Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 161

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 161
 Za zarobione pieniądze można nabyć to czego potrzebujemy. Potrzeby ludzkie są jednak skończone. Oligarchom - miliarderom pieniądze służą głównie do wykonywania władzy a nie do konsumpcji, nawet ostentacyjnej.
Badanie pokazało jak cały posiadany majątek (mieszkania, samochody, oszczędności) różnie przekłada się na nasze zadowolenie z życia. Bogaci powinni  umieć cieszyć się życiem !

 Wszelkie badania wskazują na to że  iloraz inteligencji populacji IQ po 2010 roku wszędzie spada. Nie jest to dobra prognoza na przyszłość a realnie bardzo zła. Na razie AI niczego jeszcze nie wynalazła !  
Spada też świadomość sytuacyjna ludzi a w tym kierownictw państw i koncernów.

 To nie Kryzys Demograficzny – to Rezultat !
Na podstawie wiedzy można podjąć właściwe decyzje i działania.
Przykładowo świadek ma zrelacjonować sądowi to czego był świadkiem. Świadek ze słyszenia daje informacje pomocniczą pozwalającą dotrzeć do dowodów. Plotka nie jest dowodem. Oskarżony może tłumaczyć się ze swoich uczynków umniejszając swoją winę. 
Od długiego czasu różne osoby wypowiadają się niekompetentnie na temat bezdzietności. Uprawiają na mafijne zlecenie fałszywą propagandę zamiast szeroko rozpytać w temacie bezdzietnych i rodziców.    
 Wreszcie w maju 2025 roku na ogólnopolskim panelu badawczym Ariadna badano powody bezdzietności. Wzięło w nim udział 1213 zapytanych osób powyżej 18 lat. Wstrzemięźliwość w posiadaniu dzieci tłumaczą głównie barierami materialnymi: 
A.Złymi warunkami mieszkaniowymi (32 %), 
B.Niestabilną pracą (31 %) 
C.Trudną sytuacją finansową (31 %).
 Zatem to Transformacje Ustrojowa dała Kryzys Demograficzny ! Transformacja była Zbrodnią przeciwko Ludzkości ?

A.Na bajecznej korupcji zarabiają urzędnicy, developer i bank. Polska ma najbardziej złodziejskie banki świata ! Gdy 35 lat temu porzucono opracowanie planów zagospodarowania przestrzennego i budownictwo przepowiadano co się stanie i się stało ! 
B.Polityka Taniej siły Roboczej a więc Bezrobocie i umowy śmieciowe.
C.Wypływ zysków do właścicieli kapitału. Mafia VAT !
 
 Dużo ostatnio mówi się o metalach ziem rzadkich powszechnie stosowanych w wysokich technologiach. Ich światowy rynek to niepełne 24 mld dolarów a więc bardzo niewiele. Typowy samochód elektryczny  zawiera około 550 gramów  metali ziem rzadkich. W samochodach  benzynowych także znajdują się metale ziem rzadkich - tylko 140 gramów.  Natomiast myśliwiec F-35 zawiera ponad 408 kg pierwiastków ziem rzadkich.
Od dekad całe światowe zapotrzebowanie na pierwiastki ziem rzadkich czyli REE jest pokrywane z dziewięciu złóż. Tylko w dwóch z nich: Mount Weld w Australii i Longnan w Chinach, REE są eksploatowane jako kopalina główna. W pozostałych złożach REE są kopaliną towarzyszącą głównym rudom metali.
Rozpoznane złoża wystarczają przykładowo na 14 lat eksploatacji cyny i 40 lat kobaltu oraz 125 lat litu. Dla REE jest to ponad 230 lat. W skali świata nie ma żadnego problemu z zasobami pierwiastków ziem rzadkich. Problemem jest  przetwarzanie i separacja poszczególnych metali z tej grupy. W tej dziedzinie Chiny mają prawie monopol i wszystko opatentowały. 
Nieracjonalne jest postępowanie Pomarańczowego Prezydenta USA w sprawie rzekomych (nie wiadomo czy w ogóle są ) złóż REE w Ukrainie. Tego w świecie nie brakuje i jest tego pod korek ! Ale rafinować (średnio 92%, 88-100%) potrafią tylko Chiny !

 Będzie brakować czego innego w światowej elektryfikacji wszystkiego o ile taka nastąpi. W 2024 roku światowa produkcja miedzi w kopalniach i ich hutach wyniosła 23 miliony ton. Elektryfikacja całego świata (PV, wiatraki, sieci, samochody EV) z uwzględnieniem rosnącej populacji i poziomu życia dałaby zapotrzebowanie 3 miliardów ton miedzi do 2050 roku niemożliwe do zaspokojenia. 
Zużycie rafinowanej miedzi w krajach OECD pozostaje na niezmienionym poziomie około 6 kg na osobę rocznie. Konsumpcja w krajach BRICS przyspieszyła. Wzrosła z około 0.5 kg na osobę w 1992 roku do 3.9 kg na osobę w 2023 roku. 
Małpia sprzedaż miedzi KGHM  i drogi zakup transformatorów i wiatraków z miedzią to właśnie III Światowa III RP.
 
 USA toczą intensywną wojnę z Rosję przez ukraińskiego pośrednika. Wojują też mocno po stronie „bezcennego” Izraela. Są w Syrii.  Możliwa jest wojna z Iranem, Koreą północną i Chinami. Żaden kraj nie może jednocześnie prowadzić wojen na tylu frontach przez długi okres. Program „Make America Graet Again” u siebie też wymaga ogromu środków.  Na to wszystko trzeba gigantycznych zasobów materialnych, finansowych, intelektualnych, technicznych i czasu. A tego nie ma. Muszą pilnować Brytanie, Francuzów i Niemców aby nie narobili głupot.
 Gospodarczy konkurent BRICS+ jest coraz mocniejszy.
Witkoff jest „spec-wysłannikiem” prezydenta Trumpa do Moskwy i na Bliski Wschód. Chyba realnie chodzi o szerokie porozumienie w sprawie wzajemnego  współistnienia globalnych graczy w rodzącym się w bólach nowym wielobiegunowym świecie. Dalsze wsparcie USA dla Ukrainy  w takiej formie jak dotychczas doprowadzi do scenariusza wietnamskiego lub afgańskiego czyli do ucieczki USA. Światowa opinia zaczyna gardzić morderczym  Izraelem a przecież USA dla niego zrobią wszystko.    

 Firma Morning Consult zajmująca się wywiadem gospodarczym przeprowadziła badania światowego wizerunku USA i Chin. W ostatnich dniach maja 2025 Chiny miały przewagę osób oceniających ten kraj pozytywnie ( 8,8 % osób więcej postrzegało Chiny pozytywnie niż negatywnie), podczas gdy USA oceniano negatywnie (-1,5 %). „Od stycznia 2025 r. w przytłaczającej większości krajów jednocześnie (widzimy) pogarszające się opinie na temat Stanów Zjednoczonych i poprawiające się oceny Chin” Polityka handlowa USA powoduje, że „Chiny znów stają się wielkie - kosztem Stanów Zjednoczonych”

 Udział sektora ochrony zdrowia jest w PKB USA blisko dwa razy większy od przemysłu. Korupcja i podłość sięgają tam zenitu. 
Obszerny, znakomity artykuł o "rakowym kapitalizmie" z wieloma  unikalnymi statystykami:
- ceny lekarstw wystrzeliły jak rakieta w kosmos
- ponad połowa leków aprobowanych przez FDA (!) nie przynosi żadnych korzyści
- 4/5 postępu bierze się z poprawy badań przesiewowych, nie leków
https://www.bloomberg.com/graphics/2025-cancer-treatment-costs/

 Hutniczy system  Ciągłego Odlewani Stali (lub innego metalu) i sprzężony z nim system produkcji gotowego produktu był zautomatyzowany od zawsze dlatego że ręczne sterowanie było po prostu niemożliwe.
Od 80 lat stopniowo automatyzowane są procesy ciągłe jak chemia, petrochemia, rafinerie, elektrownie...    
 Tradycyjnie najbardziej zrobotyzowana jest branża motoryzacyjna. W krajach peryferyjnych na automatyzację czekają proste, powtarzalne czynności dla robotów jak  pakowanie, paletyzacja, transport wewnętrzny.

 Cena robota przemysłowego rośnie z jego udźwigiem i zasięgiem. W latach osiemdziesiątych ceny robotów sięgały 200 tysięcy dolarów. W 2005 roku typowy robot kosztował 70 tysięcy dolarów a obecnie kosztuje około 30 tysięcy. Ponieważ wynagrodzenia nominalnie cały czas rosną cena robota wyrażona w ilości miesięcznych pensji bardzo zmalała. 
Czy to jest dobre dla peryferyjnych robotników pracujących w fabrykach należących do zagranicznych właścicieli ? Gdy prace robotników peryferyjnych stają się za drogie (jak w Polsce) fabrykę się przenosi gdzie jest taniej lub likwiduje a pracę przejmują roboty w kraju właścicieli kapitału. W 2023 roku na świecie zainstalowano ponad 540 tysięcy robotów przemysłowych. Pięć głównych rynków robotyki przemysłowej, czyli Chiny, Japonia, USA, Korea Południowa i Niemcy, 
odpowiadało za  80 % wszystkich nowych robotów. Z wynikiem 61 robotów na 10 tysięcy pracowników Polska plasuje się mocno poniżej średniej unijnej, lecz także daleko za krajami z 
naszego regionu, takimi jak Czechy (180) i Węgry (117). 
W Polsce  w roboty przemysłowe inwestują tylko większe firmy, głownie zachodnie. W 2024 roku zaledwie 18 % dużych przedsiębiorstw, czyli takich, które zatrudniają ponad 250 pracowników, 
wykorzystywało roboty przemysłowe w swej działalności. Z kolei w firmach mikro, małych i 
średnich odsetek ten nie przekraczał nawet 3-4 %.

 Dotychczas tylko modele premium smartfonów Sony produkowało samodzielnie we własnych zakładach. Reszta produkowana była w Chinach. Obecnie modele premium produkowane są też w Chinach w zautomatyzowanych chińskich fabrykach. Z potężnego koncernu elektroniczno – mikroelektronicznego robi się atrapa !

 W nadwoziu samonośnym pojazdu samo kompletne pudło jest "belką nośną". Nośne podwozie ramowe nie jest użyte. Nadwozie samonośne jest lżejsze i ma większa wytrzymałość zderzeniową.
W EV bardzo ciężki (i drogi) jest akumulator. Stąd idea aby obudowa baterii była też elementem nośnym nadwozia ! W taki samochodzie nie ma czego takiego jak wymiana baterii !  

 Własna gospodarka krajów Peryferyjnych (na przykład Polska ) jest prymitywna. Obcy kapitał stawia tam fabryki, kopalnie.. w których pracuje Tania Siła Robocza. Zachodnie inwestycje są w tym kompromitującym Polskę modelu. 
Kraje Półperyferyjne kupują technologie od krajów Centrum cywilizacji.
Kraje Centrum wytwarzają (innowacje) własną technologie. 

 W modelu półperyferyjnym Polska kupiła od koreańskiego koncernu Hyundai "fabrykę" (proces jest niekompletny) polipropylenu (PP) w Policach pod Szczecinem. Przekroczono koszty i czas oddania inwestycji do użytku. Państwowe "Azoty" do których należy wybudowana instalacja głównie z jej powodu mają ponad 10 mld zł długu i de facto są bankrutem ! 
Przemysłową produkcje PP uruchomiono w 1957 roku we Włoszech. Jest kilka procesów produkcji PP i każdy z nich ma różnice technologiczne. W posiadaniu autora są (pożółkłe !) schematy nowoczesnego procesu produkcji PP z automatyką z 1986 roku.
Kto dorwie się do władzy to zawsze obsadza spółki skarbu państwa swoimi tłumokami. A fachowców tam nie było i nie ma.
Jak widać Polska ma problem z przejściem z prymitywnego modelu Peryferyjnego do mniej prymitywnego Półperyferyjnego a rząd krętaczy majaczy o Innowacjach. A Polska zaraz wyprzedzi Japonię...
W epoce Gierka cenzura w ramach Propagandy Sukcesu miała za zadania eliminować wszelkie informacje o zachodnich zakupach licencji i fabryk (model półperyferyjny). Ciemny lud miał myśleć że to tymi polskimi rękami zrobione.  
Zaskoczony Autor odbywając w lipcu 1981 roku studencką praktykę na budowie Polic II dowiedział się że kupiono ją za 1.8 mld franków !
Minęły lata i w Policach Francję zastąpiła Korea. Czasem musi się zmienić wszystko żeby nic się nie zmieniło.  

 Obecnie zakup typowego (!) sprzętu automatyki przemysłowej jest prosty. Ale w świecie firm które potrafią zbudować i uruchomić nowoczesną fabrykę jest niewiele. Trzeba mieć m.in. ekspercką wiedzę o automatyzowanym procesie. 

 Konwencja pętli prądowej  4–20 mA w automatyce narodziła się w latach pięćdziesiątych gdy wprowadzane systemy elektroniczne współpracowały z już popularnymi systemami pneumatycznymi standardu 3–15 psi.
Pętla prądowa ma zalety:
-Aktywny sensor (ciśnienie, temperatura, poziom, przepływ, pH..) może być z niej zasilany 
gdy prąd 4 mA jest wystarczający 
-Popularne są (bez dodatkowego zasilania) przetworniki 4-20 mA na 3-15 psi.
-W pętle można włączyć niezasilany przyrząd wskazówkowy.
-Pętla jest samomonitorująca. Prąd poniżej 3.8 mA lub powyżej 20.5 mA oznacza błąd. 
-W odbiorniku sygnału rezystor zamienia prąd na napięcie. 
-Oporność przewodu pętli nie wprowadza błędu ale rezystancja przewodu jest ograniczona 
napięciem zasilania pętli.
-Ma sporą odporność na zakłócenia i przy krótkich połączeniach można użyć skrętki
Ma też wady.
-Z pętlą prądową może pracować tylko jeden nieizolowany odbiornik a izolacja odbiornika jest 
droga.
-Prąd zasilania 4 mA jest za mały do skomplikowanego analizatora

  W 1985 roku Rosemount Inc. dodał do prądu pętli 4-20 mA sygnał AC z modemu jak Bell 202 tworząc  standard HART. Szybkość tego modemu (od 1976 roku  ) z modulacją (A-coustic)FSK (0-1, 1200-2200 Hz) wynosi ledwie 1200 bit/s. HART jest jednocześnie analogowy i cyfrowy. Sygnał analogowy trzeba dolnoprzepustowo prosto filtrować. 
 Komunikacyjne interfejsy szeregowe (sieć) w automatyce zaczęto wprowadzać w latach osiemdziesiątych. Całe lata dziewięćdziesiąte trwała wojna o standard Fieldbus, bez rezultatu. W urządzeniach DCS popularne są Ethernet I/P, Foundation Fieldbus i Profibus PA.

