Читать книгу «Юный радиолюбитель [7-изд]» онлайн.
В генераторе световых импульсов можно также применить лампочки накаливания от карманного фонаря (3,5 В х 0,26 А) и питать его, как и генератор «Мяу», от всей батареи 9 В. В этом случае реле К1 может быть с одной группой нормально разомкнутых контактов (например, РЭС-10), которые включали бы одновременно оба генератора. Тогда во втором каскаде усилителя целесообразно использовать транзистор МП42, а в генераторе световых импульсов — транзистор ГТ402 (или любой другой средней или большой мощности структуры р-n-р).
Электронные качели. Внешний вид этой забавной игрушки-сувенира, предложенной читателям журнала «Радио» московским радиолюбителем Б. Федотовым, и схему, дающую представление о ее действии, ты видишь на рис. 276.
Рис. 276. Электронные качели
Принцип ее работы основан на взаимодействии полей постоянных магнитов и электромагнитов. Постоянные магниты укреплены на подвижной части игрушки — перекладине качелей, а электромагниты Y1 и Y2, питающиеся пульсирующим током, снизу игрушки, против постоянных магнитов. Когда в обмотке электромагнита появляется ток, вокруг ее магнитопровода возникает магнитное поле, которое в зависимости от направления тока в обмотке или притягивает к себе постоянный магнит, а вместе с ним и подвижную часть игрушки, или наоборот, отталкивает. В результате игрушка «оживает» — фигурки человечков, сидящие на перекладине, качаются.
Схема электронной «начинки» игрушки показана на рис. 277, а. Электромагниты Y1 и Y2, приводящие игрушку в действие, питаются импульсами тока, генерируемыми симметричным мультивибратором, собранном на транзисторах V1 и V2. Частоту следования импульсов тока можно изменять с помощью переменное резистора R3, включенного в базовую цепь транзистора V1 последовательно с резистором R4.
Рис. 277. Принципиальная схема электронных качелей (а) и устройство электромагнита (б)
Когда движок этого резистора находится в крайнем верхнем (по схеме) положении, частота следования импульсов наименьшая — около 20 в минуту, а в крайнем нижнем положении — наибольшая, примерно 60 в минуту. Генерируемые импульсы тока усиливаются транзистором V3, база которого непосредственно соединена с эмиттером транзистора V2 мультивибратора, снимаются с нагрузочного резистора R6 и через резисторы R7 и R9 поступают на базы транзисторов V4 и V5, работающие как усилители тока. В моменты времени, когда транзистор V3 открыт и сопротивление его участка эмиттер-коллектор мало, транзисторы V4 и V5 почти закрыты и их коллекторные токи незначительны. В промежутке же между импульсами транзистор V3 закрывается, а транзисторы V4 и V5, наоборот, открываются. В эти моменты времени коллекторные токи транзисторов V4 и V5 резко увеличиваются, вокруг обмоток электромагнитов Y1 и Y2, включенных в эти цепи, возбуждаются магнитные поля, которые вступают во взаимодействие с постоянными магнитами, находящимися на концах перекладины качелей.
В электронном устройстве игрушки можно использовать любые маломощные низкочастотные транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока от 10 и больше. Диоды V6 и V7, шунтирующие обмотки электромагнитов (они выполняют ту же функцию, что и диод V4 в электронном переключателе елочных гирлянд), могут быть любыми плоскостными серий Д7 и Д226. Резисторы на мощность рассеяния не менее 0,125 Вт. Электролитические конденсаторы — К50-3, К50-6. Все эти детали можно смонтировать на плате размерами примерно 50х100 мм. Монтажную плату вместе с батареей питания GB1, составленной из двух батарей 3336Л, размещай в фанерной или дощатой подставке.
Электромагниты самодельные (рис. 277, б). Для их сердечников используй прутки малоуглеродистой стали диаметром 12–13 и длиной 43–45 мм или сердечники негодных электромагнитных реле типа РКН. Щечки обмоток с внешним диаметром 28–30 мм вырежи из картона, тонкой фанеры или гетинакса. На сердечник между щечками каждого электромагнита намотай 2600–2800 витков провода ПЭВ-1 0,24-0,25. Сопротивление обмотки постоянному току должно быть около 65 Ом.
Постоянные магниты квадратного или прямоугольного сечения длиной по 25–30 мм или пластинчатого вида, например от магнитных защелок, укрепи в канавках на концах пластмассовой или деревянной перекладины, сделанной в виде бруска длиной 130–150, шириной 15–20 и толщиной 10–12 мм. Сверху к концам перекладины приклей легкие (по 10–12 г) одинаковые по массе куклы или фигурки животных. Электромагниты размещай под площадкой основания, выпиленной из листового гетинакса или органического стекла толщиной 2–3 мм так, чтобы их сердечники оказались против одноименных полюсов постоянных магнитов, обращенных к концам перекладины. Изменить полярность электромагнитов можно, поменяв местами включения выводы обмоток.
Перекладина качелей с фигурками на ней должна быть уравновешена и без заметного трения качаться на проволочной стойке, расположенной на расстоянии 30–35 мм от поверхности основания игрушки.
Длительность импульсов в обмотках электромагнитов игрушки, определяемая номиналами конденсаторов и резисторов мультивибратора, выбрана такой, чтобы качели уже при первом же импульсе приходили в движение. Каждый последующий импульс тока заканчивается до перехода перекладины качелей из одного крайнего положения в другое. Обратное движение перекладины начинается от следующего импульса тока мультивибратора.
Готовую игрушку раскрась, позабавься немного, а затем подари младшему брату или сестренке.
