Имитато р звуков животных

Имитато р звуков животных (Д а лее просто ИЗЖ) пред ст авпяет со­бой ЦМ (цифровой магнитофон), пр е дназначенный для воспроизве­дения записанных на компьютере коротких звуковых фрагментов. В ЦМ м о жно записать набор звуко в (от 1 до 5) для кукольного театра ипи применить ИЗЖ в качестве дверного звонка со сменными (по настроению) звуками или музы каль н ыми па с сажами. Не исключен вариант использования ИЗЖ для подачи кратких предупреждающих сообщений на транспорте, произ­водстве и л и в других обществен­ных местах .

Отличительной особенностью ИЗЖ от других подобных устройств являются улучшенное соотноше­ние сигнал - шум записываемого и воспроизводимо го сигнала за счет введения Г-образного фипьтра по­ст оян ного тока в цепь питания ана­логовой части ЦМ .

Второй отличительной особ енностью ИЗЖ является использова­ние УМЗЧ повышенной мощности, который расширяет функциональ­ные возможности (увеличивает сферу возможного использования) ИЗЖ. В большинстве известных схем ЦМ зад ейст вован встроенный УЗЧ , выводы 14 и 15 DA 1) - см. рис. 1. Однако он практически при­годен только п ри использовании динамических головок с повышенной звуковой отдачей, а в действи­тельности удовлетворительно ра­ботает только на низкоомные (более 16 Ом) и хорошо на высокоомные - 300 Ом) высококачественные стерео телефоны .

Дополнительно выходную мощ­ность УМЗЧ ИЗЖ можно получить прос тым увеличением напряжения питания до +22...25 В (достаточно будет стабилизатор DA 3 снабдит ь небольшим радиатором) . Т огда в секторы памяти ЦМ можно запи­сать вместо голосов животных звуки природы, раскаты грома, шум ливня, морской приб ой, пор ывов ветра, завывание в ьюги . Эти при­родные (сравнительно тихие) зву­ки можно качественно воспроизве­сти, только имея внушительный запас по мощности . Дополнитель­но для повышения качества вос­произведения рекомендуется вместо головки динамической исполь­зовать акустическую систему .

Сердцем ИЗЖ является ЦМ - микросхема ISD 1416 - однопрограммное эа писы вающе - воспроиз­водящее устройство с П3У. сохра­няющим во времени записанную информацию даже при выключенном напряжении питания гаранти­рованно в течение 100 лет. Объе м ПЗУ зависит от примененного типа микросхем ы DA 1 - две последние цифры в ее обозначении указыва ют на соотвеютвующий обьем (в секундах). Приведенная на рис 1 микросхема цифрового магнитофона DA 1 имеет ПЗУ для записи в течение 16 секунд; ток потребле­ния в режиме выборки кристалла (при записи и воспроизведении) не более 15 мА. потребляемый ток в дежурном режиме - 0,5 мкА .Дл я записи на цифровой магнитофон следу ет нажать и удерживать кноп­ку SB 2 "Запись" . Запись возможна, пока свети тся светодиод HL 1. За­тем цифровой магнитофон автома­тически устанавлизается в исход­ное положение и готов к воспроиз­ведению или (при необходимости) к новой записи . Записывать на цифровой магнитофон можно не менее 1ОО ООО раз.

ИЗЖ состоит из:

Устройства выбора фрагмента на переключателе SA 1 "Сектор", резисторов R 1. R 3, R 4 установки логическо го уровня на входах А5, А6, А7 выбора сектора памяти ЦМ DA 1;

Органов управления: тумбле­ра SA 2 включения питания, кнопок SB 1 "Воспроизведение"; SB 2 "За­пись" с резисторами R 2, R 5 уста­новки уровня логической 1; регуля­тора R 7 у ровня записи;

ЦM DA 1 с элементами "обвяз­ки" С1.. С4. R 8;

Входной цепи R 6, R 7, С2 записи на линейный вход ЦМ с диодным ограничителем VD 1, VD 2 уровня входного сигнала;

Г образного ФП Т С5 , Др1 пи­тания аналоговой части ЦМ;

Индикато ра "Запись" HL 1 к расного цвета свечени я с токоогранич ительным резистором R 9;

Регулятора уровня выходного сигнала ЦМ - подстроенного резистира R 10;

УМЗЧ на ИМС DA 2. элементах С6...С14, R 11. .R 17 и динамическо й головки ВА1;

Интегрального стабилизатора DA 3 пониженного (+5 В) напряже­ния с конденсаторами фильтра С7, С 10, С12.

Подготовка ИЗЖ к работе заключаегся в следующем

1) Включается питание тумбле­ром S А2 .2. Переключатель SA 1 "Сектор" последовательно устанав­ливается в положения 7, 6, 5, 4, 3 и через разъем XS 1 "Запись" с линей­ного выхода аудиокарты ПК записы­ваются выбранные звуки (5 файлов .wav ). Запись производится при на­жатой кнопке SB 2 "Запись". В тече­ние всего времени записи включается и светится красный светодиод HL 1. После отпускания кнопки SB 2 светодиод HL 1 гас нет . Уровень за­писи устанавливается потенциомет­ром R 7, а также виртуально (на ПК) ползунковы ми регуляторами Гром­кость" в окне Voiume control (режим "Во спроизведение" ), необходимые ауд иофрагменты можно создать (записать и модифицировать) в про­грамме "Звукозапись" (Путь : Пуск, программы , стандарт ные развлече­ния, "Звукозапись"). Также готовые высококачественные файлы с рас­ширением wav можно подобрать из директорий некомпилировачных компьютерных игр и записать их на ЦМ, воспроизвед я их в "Звукозаписи" или другом музыкальном приложе­нии ПК. Не исключаются варианты записи на ЦM от других источников звука ттелевизоров, проигрывате­лей, магнитофонов, плееров, име­ющих линейный выход.

При записи в 5 различных сек­торов каждый ра з следует "укладываться" в 3,5 секунды [чтобы занять только один сектор (из пяти) от все го объема ПЗУ для 3a писи]. Примечание: ИМС ЦМ типа ISD 1416, приме ненный в ИЗЖ имеет гара нтированное вре мя записи 16 секунд, однако врем я записи примененной в ИЗЖ ИМС UA 1 оказалось несколько боль­шим и составило 17,5 секунд. Поэт ому "цена " каждого из пяти секто ров составляет 17 5: 5 = 3,5 секунды . Пр ослу шать качество записанных сообщений и установить (подстооечным резистором R 10) необходимый уровень громкости воспроизведени я цифровым магнитофоном можно, нажав на кнопку SB 1 "Воспр" . На этом предэксплуатационна я под готовка ЗИС заканчивается.

В предыдущих двух абзацах был описан упрощенный способ записи в ЦМ. Предлагаем Вашему вниманию бол ее подробное описа­ние режимов ЦМ и другие прове­ренные варианты разделения памяти ЦМ на секторы устройством выбора фрагмента - переключате­лем SA 1. Устройством выбора фоагмента служит механически й переключатель SA 1 - преобразователь де­сятичного кода в инвертированный двоично-десятичный код. Враще­нием дисков о-зу бчатой шкалы переключателя можно устанавливать четырехразрядный двоично деся­тичный код. который подается на адресные входы DA 1. Адресные входы DA 1 имеют две функции, которые включаются в зависимости от логи ческих уровней на их старших ("наибольших значащих") разрядах - входах А6 и А7. Если на одном или обоих входах - логический 0, то эти входы являются адресными и ис­пользуются как стартовый адрес дл я текущего цикла записи (или воспроиз ведения) . Адресная вход­ная информация считывается (и Фиксируется) по отрицательному перепаду на входах "PLAYL ", "Р LAYE " или «REC » (выводы 23, 24, 27 DA 1 соответственно). Если на обо­их входах (и А6, и А7); логические еди­ницы то а дре сная информация рассманивается как специальные ко­манды дл я микропроцессорного ре­жима. В связи с вьшеи зложе нным создать одновременно простой и "эл егант ный » делитель объема памя­ти затруднительно.

Для разделения объема памяти на секторы рекомендуется исполь­зовать 3 адресных разряда (А5. А6. А7) и устанавливать на дисковой шкале переключателя SA 1 деся­тичный код - ци фры от "3" до "7", подавая на адресные входы двоич­ный код в соответствии с таблицей истинности (см. таб лицу 1).

Чтобы записать 5 независимых фрагментов, следует последова­тельно 5 раз устанавливать деся­тичный код от "7" до "3" (7, 6, 5, 4, 3). записывая каждый раз по 1 МД (3,5 секунды), не более. Можно, ко­нечно, записать и большие фраг­менты (из 1 ,5 МД). Например. если при записи использовано чуть более 1 МД, то цифровой магнито­фон полностью занимает следую­щий (2 й) сектор (равный также 1 МД) Занять при записи следующий ce ктop нельзя (как видно из табли­цы 1), только если на переключате­ле S А 1 у ста новлен десятичный код "3". Из "4" можно занять сектор "3"; из "5" - "4" и "3"; из "6" - "5", "4" и "3"; а из "7" - "6", "5", "4" и "3". Важной (хотя и само собой разумеющейся) осо­бенностью является то, что запи­сать на магнитофон можно сразу несколько фрагментов, а при вос­произведении оперативно выби­рать нужный записанный фрагмент. В простейшем случае, при записи и воспроизведении одного фраг­мента, следует установить SA 1 в по­ложение "7" или "8". Магнитофон сам выберет необходимое количе­ство секторов памяти для записи.

В режиме воспроизведения с выхода "SP -" (вывод 15) DA 1 сиг­нал через разделительный конден­сатор СЗ поступает на верхний вы­вод подстроечного резистора R 10. С движка (среднего вывода) R 10 сигнал поступает на вход УМЗЧ, собранный на ИМС TDA 2030 - об­кладку "минус" конденсатора С 6. DA 2 работает от источника посто­янного тока напряжением +12 В и имеет искусственную среднюю точ­ку (+6 В), которая формируется резистивным делителем R13, R15. Входное напряжение +12 В посту­пает на конденсаторы фильтра С11, С12 и вывод 5 DA 2, а напря­жение +6 В дополнительно фильт­руется конденсатором С9 и "заво­дится" на неинвертирующий вход (вывод 1) DA 2 через резистор R 12.

Основой усилителя мощности звуковой частоты является ИМС фирмы SGS -Thompson , выполнен­ная в корпусе ТО-220 с 5-ю вывода­ми, сформованными в 2 ряда парал­лельно плоскости корпуса. В ИМС встроена защита выхода от КЗ в нагрузке и термозащита, срабаты­вающая при температуре +150°С. ИМС предназначена для работы в аппаратуре среднего и высокого класса. Согласно справочным дан­ным , TDA 2030 имеет ток покоя не более 40 мА. Коэффициент уси­ления DA 2 установлен соотноше­нием (частным от деления) номина­лов резисторов R 12/R 11 и R 16/R 14 (150 кОм / 2 кОм = 75) и позволяет получить на выходе (вывод 4) DA 2 максимальное неискаженное синусо­идальное напряжение +6 В (размах) на нагрузке с импедансом 4 Ома. Цепь R 17, С13, подключенная к выходу (выводу 4) DA 2, является составной частью типовой схемы включения, несколько снижает уси­ление УМЗЧ на ультразвуковых (более 20 кГц) частотах и делает поведение DA 2 более предсказуе­мым (Практически проверена и обнаружена стабильная работа DA 2 при уменьшении емкости С13 до 0,022 мкФ.) Так как УМЗЧ DA 2 работает при сниженном (от макси­мального рабочего +25 В до +12 В) напряжении источника питания, потребляемый ток дежурного ре­жима составляет 22 мА. Для хоро­шего температурного режима DA 2 TDA 2030 установлена на неболь­шой (с суммарной площадью повер­хности 25... 100 см 2) радиатор из дю­ралюминия или красной меди.

Оперативного регулирования громкости воспроизведения в ИЗЖ, по мнению автора, не требу­ется. Однако, регулятор громкости не сложно ввести, заменив подстроечный резистор R 10 потенци­ометром. Красный светодиод HL 1 светится во время записи (при на­жатой SB 2) и гаснет "по окончании ленты" (при заполнении всего объема ПЗУ ЦM ), а также кратков­ременно включается по окончании воспроизведения записанного зву­кового фрагмента.

Собранный из исправных дета­лей и без ошибок в монтаже ИЗЖ работоспособен при первом вклю­чении. Если ЦМ будет не четко включаться на воспроизведение при нажатии кнопки SB 1, следует увеличить емкость С1 до 1000...2200 пФ. Требуемый уро­вень громкости воспроизведения устанавливают подстроечным ре­зистором R 10.

В ИЗЖ использованы постоян­ные резисторы типа МЛТ, R 10 - подстроечный СПЗ-Зва. В качестве потенциометра R 7 можно исполь­зовать малогабаритный перемен­ный резистор СПЗ-46М, или под­строечный СП4-1. Номиналы R 1...R 5 не критичны и могут быть от 22 кОм до 100 кОм. Конденса­торы С1, С2, СЗ, С7, С11...С13 - керамические типа КМ; остальные - оксидные типа К50-35 или подоб­ные зарубежного производства. Емкость СЗ влияет на частоту сре­за нижних частот и может быть от 0,047 до 0,47 мкФ. Емкость конден­сатора С13 влияет на АЧХ в облас­ти сверхзвуковых частот, делает работу более стабильной и может составлять от 0,022 до 0,2 мкФ. Дрсссель Др1 ДМ 0,1 - может быть заменен любым другим с индуктивностью 100. .500 мкГн. При отсутствии дросселя на его месте допус­тимо у с т а н овить резистор сопротив­лением 100... 120 Ом . Кнопки SB 1, SB 2 типа KM 1- l ; тумблер SA 2 MTS 102 (SMTS -102), M Т3 или декоратив­ный – МТДЗ . Диоды VD 1, VD 2 можно заменить кремниевыми, нап р имер КД503, КД5Ш КД520...КД 5 21 с любыми буквенными индексами или КД522А . Цифровой магнитоф о н DA 1 может быть ISD 1416 ипи аналогичный (со временем з аписи воспроизведений 20 секунд - ISP 1420). Интегральный стабилиза­тор DA 3 име т отечественный ана лог КР1157ЕН502А. Светодиодный ин­дикатор HL 1 может б ы ть заменен, например, желтым ATI 307 F Отече­ственный аналог DA 2 TDA 2030 – К17 4УН19 . Головка динамическая БА1 - например, 6ГДШ-1 (ЗГД 32), 10ГДШ 1 (10ГД-36К) . Хорошо по - дойдут и малогабаритные акустические системы любого типа с со­противлением постоянному току не менее R -4 Ом. При пайке тумблеров типа MTS (SMTS > следует избегать перегрева их контакто в. Блок питания ИЗЖ должен обеспеч и в а ть на выходе стабилизированное постоянное напряжение +12 В и ток н е менее 0,5… 0,8 А.

Почти все детали ИЗЖ разме­щены на печатной плате из фоль гированного стеклотекстолита тол­щиной 2...2,5 мм (рис. 2 и рис. 3) - размерами 85x61 мм. Диаметр отверсти й на печатной плате под микросхемы 0,7...0,8 мм, под ос­тальные радиоэлектронные компо­ненты – 0 , 8...1 мм, подсоединительные проводники - 1.. 1,2 мм, под крепежные отверстия и отверстия под р адиатор - 3,2 мм.