W coraz większej ilości wyrafinowanych sensorów i analizatorów użyto mikrokontrolerów.
Dodatkowe użycie tam DAC i wyjścia 4-20 mA jest droższe niż interface do szeregowej komunikacji, która dodatkowo pozwala przesłać inne informacje.  
Najpopularniejsze (zależnie od branży) są sensory ciśnienia, przepływu, poziomu, temperatury, gęstości. W nich mikrokontrolery nie są często stosowane.
Sensory bezpieczeństwa wykrywają niebezpieczne ciśnienia, metal w produkcie, płomień, dym, pożar, wibracje.   
 
 Coraz więcej stosowanych jest analizatorów i cyfrowa komunikacja z nimi jest sensowna.
"Analytical Instrumentation
 1 Analyzer Application and Selection
 2 Analyzer Sampling: Process Samples 
 3 Analyzer Sampling: Stack Particulates 
 4 Analyzers Operating on Electrochemical Principles
 5 Air Quality Monitoring 
 6 Biometers 
 7 Biological Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand,
and Total Oxygen Demand 
 8 Calorimeters 
 9 Carbon Dioxide 
 10 Carbon Monoxide 
 11 Chlorine 
 12 Chromatographs: Gas 
 13 Chromatographs: Liquid
 14 Coal Analyzers 
 15 Colorimeters 
 16 Combustibles 
 17 Conductivity Analyzers
 18 Consistency Analyzers 
 19 Corrosion Monitoring 
 20 Differential Vapor Pressure Sensor 
 21 Dioxin Analysis 
 22 Elemental Monitors 
 23 Fiber-Optic Probes 
 24 Fluoride Analyzers 
 25 Hydrocarbon Analyzers 
 26 Hydrogen Sulfide 
 27 Infrared and Near-Infrared Analyzers
 28 Ion-Selective Electrodes 
 29 Mass Spectrometers 
 30 Mercury in Ambient Air 
 31 Mercury in Water 
 32 Moisture in Air: Humidity and Dew Point 
 33 Moisture in Gases and Liquids 
 34 Moisture in Solids 
 35 Molecular Weight 
 36 Nitrate, Ammonia, and Total Nitrogen 
 37 Nitrogen Oxide Analyzers
 38 Odor Detection 
 39 Oil in or on Water 
 40 Open Path Spectrophotometry (UV, IR, FT-IR) 
 41 Oxidation-Reduction Potential (ORP) 
 42 Oxygen in Gases 
 43 Oxygen in Liquids (Dissolved Oxygen) 
 44 Ozone in Gas 
 45 Ozone in Water 
 46 Particulates, Opacity, Dust, and Smoke 
 47 Particle Size and Distribution Monitors 
 48 pH Measurement 
 49 Phosphorus Analyzer 
 50 Physical Properties Analyzers—ASTM Methods 
 51 Raman Analyzers 
 52 Refractometers 
 53 Rheometers 
 54 Streaming Current or Particle Charge Analyzer
 55 Sulfur-in-Oil Analyzers 
 56 Sulfur Oxide Analyzers 
 57 Thermal Conductivity Detectors 
 58 Total Carbon Analyzers 
 59 Toxic Gas Monitoring 
 60 Turbidity, Sludge, and Suspended Solids
 61 Ultraviolet and Visible Analyzers 
 62 Viscometers—Application and Selection 
 63 Viscometers—Laboratory 
 64 Viscometers—Industrial 
 65 Water Quality Monitoring 
 66 Wet Chemistry and Autotitrator Analyzers"

 W sterownikach PLC dokładano I/O analogowe i stosowane oprogramowanie. W DCS dokładano I/O binarne i stosowane oprogramowanie. Powstały "Process Automation System" (PAS).
Sprzęt do prostych sieci komputerowych według pomysłu producentów automatyki był potwornie 
drogi. Obecnie został całkowicie wyparty przez zwykłe sieci komputerowe z masowo 
produkowanym sprzętem.    

Na rysunku pokazano DCS w fabryce z dominującym procesem ciągłym.

Poziom 0 zawiera sensory ( najpopularniejsze temperatury i ciśnienia / przepływu oraz końcowe elementy wykonawcze, jak sterowane zawory umieszczone na obiekcie.
Poziom 1 zawiera  urządzenia DCS.
Poziom 2 to komputery nadzorcze, które zbierają informacje z urządzeń DCS w systemie i 
prowadzą komunikacje "graficzną" z operatorami procesów.
Poziom 3 nie kontroluje bezpośrednio procesu. Zajmuje się monitorowaniem produkcji i jej 
celów.
Poziom 4 to poziom harmonogramowania produkcji.
Poziomy 3 i 4 nie są kontrolą procesu w tradycyjnym sensie. Tu odbywa się monitorowanie 
efektów produkcji i harmonogramowanie.

Archiwum Audio Patent 402  Inteligentna Ochrona głośników
 Przy prawidłowym użytkowaniu sprzętów grupy RTVC powinny one bez uszkodzeń zestarzeć się moralnie. Głośniki w kolumnach głośnikowych są podatne na uszkodzenie co powoduje gwałtowny spadek jakości odtwarzania przy czym sprzęt Audio wydaje się sprawny i  często nie jest naprawiany. Całkowite zadowolenie z jego posiadania przez ponad 10 lat gwałtownie spada.
Wzmacniacze mocy dyskretne i monolityczne mają zabezpieczenie zwarciowe. W kompletnym zestawie Audio wzmacniacz  / amplituner powinien też chronić głośniki kolumn przed głupotą użytkownika. 
   
 Trwałość elementów indukcyjnych bardzo szybko spada z temperaturą uzwojenia. Masa cewki w głośniku jest niewielka. Mniejszą masę niż cewka głośnika niskotonowego lub szerokopasmowego ma cewka głośnika średniotonowego a jeszcze mniejszą - filigranową głośnika wysokotonowego.
Użyta miedź ( używane jest też aluminium ) ma spory współczynnik termiczny oporności. Po podaniu do głośnika napięcia stałego płynący prąd dość szybko spada dlatego że cewka się silnie nagrzewa. Nie wolno dopuścić do przekroczenia temperatury pracy dopuszczalnej dla użytego drutu nawojowego i materiału karkasu. Przy tej temperaturze podana do głośnika moc DC jest ułamkiem podanej „mocy” nominalnej głośnika co stwierdzamy z zaskoczeniem. W przypadku dużego głośnika niskotonowego intensywne ruchy cewki polepszają chłodzenie o około 40-60%.        

Spectrum mowy i muzyki przypomina szum różowy. W każdej oktawie /dekadzie jest taka sama energia czyli w zakresie wysokich tonów (umownie 5-20 kHz) jest ona mała. Mowa i muzyka mają bardzo duży iloczyn wartości szczytowej do skutecznej czyli Crest Factor.
Norma IEC268 ( podaje ona też test trwałości ) stosuje do testu głośników zmodyfikowany szum różowy o ograniczonym od dołu (w przypadku głośników średniotonowych czasem też od góry ) paśmie (rated frequency) i szczytach. 
Według normy „Moc” głośnika wysokotonowego to kwadrat napięcia skutecznego RMS szumu różowego podzielony przez nominalną oporność Rn PRZED filtrem zwrotnicy !
I tak dla przykładowego głośnika kopułkowego moc zestawu (kolumny głośnikowej) przy częstotliwości podziału 2 KHz (podano w katalogu schemat filtrów zwrotnicy ) wynosi 20 W a przy 4 KHz 50W. Przy tym „moc” na głośniku (kwadrat napięcia RMS podzielony przez Rn) wynosi odpowiednio  4 i 6 Watt. Różnica „mocy” 4 i 6 W bierze się tylko z indukcyjności cewki głośnika. Z pomiaru oporności napięciem stałym wynika że faktyczna – termiczna moc nie przekracza 3 Wdc. 
W przypadku głośnika niskotonowego impedancja w rezonansie jest duża i maleje do częstotliwości circa 200-400 Hz gdy osiąga minimum. W tym zakresie gęstość widma szumu różowego jest szczególnie duża i faktyczna moc podana do głośnika jest znacznie mniejsza niż to wynika z podzielenia kwadratu napięcia RMS przez Rn.  
Gdy wzmacniacz (o mocy nominalnej takiej jak głośnik ) nie obcina szczytów sygnałów generalnie głośniki nie są zagrożone chyba ze maksymalnie podniesione są tony wysokie i specyficzny jest materiał dźwiękowy. Bez podniesienia wysokich tonów widma sygnału nie zagrażają głośnikowi wysokotonowemu.

O przesterowanie jest łatwo gdy wzmacniacz ma czułość 150 mV a odtwarzacz Compact Disc dostarcza sygnał do 1.5 V. Głęboka regulacja tonów jest szkodliwa i japońscy producenci ją mądrze mocno ograniczyli. 
Przy przesterowaniu  wzmacniacza wszystkie głośniki są zagrożone a przy podniesionych Treble ich uszkodzenie jest kwestią niedługiego czasu. Po uszkodzeniu elementy LC filtru dają układ rezonansowy przeciążający wzmacniacz i często dochodzi do jego uszkodzenia.  
Badania wykazują że  w zdumiewająco dużej ilości kolumn głośnikowych po pewnym czasie uszkodzony jest głośnik wysokotonowy a rzadziej średniotonowy. 

1.Ochrona w kolumnie głośnikowej.
A.W bardzo drogich kolumnach głośnikowych najwyższej jakości stosowane są układy ochronne ale ich rozwiązania nie są omawiane. Znane autorowi jest tylko pokazane rozwiązanie B&O. W reklamach prasowych kolumna ta kosztuje ponad 1200 DM ( marek zachodnioniemieckich ).
 Prostownik mostkowy z obciążonym rezystorem kondensatorem na impedancji kabla i wyjściowej wzmacniacza nieliniowym prądem wprowadza niewielkie zniekształcenia co jest mankamentem. Złocone styki przekaźnika  Au rozłączając obwód mocy bardzo szybko ulegają degradacji i zużyte  wprowadzają zniekształcenia ! Analog tyrystora z tranzystorów wyłączy się dopiero po obniżeniu napięcia sygnału.  

