Contents at a Glance - Professional · PDF fileContents at a Glance ... Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Contents at a Glance

PART I Around the Home1 Dual-sensor Smoke Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Motion-activated LED Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Digital Bathroom Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Surge Protective Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535 Electronic Pedometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836 Compact Fluorescent Lamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957 Ultrasonic Humidifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1138 Digital Hygro Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1339 Stereo Power Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

PART II For Tinkerers 10 Analog Volt-Ohm-Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17711 Laser-guided Sonic Distance Measurer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

PART III For Musicians 12 Electric Guitar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23113 Effects Pedal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25714 Vacuum Tube Guitar Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

PART IV Appendixes A Component Markings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295B Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

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Contents

Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xixAcknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii

PART I Around the Home

Chapter 1 Dual-sensor Smoke Alarm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Tools and Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Step by Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Ionization-based Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Ionization Sensor IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Photoelectric Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Photoelectric Sensor IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Piezoelectric Transducer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14C8050 Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

External Alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18New Application Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Chapter 2 Motion-activated LED Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

00-FM.indd ix00-FM.indd ix 6/24/2010 10:12:42 AM6/24/2010 10:12:42 AM

x Contents

Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Tools and Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Step by Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21


TL0001S (BIS0001) IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Passive Infrared Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Fresnel Lens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25CDS Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267130 Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27NPN Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Narrowed Trigger Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32External Device Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Adjustable Light Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Chapter 3 Digital Bathroom Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37



Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Strain Gauges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Piezoelectric Transducer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44J3Y Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Enhanced Triggering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Create External Load Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Chapter 4 Surge Protective Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Surge Suppressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Joule Rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

00-FM.indd x00-FM.indd x 6/24/2010 10:12:42 AM6/24/2010 10:12:42 AM

Contents xi

Response Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Transient Suppression Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Suppression LG/LN/GN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56UL 1449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57



Thermal Circuit Breaker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62MOVs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Thermal Fuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Rocker Switch Neon Lamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Circuit Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Cord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Power Conditioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Mini-Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72



MOVs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Thermal Fuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Thermal Circuit Breaker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Inductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Rocker Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Circuit Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

TMOV Upgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

00-FM.indd xi00-FM.indd xi 6/24/2010 10:12:42 AM6/24/2010 10:12:42 AM

xii Contents

Add Neutral and Ground MOVs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Component Deletions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Chapter 5 Electronic Pedometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Tools and Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Step by Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Pendulum Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Microcontroller Support ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Crystal Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89SMT Potentiometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90LCD Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Silicone-Carbon Elastomeric Buttons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Alternative Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Add a Third Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Chapter 6 Compact Fluorescent Lamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99



Fluorescent Lamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Transistors and Heat Sinks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Toroidal Transformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Inductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Chapter 7 Ultrasonic Humidifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

00-FM.indd xii00-FM.indd xii 6/24/2010 10:12:42 AM6/24/2010 10:12:42 AM

Contents xiii

Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115



Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Piezoelectric Transducer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Bicolor Red/Green LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Magnetic Reed Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122SPST Rocker Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122RF Inductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Heat Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Fuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Power Transformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Brushless DC Motor and Fan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Closed Loop System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Chapter 8 Digital Hygro Thermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135



Thermistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Humidity Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Crystal Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139LCD Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

Adding Calibration Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

Chapter 9 Stereo Power Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Frequency Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145SNR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

00-FM.indd xiii00-FM.indd xiii 6/24/2010 10:12:42 AM6/24/2010 10:12:42 AM

xiv Contents

THD+N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146Power Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Power Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148Auto-On . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148Auto-Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149Form Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149




TDA7294 Power ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Extruded Aluminum Heat Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1595532D and 4558D Operational Amplifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162C2235 NPN Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Toroidal Transformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Stacked Potentiometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164Fuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Disconnect the Switching Circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172Create a Beefier Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

PART II For Tinkerers

Chapter 10 Analog Volt-Ohm-Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179




Precision Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184Galvanometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Rotary Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188Battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190MOVs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

00-FM.indd xiv00-FM.indd xiv 6/24/2010 10:12:42 AM6/24/2010 10:12:42 AM

Contents xv

Fuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Electromagnetic Buzzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192DC Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192Battery Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194AC Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194Ammeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196Ohmmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197Audible Continuity Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

Chapter 11 Laser-guided Sonic Distance Measurer . . . . . . . . . . . . . . . . 203Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Operating Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Humidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Aperture Angle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Laser Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208




Ultrasonic Transducer and Horn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213Thermistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213Laser Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214LCD Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2157130 Positive Fixed Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215LM317LM Positive Adjustable Voltage

Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216ST274C Quad CMOS Operational Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Inductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Operational View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Functional View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

00-FM.indd xv00-FM.indd xv 6/24/2010 10:12:43 AM6/24/2010 10:12:43 AM

xvi Contents

PART III For Musicians

Chapter 12 Electric Guitar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235



EMI Shield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240Wiring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240Potentiometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Audio Jack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Passive Magnetic Pickups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

Magnetic Pickup Mini-Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243Step by Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

More Pickup Switching Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Compensated Volume Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Functional Tone Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Pickup Variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251A MIDI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

Chapter 13 Effects Pedal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260



Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263Circuit Board and Enclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Operational Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269Clipping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270Impedance Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

00-FM.indd xvi00-FM.indd xvi 6/24/2010 10:12:43 AM6/24/2010 10:12:43 AM

Contents xvii

Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272Change Diode Configuration and Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273Tone Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273Add True Bypass Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274Try Different Operational Amplifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

Chapter 14 Vacuum Tube Guitar Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276Teardown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277



Vacuum Tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282Transformers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Printed Circuit Boards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Speaker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Fuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Wiring and Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284LED Power Indicator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Silicon Power Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285EMI Shielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

How It Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285Mods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288

Convenient Fuse Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Improved EMI Shielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Larger Speaker and Cabinet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289Improved Thermal Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289Cleaner, Safer Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290Change the Cathode Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290More Efficient Audio Output Transformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290Permanent Speaker Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290Higher Quality Tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290Try an Upgrade Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

PART IV Appendixes

A Component Markings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295B Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

00-FM.indd xvii00-FM.indd xvii 6/24/2010 10:12:43 AM6/24/2010 10:12:43 AM

Documents

Contents at a Glance - Professional · PDF fileContents at a Glance ... Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .