
Uwaga! Elementy oznaczone
ì*î naleøy montowaÊ tylko
w†przypadku rezygnacji z†oscy-
latora kwarcowego. SzczegÛ³y
w†tekúcie.
Wzory p³ytek drukowanych w for-
macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie
pod adresem:
?pdf/kwiecien01.htm
oraz na p³ycie
CD-EP04/2001B w katalogu
PCB
.
Elektronika Praktyczna 4/2001
33
R3, R7: 100k
R8: 6,8k
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]