Переключатель S А1 типа П П8 можно заменить переключателем типа ПП 10, но он имеет большие размер ы. Также вместо ПП8 мож­но применить более распростра­ненные галетные переключатели ПM типа 5П4 Н (5 положений, 4 напр авления), включив их согласно рис. 4

А вторский вариант ПП выполнен из двухстор онне фольгиро ванного листа стеклотекстолита. Одна сто­рона протравлена согласно р ис. 3, а другая (со стороны которой монтируются детали), временно заклеенная от травления скотчем, остав­лена общим проводом (как в РЧ- схемах - экраном) . Все отверстия с этой стороны раззенкованы для исключения замыкания выводов д еталей на общий провод . Такая экранировка сделана для миними­зации фона в канале 3 Ч при вос­произведении (и. осо бе нно, при записи на Ц М и, вероятно, не яв­ляется обязательной .

Рисунок печати - "трассировка печатной платы" – (см. Рис . 3) может быть перенесен на медную фольгу методом термо переноса или переведен при помощи копирки и обведен кисло тoc то йкими перманентными маркерами. Подойдут, например, маркеры Centr оpen 2616 CD -LINER или другие, специализированные, для подписывания компьютерных CD -дисков. Такие типы маркеров им еют быстросохнущие "чернила" и для их неоднократного использова­ния следует (по окончании рисова­ния) без промедления плотно закры­вать пишущий узел колпачком!

Литература

1 ББК 32.852 TR 8. Турута Е Ф Т88 Усилители мощности низкой час тоты - интегральные микросхе­мы. - 2-е изд стер. - М: ДМК Пресс, 2000. 200 л.: ил. С 17.. 19 (Серия "Справочник"). ISBN 5-94074-024-3

Александр Озн обихин

г. Иркутск

^ «ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ»
Так можно сказать про следующий имитатор, если послу­шать его звучание. И действительно, издаваемые динамической головкой звуки напоминают выхлопы, характерные для двигателя автомобиля, трактора или тепловоза. Если модели этих машин оснастить предлагаемым имитатором, они сразу оживут.

По схеме (рис. 30) имитатор несколько напоминает одно­тональную сирену. Но динамическая головка в коллекторную цепь транзистора VT2 включена через выходной трансформатор Т1, а напряжения смещения и обратной связи поступают на базу транзистора VT1 через переменный резистор R1. Для посто­янного тока он включен переменным резистором, а для обрат­ной связи, образуемой конденсатором, - делителем напряжения (потенциометром). При перемещении движка резистора изме­няется частота генератора: когда движок перемещают вниз по схеме, частота возрастает, и наоборот. Поэтому переменный резис­тор можно считать акселератором, изменяющим частоту враще­ния вала «двигателя», а значит, частоту звуковых выхлопов.

^ Рис. 30. Схема имитатора звука двигателя внутрен­него сгорания
Для имитатора подойдут транзисторы КТ306, КТ312, КТ315 (VT1) и КТ208, КТ209, КТ361 (VT2) с любыми буквенными индексами. Переменный резистор - СП-I, СПО-0,5 или лю­бой другой, возможно меньших габаритов, постоянный - МЛТ-0,25, конденсатор - К50-6, К50-3 или другой оксидный, емкостью 15 или 20 мкФ на номинальное напряжение не ниже 6 В. Выходной трансформатор и динамическая головка - от любого малогабаритного («карманного») транзисторного прием­ника. В качестве обмотки I используется одна половина первичной обмотки. Источник питания - батарея 3336 или три элемента напряжением 1,5 В (например, 343), соединенные по­следовательно.

В зависимости от того, где будете использовать имитатор, определите размеры платы и корпуса (если имитатор предпола­гаете установить не на модели).

Если при включении имитатора он будет работать неустой­чиво или звук вообще отсутствует, поменяйте местами выводы конденсатора С1 - плюсовым выводом к коллектору транзисто­ра VT2. Подбором этого конденсатора можете установить нуж­ные пределы изменения числа оборотов «двигателя».
^ ПОД ЗВУКИ КАПЕЛИ
Кап... кап... кап... - доносятся звуки с улицы, когда идет дождь или весной падают с крыши капли тающего снега. Эти звуки на многих людей действуют успокаивающе, а по отзы­вам некоторых, даже помогают засыпать. Ну что ж, возможно, вам понадобится такой имитатор и для фонограммы в вашем школьном драмкружке. На постройку имитатора уйдет лишь с десяток деталей (рис. 31).

На транзисторах выполнен симметричный мультивибратор, нагрузками плеч которого являются высокоомные динамические головки ВА1 и ВА2 - из них раздаются звуки «капели». Наи­более приятный ритм «капели» устанавливают переменным резис­тором R2.

Рис. 31. Схема имитатора звука капели
Для надежного «запуска» мультивибратора при сравни­тельно малом напряжении питания желательно использовать транзисторы (они могут быть серий МП39 - МП42) с возможно большим статическим коэффициентом передачи тока. Динами­ческие головки должны быть мощностью 0,1 - 1 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 50 - 100 Ом (например, 0.1ГД-9). Если такой головки не окажется, можно использовать капсюли ДЭМ-4м или аналогичные, обладающие указанным сопротивле­нием. Более высокоомные капсюли (например, от головных телефонов ТОН-1) не обеспечат нужной громкости звука. Ос­тальные детали могут быть любого типа. Источник питания - батарея 3336.