W innowacyjnym rozwiązaniu dwa kondensatory elektrolityczne zasilacza o napięciu C+ i C-  są ładowane dwoma diodami i po naładowaniu nie jest pobierany przez zasilacz żaden prąd i nie są wprowadzane THD.    
 Obwód do zadziałania zabezpieczenia z filtrem górnoprzepustowym i prostownikiem z wygładzającym kondensatorem jest podobny i reaguje też ono na składową stałą !  Użyto standardowego przekaźnika spolaryzowanego ze złoconymi stykami. Do akcji (wyłączenia) użyto energii z kondensatora C+ zasilacza. Oporność styków Au jest bardzo mała (znikome THD) ale znikoma jest zdolność rozłączenia mocy.  Styki Au są czysto sygnałowe. Tu równolegle do styku jest dołączona żarówka (motoryzacyjna 6-12-24V) i po otwarciu styku jej zimna-mała oporność doskonale chroni rozłączane styki Au ! Po zadziałaniu zabezpieczenia żarówka błyska (odpowiednia, tania konstrukcja okienka w kolumnie) w takt głośnej audycji ale przy średniej głośności jest ciemna i kolumna działa prawie „normalnie”.
Przy uszkodzeniu wzmacniacza z pełnym napięciem stałym na wyjściu żarówka ma się przepalić ale nawet bez przepalenia głośnik niskotonowy się nie uszkodzi.
Po czasie circa 1 min (ostygnięcie głośników i „zdyscyplinowanie” słuchacza ) wyznaczonym przez pomysłowy układ czasowy przekaźnik spolaryzowany jest załączony energią z kondensatora C-.  
System ochrony nie powinien być zbyt czuły i reagować na niewielkie przesterowanie ale jednak ochrona musi być absolutnie pewna.
Mankamentem rozwiązania jest użycie przekaźnika spolaryzowanego, które nie zawsze są dostępne.
Gdy takowy jest niedostępny można użyć układu trochę podobnego do B&O i trochę bardziej skomplikowanego ale bez jego wad. Styków Au przekaźnika znów chroni żarówka. 
Zabezpieczenie jest tanie na tle ceny kolumny. 

B.Gdy efektywność głośnika wysokotonowego jest większa niż niskotonowego, co jest normą a nie wyjątkiem, w szereg z głośnikiem wysokotonowym dany jest odpowiedni rezystor do obniżenia skuteczności głośnika (a czasem i drugi równoległy do głośnika dla uzyskani właściwej oporności zespołu). Taką wartość ma tu zimna żaróweczka zastosowana zamiast tego rezystora szeregowego. Przy normalnej mocy i energii sygnału i częstotliwości podziału zwrotnicy 4 KHz nie wprowadza ona żadnych zniekształceń. Przy częstotliwości 6.66.. kHz trzecia harmoniczna jest już poza zakresem słyszalności  Przy przeciążeniu żarówka trochę się rozżarzy a przy bardzo silnym przepali chroniąc głośnik przed zniszczeniem.
Ponieważ po przepaleniu żarówki rezonans w obwodzie LC zwrotnicy przeciąża wzmacniacz żarówkę można dać przed zwrotnicą ale ochrona jest mniej selektywna ale nadal może być wystarczająca. Strumień świetlny żarówki szybko  rośnie z płynącym prądem i stąd jest ona całkiem dobrą ochroną i w sytuacji ekstremalnej bezpiecznikiem. Wybór żarówki jest ważny. Koszt rozwiązania jest znikomy.
Wokół napięcia nominalnego żarówki statyczna zmiana napięcia zasilania o +-1% daje zmianę prądu o +-0.5%, mocy +-1.5%, strumienia światła +-3.5%, trwałości -+13%. 
Nominalna temperatura włókna trochę rośnie z mocą żarówki (większa średnica i wytrzymałość drutu włókna) i jest większa w żarówkach halogenowych. Po załączeniu napięcia prąd rozruchu jest do 14 razy większy niż nominalny i bardzo szybko wraz z temperaturą włókna się stabilizuje. Gdy zasilimy żarówkę prądem to jej rozżarzanie jest zdumiewająco powolne co tłumaczy bardzo małe generowane THD. Na wykresie pokazano idee algorytmu do eksperymentalnego wyboru żarówki. 

C.Głośnik może chronić bezpiecznik topikowy 5x20 mm. Ponieważ rezystancja między bezpiecznikiem a obsadką nie jest stabilna wskazane  jest użycie bezpiecznika z wyprowadzeniami drutowymi wlutowanego na PCB zwrotnicy.     
Na wykresie pokazano idee algorytmu do eksperymentalnego wyboru bezpiecznika.

2.Ochrona we wzmacniaczu /amplitunerze z pilotem zdalnego sterowania.
Sygnały z wyjść kanału L-R poprzez filtr preemfazy podane są do prostych prostowników quasi - RMS z wygładzającymi kondensatorami.  Sygnały podano do tranzystorów jako komparatorów. Połączone kolektory tranzystorów  to bramka Wired OR. Sygnał podano do mikrokontrolera (musi musi odpowiedni program), który obniża wzmocnienie do bezpiecznego poziomu.  Gdy urządzenie ma wyświetlacz można nim podać informacje. Incydenty powinny być zliczane i możliwe do odczytu z pamięci nieulotnej.     

3.Sygnały z wyjść kanału L-R poprzez filtr preemfazy podane są do prostowników z wygładzającymi kondensatorami i podane do bramek tranzystorów JFet (regulowane oporności) na wejściach wzmacniaczy mocy. Układ linearyzujący JFety jako regulowane rezystory  jest prosty a normalnie tranzystory są odcięte i żadnych THD nie wprowadzają. Działanie powinno być dodatkowo sygnalizowane optycznie  na przykład kolorem żarówek podświetlających wskazówkowe mierniki wyjściowej mocy lub w inny sposób.  

4.Producenci japońscy na wyjściu wzmacniacza mocy stosują przekaźnik odłączający głośniki przy przeciążeniu wzmacniacza oraz przy pojawieniu się zabójczej składowej stałej napięć na wyjściach. Po podaniu zasilania On obciążenia załączane są ze zwłoką aby uniknąć zakłóceń i szybko wyłączane w fazie Off . Popularny jest monolityczny układ TA7317 Toshiba do tego celu. 
W dodanym systemie ochrony głośników sygnały z wyjść kanału L i R poprzez filtr preemfazy podane są do prostowników quasi - RMS z wygładzającymi kondensatorami i podane do opisanego układu zabezpieczenia. Działanie powinno być optycznie sygnalizowane. 

5.W systemie cyfrowego przetwarzania sygnału Audio DSP jak w ITT Digit 2000 ochrona głośników może być bardzo prosto zrealizowana programowo – zmniejszane jest Volume.     

Archiwum Audio Patent 403 Pewny w działaniu układ zabezpieczenia wzmacniacza mocy z dodatkową eliminacją zakłóceń On-Off i z ochroną głośników.
 Obecnie dominująca większość wzmacniaczy operacyjnych (=OPA) ma różnicowy stopień wejściowy, stopień napięciowy i komplementarny emiterowy wtórnik wyjściowy. 
Pierwszy wzmacniacz mocy Audio z różnicowym stopniem wejściowym powstał w 1964 roku. Rok później zastosowano zasilanie symetryczne bez wyjściowego kondensatora. Co do idei był jak uproszczony opisany wzmacniacz operacyjny   Obecnie wzmacniacze mocy dyskretne i monolityczne mają układ jak OPA ale z tranzystorami Darlingtona – Sziklai w komplementarnym wtórniku mocy.
W monolitycznych wzmacniaczach mocy i regulatorach napięcia tranzystory mocy mają chroniony obszar bezpiecznej pracy SOA. Czas trwania awarii powinien być ograniczony bowiem lokalnie temperatura na chipie sięga 240-260 C i trwałość ( temperatura całego chipa IC powinna być ograniczona poniżej 160C ) w tych warunkach skraca się do dziesiątków godzin. 
We wzmacniaczach operacyjnych programowalnych zewnętrznie podany prąd (na przykład rezystorem ) decyduje o prądzie źródeł prądowych stopnia różnicowego i stopnia napięciowego. Przy zerowym prądzie programującym pobór mocy jest zerowy i układ na wyjściu ma nieskończoną oporność.
W dyskretnych wzmacniaczach mocy układ zabezpieczenia chroni tranzystory przed uszkodzeniem zwarciowym kabla głośnika  ale nie chroni przed reaktancyjnym przeciążeniem zwrotnicą LC po uszkodzeniu głośnika.
W pokazanym układzie:
1.Wyjście poza obszar SOA tranzystorów mocy (bardzo prosty detektor tego stanu ) momentalnie na czas T = 200 - 1000 ms (wskazany 1 s) dezaktywuje źródła prądowe wzmacniaczy mocy i tranzystory w stanie awaryjnym są znikomo obciążone.
2.Przesterowanie wzmacniacza szczególnie przy bardzo dużej ilości wysokich tonów dezaktywuje na czas T chroniąc głośniki (głównie wysokotonowe) kolumny głośniowej. 
3.Obecność napięcia stałego dezaktywuje trwale wzmacniacze. Wyłączenie z sieci Resetuje to zabezpieczenie.
4.Po włączeniu zasilania wzmacniacze są aktywowane po czasie T i nie ma okropnie głośnego charkotu. Włączenie jest bezgłośne. 
5.Po wyłączeniu zasilania  zasilania wzmacniacze są dezaktywowane po spadku napięcia zasilania i nie ma okropnie głośnego charkotu. 
  
Biorąc po uwagę wymienione funkcjonalności układ jest niezwykle prosty i bardzo tani. 
Układ nie chroni przed obecnością napięcia stałego spowodowanym przebiciem tylko  jednego tranzystora mocy wzmacniacza. W przypadku wzmacniacza /amplitunera z pilotem należy wyłączyć zasilanie transformatora mocy istniejącym przekaźnikiem. Program mikrokontrolera powinien uniemożliwić powtórne włączenie wzmacniacza przed upływem czasu >100 s. Bez zdalnego sterowania tyrystor (w obudowie TO220 są na prąd Itav=16A co jest wystarczające) powinien zewrzeć zasilanie (uzwojenie wtórne transformatora aby dodatkowo nie rozładowywać potężnych kondensatorów elektrolitycznych prostownika ) co spowoduje zadziałanie bezpiecznika topikowego. Niesprawne urządzenie jest do naprawy i wymiana bezpiecznika to szczegół.   
Działanie zabezpieczeń może /powinno być sygnalizowane diodą LED lub żarówką.