На выставках творчества юных радиолюбителей возле электронных игрушек, имитирующих голоса животных, птиц, всегда многолюдно. Особенно много таких экспонатов было на 26-й Всесоюзной радиовыставке, проводившейся в Москве в 1974 году. Наибольший интерес и одобрительную улыбку вызывала игрушка радиокружка Тейковской городской станции юных техников Ивановской области, имитирующая голоса поющих соловьев. Правда, звуки больше напоминали трели канареек, но это нисколько не охлаждало любопытство посетителей выставки. Многие интересовались устройством автомата, спрашивали, где можно найти его описание.
Чтобы удовлетворить любопытство юных радиолюбителей, я рассказал об устройстве и работе этого интересного автомата в журнале «Радио» и в предыдущем издании книги, которую ты сейчас листаешь. После этого в редакцию журнала пришло несколько десятков писем, авторы которых делились опытом конструирования электронных соловьев.
С технической точки зрения наибольший интерес, на мой взгляд, представляет «соловей», усовершенствованный радиолюбителем А. Ануфриевым из подмосковного города Чехов.
Принципиальную схему этого музыкального автомата, имитирующего трели соловья, ты видишь на рис. 278.
Рис. 278. Принципиальная схема электронного «Соловья»
На первый взгляд игрушка может показаться очень сложной — 16 транзисторов. Но при внимательном рассмотрении схемы это впечатление рассеется, потому что все здесь тебе уже знакомо. Да и многие транзисторы, используемые в автомате, могут быть с коэффициентом h21Э всего 15–20. Он к тому же прост в налаживании и при компактном монтаже умещается в корпусе малогабаритного транзисторного приемника.
Основу автомата составляют четыре взаимосвязанных однотипных мультивибратора и усилитель 3Ч с выходной мощностью около 150 мВт. Автомат можно питать от батареи напряжением 9 В («Крона», 7Д-0,1 или две батареи 3336Л, соединенные последовательно) или выпрямителя. Средний ток, потребляемый им от источника тока при наибольшей громкости звучания не превышает 50 мА.
Характерной особенностью этого электронного устройства, отличающей его от аттракционов «утка с утятами» или «кот-лакомка» является включение и переключение мультивибраторов не электромагнитными реле, а транзисторами. Кроме того, в мультивибраторах работают три транзисторные сборки 217НТ2 (2НТ172). В металлостеклянном корпусе такой сборки находятся четыре кремниевых n-р-n транзистора, каждый из которых имеет отдельные выводы и может работать как самостоятельный активный элемент. На принципиальной схеме транзисторы каждой сборки различаются только нумерацией выводов.
Рассказ о работе электронного соловья начну с усилителя 3Ч, обеспечивающего достаточно громкое звучание его «трелей». Он, как видишь, подобен усилителю 3Ч электропроигрывателя (см. рис. 186) и усилителю портативного приемника (см. рис. 204). Сигнал «соловья», снимаемый с переменного резистора R19, поступает через конденсатор С10 на базу транзистора V6 каскада предварительного усиления напряжения, а с его нагрузочного резистора R25 — непосредственно на базу транзистора V7 фазоинверсного каскада. Далее сигнал усиливается по мощности двухтактным каскадом на транзисторах V8 и V9 и головкой В1 преобразуется в звуковые колебания, имитирующие голос соловья.
Мультивибратор на транзисторах V3.1 и V3.2 сборки V3, который будем называть первым, генерирует колебания частотой около 5 кГц, соответствующие звуку высокого тона. После усиления транзистором V3.3 той же сборки и трехкаскадным усилителем 3Ч, они определяют тембровую окраску трели соловья.
Работой первого мультивибратора управляет второй мультивибратор на транзисторах V2.3 и V2.4 сборки V2, генерирующий колебания частотой 5 Гц.
Когда транзистор V2.4 закрыт, работает первый мультивибратор. В те же моменты времени, когда транзистор V2.4 открывается и через его малое сопротивление и резистор R15 база транзистора V3.2 оказывается соединенной с общим проводом цепи питания, первый мультивибратор не работает. В результате динамическая головка воспроизводит сигнал, напоминающий частое «щелканье», присущее трели соловья. Работой второго мультивибратора управляет третий мультивибратор, собранный на транзисторах V1.4 и V2.1, входящих в сборки V1 и V2. Генерируя колебания частотой около 1 Гц, он с такой же частотой прерывает генерацию второго мультивибратора. Когда транзистор V2.1 закрыт, ток базы транзистора V2.2 незначительный, поэтому этот транзистор тоже закрыт и не оказывает влияния на работу второго мультивибратора.
В свою очередь третий мультивибратор управляется четвертым мультивибратором на транзисторах V1.1 и V1.2, который генерирует импульсы тока с периодом следования 6–8 с. Транзисторы V1.3 и V2.2 усиливают импульсы тока управляющих мультивибраторов. Таким образом, мультивибраторы формируют полную трель соловья, начинающуюся одиночным пощелкивающим свистом, переходящим в более частый, и заканчивающуюся быстрым переливом.
Напряжение питания, подаваемое на транзисторы мультивибраторов, стабилизируется стабилитроном V4 и транзистором V5. Без стабилизации напряжения соловьиные трели будут изменяться с уменьшением напряжения источника питания.
Внешний вид монтажной платы автомата и порядок расположения выводов транзисторов сборки 217НТ2 показаны на рис. 279, а сама печатная плата, выполненная из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, и схема соединения деталей на ней — на рис. 280.
Рис. 279. Вид на монтажную плату автомата
Рис. 280. Печатная плата (вид со стороны токонесущих проводников) и схема соединения деталей на ней