Детали имитатора можно разместить в любой шкатулке и укрепить на ее передней стенке динамические головки (или капсюли), переменный резистор и выключатель питания.

При проверке и налаживании имитатора можно изменять его звучание подбором в широких пределах постоянных резис­торов и конденсаторов. Если в этом случае понадобится значи­тельное увеличение сопротивлений резисторов R1 и R3, же­лательно установить переменный резистор с большим сопротив­лением - 2,2; 3,3; 4,7 кОм, чтобы обеспечить сравнительно ши­рокий диапазон регулирования частоты «капели».
^ ИМИТАТОР ЗВУКА ПОДСКАКИВАЮЩЕГО ШАРИКА
Хотите послушать, как подскакивает стальной шарик от шарикоподшипника на стальной или чугунной плите? Тогда со­берите имитатор по схеме, приведенной на рис. 32. Это вариант несимметричного мультивибратора, примененного, например, в сирене. Но в отличие от сирены, в предлагаемом мульти­вибраторе нет цепей регулировки частоты следования импульсов. Как работает имитатор? Стоит нажать (кратковременно) кнопку SB1 - и конденсатор С1 зарядится до напряжения ис­точника питания. После отпускания кнопки конденсатор станет источником, питающим мультивибратор. Пока напряжение на нем большое, громкость «ударов» «шарика», воспроизводимых динамической головкой ВА1, значительна, а паузы сравнительно продолжительные.

Рис. 32. Схема имитатора звука подскакивающего шарика

Рис. 33. Вариант схемы имитатора

Рис. 34. Схема имитатора с повышенной громкостью
Постепенно, по мере разрядки конденса­тора С1, будет изменяться и характер звука - громкость «уда­ров» начнет снижаться, а паузы уменьшаться. В заключение послышится характерный металлический дребезг, после чего звук прекратится (когда напряжение на конденсаторе С1 станет ниже порога открывания транзисторов).

Транзистор VT1 может быть любой из серий МП21, МП25, МП26, a VT2 - любой из серий КТ301, КТ312, КТ315. Конденса­тор С1 - К.50-6, С2 - МБМ. Динамическая головка - 1ГД-4, но подойдет другая, с хорошей подвижностью диффузора и воз­можно большей его площадью. Источник питания - две батареи 3336 или шесть элементов 343, 373, соединенных последова­тельно.

Детали можно смонтировать внутри корпуса имитатора, подпаяв их выводы к выводам кнопки и динамической головки. Батареи или элементы прикрепляют к дну или стенкам корпуса металлической скобкой.

При налаживании имитатора добиваются наиболее харак­терного звука. Для этого подбирают конденсатор С1 (он опреде­ляет общую продолжительность звучания) в пределах 100... 200 мкФ или С2 (от него зависит длительность пауз между «уда­рами») в пределах 0,1...0,5 мкФ. Иногда в этих же целях полез­но подобрать транзистор VT1 - ведь работа имитатора зависит от его начального (обратного) тока коллектора и статического коэффициента передачи тока.

Имитатор можно использовать в качестве квартирного звон­ка, если увеличить громкость его звучания. Наиболее просто это сделать, добавив в устройство два конденсатора - СЗ и С4 (рис. 33). Первым из них непосредственно увеличивают гром­кость звука, а вторым избавляются от появляющегося иногда эф­фекта перепада тона. Правда, при такой доработке не всегда сохраняется «металлический» звуковой оттенок, характерный для настоящего подскакивающего шарика.

Транзистор VT3 может быть любой из серии ГТ402, резистор R1 - МЛТ-0,25 сопротивлением 22...36 Ом. На месте VT3 могут работать транзисторы серий МП20, МП21, МП25, МП26, МП39 - МП42, но громкость звука будет несколько слабее, хотя и зна­чительно больше, чем в исходном имитаторе.
^ МОРСКОЙ ПРИБОЙ... В КОМНАТЕ
Подключив небольшую приставку к усилителю радиоприем­ника, магнитофона или телевизора, вы сможете получить звуки, напоминающие шум морского прибоя.

Схема такой приставки-имитатора приведена на рис. 35. Она состоит из нескольких узлов, но главный из них - генера­тор шума. Его основу составляет кремниевый стабилитрон VD1. Дело в том, что при подаче на стабилитрон через балластный резистор с большим сопротивлением постоянного напряжения, превышающего напряжение стабилизации, стабилитрон начинает «пробиваться» - его сопротивление резко падает. Но благодаря незначительному току, протекающему через стабилитрон, такой «пробой» никакого вреда ему не причиняет. В то же время стабилитрон как бы переходит в режим генерации шума, по­является так называемый «дробовой эффект» его р-n перехода, и на выводах стабилитрона можно наблюдать (конечно, с по­мощью чувствительного осциллографа) хаотический сигнал, состоящий из случайных колебаний, частоты которых лежат в широком диапазоне.

Вот в таком режиме и работает стабилитрон приставки. Балластный резистор, о котором упоминалось выше, - R1. Кон­денсатор С1 совместно с балластным резистором и стабилитро­ном обеспечивает получение сигнала определенной полосы частот, схожего со звуком шума прибоя.

^ Рис. 35. Схема приставки-имитатора шума морского прибоя
Конечно, амплитуда шумового сигнала слишком мала, чтобы подать его сразу на усилитель радиоустройства. Поэтому сиг­нал усиливается каскадом на транзисторе VT1, и с его нагрузки (резистор R2) поступает на эмиттерный повторитель, выпол­ненный на транзисторе VT2, он позволяет устранить влияние последующих каскадов приставки на работу шумового генера­тора.

С нагрузки эмиттерного повторителя (резистор R3) сигнал подается на каскад с переменным коэффициентом усиления, собранный на транзисторе VT3. Такой каскад нужен для того, чтобы можно было изменять амплитуду шумового сигнала, по­даваемого на усилитель, и тем самым имитировать нарастание или спад громкости «прибоя».

^ Рис. 36. Монтажная плата приставки-имитатора
Для осуществления такой задачи в эмиттерную цепь транзис­тора VT3 включен транзистор VT4, на базу которого поступает через резистор R7 и интегрирующую цепочку R8C5 сигнал с гене­ратора управляющего напряжения - симметричного мульти­вибратора на транзисторах VT5, VT6. При этом периодически изменяется сопротивление участка коллектор-эмиттер транзис­тора VT4, что вызывает соответствующее изменение коэффициен­та усиления каскада на транзисторе VT3. В итоге шумовой сигнал на выходе каскада (на резисторе R6) будет периодически на­растать и спадать. Этот сигнал поступает через конденсатор СЗ на разъем XS1, который соединяют во время работы пристав­ки со входом используемого усилителя.

Длительность импульсов и частоту повторения мультивибра­тора можно изменять резисторами R10 и R11. Совместно с резис­тором R8 и конденсатором С4 они определяют длительность нарастания и спада управляющего напряжения, поступающего на базу транзистора VT4.

Все транзисторы могут быть одинаковые, серии КТ315 с воз­можно большим коэффициентом передачи тока. Резисторы - МЛТ-0,25 (можно и МЛТ-0,125); конденсаторы Cl, C2 - К50-3; СЗ, С5 - С7 - К.50-6; С4 - МБМ. Подойдут конденсаторы других типов, но они должны быть рассчитаны на номинальное напряжение не ниже указанного на схеме.

Почти все детали монтируют на монтажной плате (рис. 36) из фольгированного материала. Размещают плату в корпусе подходящих габаритов. На боковой стенке корпуса укрепляют разъем XS1 и зажимы ХТ1, ХТ2.

Питают приставку от любого источника постоянного тока со стабилизированным и регулируемым выходным напряжением (от 22 до 27 В).

Налаживать приставку, как правило, не требуется. Она начинает работать сразу после подачи питания. Проверить работу приставки нетрудно с помощью высокоомных головных телефонов ТОН-1, ТОН-2 или других аналогичных, включенных в гнезда разъема XS1 «Выход».

Характер звучания «прибоя» изменяют (если это необходимо) подбором напряжения питания, резисторов R4, R6, а также шунтированием гнезд разъема XS1 конденсатором С7 емкостью 1000...3000 пФ.

А вот другой такой имитатор, собранный по несколько иной схеме (рис. 37). В нем есть усилитель звуковой частоты и источ­ник питания, поэтому этот имитатор можно считать закончен­ной конструкцией.

Собственно генератор шума собран на транзисторе VT1 по так называемой схеме сверхрегенератора. В работе сверхреге­нератора разобраться не очень просто, поэтому рассматривать ее не будем. Уясните лишь, что это такой генератор, в котором возбуждение колебаний происходит благодаря положительной обратной связи между выходом и входом каскада. В данном случае эта связь осуществляется через емкостной делитель С5С4. Кроме того, сверхрегенератор возбуждается не постоянно, а вспышками, причем момент появления вспышек случаен. В ре­зультате на выходе генератора появляется сигнал, который про­слушивается как шум. Этот сигнал нередко называют «белым шумом».

Рис. 37. Схема имитатора морского прибоя с усилителем ЗЧ
Режим работы сверхрегенератора по постоянному току зада­ется резисторами Rl, R2, R4. Дроссель L1 и конденсатор С6 не влияют на режим работы каскада, но защищают цепи питания от проникновения в них шумового сигнала.

Контур L2C7 определяет полосу частот «белого шума» и поз­воляет получить наибольшую амплитуду выделяемых «шумовых» колебаний. Далее они поступают через фильтр нижних частот R5C10 и конденсатор С9 на усилительный каскад, собранный на транзисторе VT2. Питающее напряжение на этот каскад по­дается не непосредственно с источника GB1, а через каскад, собранный на транзисторе VT3. Это электронный ключ, периоди­чески открывающийся импульсами, поступающими на базу тран­зистора с мультивибратора, собранного на транзисторах VT4, VT5. В периоды, когда транзистор VT4 закрыт, VT3 открывается, и конденсатор С12 заряжается от источника GB1 через участок коллектор-эмиттер транзистора VT3 и подстроечный резистор R9. Этот конденсатор является своеобразным аккумулятором, пи­тающим усилительный каскад. Как только транзистор VT4 откры­вается, VT3 закрывается, конденсатор С12 разряжается через подстроечный резистор R11 и коллекторно-эмиттерную цепь транзистора VT2.

В итоге на коллекторе транзистора VT2 будет шумовой сигнал, модулированный по амплитуде, т. е. периодически нарастающий и спадающий. Длительность нарастания зависит от емкости конденсатора С12 и сопротивления резистора R9, а спада - от емкости указанного конденсатора и сопротивления резисто­ра R11.

Через конденсатор СП модулированный шумовой сигнал поступает на усилитель звуковой частоты, выполненный на тран­зисторах VT6 - VT8. На входе усилителя стоит переменный резистор R17 - регулятор громкости. С его движка сигнал по­дается на первый каскад усилителя, собранный на транзисторе VT6. Это усилитель напряжения. С нагрузки каскада (резистор R18) сигнал поступает через конденсатор С16 на выходной каскад - усилитель мощности, выполненный на транзисторах VT7, VT8. В цепь коллектора транзистора VT8 включена нагруз­ка - динамическая головка ВА1. Из нее и слышен звук «мор­ского прибоя». Конденсатор С17 ослабляет высокочастотные, «свистящие» составляющие сигнала, что несколько смягчает тембр звучания.

О деталях имитатора. Вместо транзистора КТ315В (VT1) можно использовать другие транзисторы серии КТ315 либо тран­зистор ГТ311 с любым буквенным индексом. Остальные тран­зисторы могут быть любые из серий МП39 - МП42, но с воз­можно большим коэффициентом передачи тока. Для получения большей выходной мощности транзистор VT8 желательно при­менить серий МП25, МП26.

Дроссель L1 может быть готовый, типа Д-0,1 или другой.

Рис. 38. Монтажная плата имитатора
Индуктивностью 30... 100 мкГн. Если его нет, нужно взять стерж­невой сердечник диаметром 2,8 и длиной 12 мм из феррита 400НН или 600НН и намотать на нем виток к витку 15...20 витков рровода ПЭВ-1 0,2...0,4. Желательно измерить на образцовом приборе полученную индуктивность дросселя и при необходимости Подобрать ее в нужных пределах уменьшением или увеличе­нием числа витков.

Катушку L2 наматывают на каркасе диаметром 4 и длиной 12... 15 мм из любого изоляционного материала проводом ПЭВ-1 6,3 - 24 витка с отводом от середины.

Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, под-строечные - СПЗ-16, переменный - СПЗ-Зв (он с выключателем литания SA1). Оксидные конденсаторы - К50-6; С17 - МБМ; остальные - КМ, К10-7 или другие малогабаритные. Динами­ческая головка - мощностью 0,1 - I Вт с возможно большим сопротивлением звуковой катушки (чтобы не перегревался тран­зистор VT8). Источник питания - две последовательно соеди­ненные батареи 3336, но лучшие результаты по продолжитель­ности работы получатся с шестью элементами 373, соединен­ными аналогично. Пригоден, конечно, вариант питания от мало­мощного выпрямителя с постоянным напряжением 6...9 В.

Детали имитатора монтируют на плате (рис. 38) из фольгиро-ванного материала толщиной 1...2 мм. Плату устанавливают в корпус, на лицевой стенке которого крепят динамическую голов­ку, а внутри размещают источник питания. Размеры корпуса во многом зависят от габаритов источника питания. Если имитатор будет использоваться только для демонстрации звука морского прибоя, источником питания может быть батарея «Крона» - тогда размеры корпуса резко уменьшатся, и имитатор удастся смонтировать в корпусе от малогабаритного транзис­торного радиоприемника.

Налаживают имитатор так. Отключают резистор R8 от кон­денсатора С12 и подключают к минусовому проводу питания. Установив максимальную громкость звука, подбирают резистор R1 до получения характерного шума («белого шума») в ди­намической головке. Затем восстанавливают соединение резис­тора R8 с конденсатором С12 и прослушивают звук в дина­мической головке. Перемещением движка подстроечного резис­тора R14 подбирают наиболее достоверную и приятную на слух частоту следования «морских волн». Далее перемещением движ­ка резистора R9 устанавливают продолжительность нараста­ния «волны», а перемещением движка резистора R11 - про­должительность ее спада.

Чтобы получить большую громкость «морского прибоя», нужно соединить крайние выводы переменного резистора R17 со входом мощного усилителя звуковой частоты. Лучшего впечатле­ния можно добиться при использовании стереофонического усилителя с выносными акустическими системами, работающего в режиме воспроизведения монофонического сигнала.
^ КОСТЕР... БЕЗ ПЛАМЕНИ
Почти в каждом пионерском лагере устраивают пионерский костер. Правда, не всегда удается собрать столько дров, чтобы пламя было высоким, а костер громко потрескивал.

А как быть, если дров поблизости вообще нет? Или вы хо­тите соорудить незабываемый пионерский костер в школе? В этом случае поможет предлагаемый электронный имитатор, создаю­щий характерный звук потрескивания горящего костра. Останет­ся лишь изобразить «пламя» из красных лоскутов ткани, раз­веваемых скрытым на полу вентилятором. Имитатор может быть также использован для озвучивания любительских кино­фильмов, школьных спектаклей или как приставка к электро­камину.