 Pokazany układ zabezpieczenia jest łatwy do implementacji monolitycznej. Japoński koncern Toshiba produkuje układ  zabezpieczający – przeciwzakłóceniowy TA7317 jednak o znacznie uboższej funkcjonalności.
 Układ jest wspólny dla obydwu kanałów L i R. Współpracujące dyskretne, hybrydowe lub monolityczne wzmacniacze mocy OPA powinny mieć tylko wejście „programujące”. Zatem rzecz sprowadza się do jednego pina obudowy. 


Sprawdzenie
Uzdatniania wody i ścieków jest ważne dla gospodarki. Dalej zajmiemy się nowoczesnym odsalaniem wody. 
Para procesów koagulacji-flokulacji może być stosowana jako wstępny lub pośredni etap pomiędzy innymi procesami uzdatniania wody lub ścieków, takimi jak filtracja i sedymentacja. Najczęściej stosowanymi koagulantami są sole żelaza i glinu. Rzadziej używane są sole tytanu, cyrkonu i innych metali.
Do najczęściej stosowanych flokulantów należą  wodorotlenek sodu, wodorotlenek wapnia, siarczan glinu, tlenek glinu, siarczan żelazawy, chlorek żelazawy, glinian sodu, polimery kationowe, anionowe i niejonowe, zazwyczaj o masie cząsteczkowej poniżej 500 000. Powszechnie używane są poliDADMAC i epiDMA (kopolimer epichlorohydryny i dimetyloaminy), chociaż mogą one wytwarzać rakotwórcze nitrozoaminy.
Na schemacie pokazano automatyzacje procesu. System regulacji ilości koagulanta jest kaskadowy. 
Regulator ARC pracujący z sensorem mętności AT jest regulatorem Master. Sygnał z niego pomnożony (FY*) przez wielkość strumienia podawanych ścieków jest wartością zadaną dla regulatora FRC ilości czynnego składnika pracującego z sensorami FE-M i DT. 
Natomiast regulowana ilość flokulanta jest tylko proporcjonalna do strumienia wejściowego ścieku

-Dlaczego do pomiaru strumienia zastosowano sensory FE-M (Magnetic flow sensor) ?
-Jakie mogą być użyte sensory Mętności (Turbidity Analyzer/Transmitter)
-Jakie mogą być sensory gęstości koagulanta (Density Transmitter) 
-Dlaczego pętla regulacji flokulanta może być prosta a koagulanta nie może.
-Dlaczego przy uszkodzeniu sensora AT najlepiej aby ręcznie ( lub automatycznie po analizie historii sygnału ) ustawiana byłą wartość wyjścia regulatora ARC czyli Variable
ratiosetpoint i korygowana o ocenianą Mętność ? 
-Jaki powinien być rodzaj regulatora ARC ?
-Jakie powinny być rodzaje  regulatorów FRC ?
-Zakładając że zakresy są poprawnie zeskalowane i używane są całe zakresy podaj przybliżone nastawy regulatora ARC w średniej wielkości  (pdf) oczyszczalni ścieków ?  

Cwiczenie.
1.Zasymuluj system uzdatniania (parametry w pliku pdf ) pokazując reakcje na skokowy: 
-Wzrost strumienia ścieków
-Wzrost mętności na wyjściu 
-Spadek gęstości koagulanta

2.Żarówka  (patrz uwagi powyżej w zastosowaniu do ochrony głośnika) halogenowa 50W-12V (faktycznie 48.6W) dołączona jest do zasilacza krzyżowego o maksymalnym ustawianym prądzie 5A o napięciu 12.3V ( dla kompensacji oporności przewodów i opornika). Od strony GND jest mały opornik do pomiaru prądu żarówki. Dwukanałowy DSO pokazuje przebieg napięcia na załączonej żarówce i jej prąd a dane są dostępne dla programu na PC.  Współczynnik temperaturowy oporności wolframu wynosi aż 4.5 x  10e-3. Strumień światła w stanie ustalonym i szybkość jego narastania bardzo mocno zależy od ustawionego prądu. Przy niewielkim prądzie reakcja żarówki jest zdumiewająco powolna. Wygodną zmienną stanu modelu żarówki  jest temperatura włókna lub jego oporność. Włókno ma pojemność cieplną a energie traci promieniowaniem i przewodzeniem do gazu w bańce. 
Gdy w stanie ustalonym szybko obniżymy napięcie to przez chwile prąd spadnie mocniej niż będzie on w nowym stanie ustalonym   
-Sporządź programowy model żarówki ( zasilanie prądem lub napięciem ) i zidentyfikuj jego parametry aby uzyskać zgodność z obserwowanym procesem załączania przy różnych prądach DC.
Model ma mieć jako parametr moc żarówki.
-Jaki będzie prąd rozruchu tej żarówki przy zasileniu ze sztywnego napięcia 12 V i po jakim czasie spadnie on do 8A ?