Если прислушаться к горящему костру, нетрудно заметить, что раздающиеся звуки-щелчки имеют различную тональность, изменяющуюся случайным образом в некотором диапазоне. Так же случайно изменяется и период следования щелчков.

^ Рис. 39. Форма сигналов имитатора звука костра: а - на выходе генератора шума; б - на входе по­рогового устройства; в - на выходе порогового устройства
Такие особенности звука костра и воспроизводятся предла­гаемым имитатором. Взгляните на рис. 39, на котором приведена форма сигналов в различных узлах имитатора. Основа имита­тора - генератор шума, вырабатывающий изменяющийся во времени по случайному закону сигнал (рис. 39, а). Из такого сигнала формируется низкочастотная огибающая (рис. 39, б), подаваемая на пороговое устройство с достаточно большим порогом срабатывания. В результате получаются короткие им­пульсы с нужными характеристиками (рис. 39, в).

Схема имитатора приведена на рис. 40. Как и в предыдущем имитаторе, исходным сигналом служит дробовой шум р-n пере­вода стабилитрона VD1, обладающий широким частотным спект­ром - от единиц до миллионов герц. В нашем случае исполь­зуются низкочастотные составляющие спектра. А чтобы генератор был экономичным, ток через стабилитрон выбран весьма неболь­шим - приблизительно 40 мкА (он определяется сопротивлением резистора R1).

Рис. 40. Схема имитатора звука костра
На стабилитроне получается небольшое шумовое напря­жение - около 3 мВ, и для усиления его используется опера­ционный усилитель (ОУ) DA1. Коэффициент его передачи за­висит от отношения (R4+R5)/R2 и емкости конденсатора С2 и при указанных на схеме номиналах составляет 250...300. Конденсатор С1 - разделительный, он пропускает на ОУ лишь переменную составляющую напряжения. Резистор R3 компен­сирует действие входного тока инвертирующего входа ОУ.

В итоге на выходе усилителя будет напряжение, соответст­вующее по форме рис. 39, а. Сразу подавать его на пороговое устройство нельзя - выходные импульсы будут слишком корот­кие из-за наличия в шумовом сигнале высокочастотных составля­ющих. Поэтому перед пороговым устройством включен активный фильтр нижних частот (ФНЧ), выполненный на операцион­ном усилителе DA2. Он пропускает сигналы частотой ниже 400 Гц - это зависит от сопротивления резисторов R7 - R9 и емкости конденсаторов С 4 - Сб.

Конденсаторы СЗ, С7 - разделительные, резисторы RIO, R11 образуют делитель напряжения, которым задается коэффициент передачи ФНЧ. Резистор R6 обеспечивает связь по постоян­ному току неинвентирующего входа ОУ А2 с общим проводом. Вид выходного напряжения ФНЧ показан на рис. 39, б.

Выходное напряжение ФНЧ через конденсатор С7 подается на пороговое устройство, выполненное на транзисторе VT1. На­пряжение смещения (оно задается резисторами R12, R13) выбра­но таким, что транзистор насыщен. Сигнал на выход устройства почти не проходит. Если на вход каскада подать отрицатель­ное напряжение, превышающее некоторое значение, устанавли­ваемое подстроечным резистором R13, транзистор выйдет из на­сыщения, и каскад перейдет в усилительный режим, пропуская надпороговую часть входного сигнала (см. рис. 39, в).

Если к выходу порогового устройства подключить усилитель с динамической головкой, в ней будут слышны громкие сухие щелчки. А в интервалах между щелчками будет прослушиваться негромкий шум, напоминающий гудение пламени костра. Это ослабленный низкочастотный сигнал, прошедший через насы­щенный транзистор VT1. Желаемую громкость шума устанав­ливают подбором резистора R14.

На транзисторе VT2 собран усилительный каскад, увеличи­вающий амплитуду выходного сигнала имитатора и исключа­ющий влияние выносного усилителя звуковой частоты на работу имитатора.

Выходной сигнал имитатора может достигать амплитуды 0,1 В - такой чувствительностью должен обладать усилитель звуковой частоты, мощность которого зависит от назначения имитатора. Имитатор можно подключать, конечно, к усилителю радиоприемника, магнитофона, телевизора.

Рис. 41. Схема блока питания имитатора
Питается имитатор двуполярным напряжением 12...14 В, которое может быть получено от блока, собранного по схеме на рис. 41. Блок состоит из понижающего трансформатора Т1, двухполупериодного выпрямителя на диодах VD2 - VD5, кон­денсаторов фильтра СП, С12 и двух параметрических стабили­заторов - R21VD6 и R22VD7. Конденсатор С13 на выходе блока питания сглаживает кратковременные броски тока в цепи на­грузки.

Постоянные резисторы могут быть МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, подстроечный и переменный - СПО-0,5, СПЗ или другие. Ок­сидные конденсаторы - К50-12; конденсатор С1 должен быть с малым током утечки, например К52-1; конденсатор С10 - МБМ, остальные - КЛС, КМ-4, КМ-5.

Кроме указанных на схеме, подойдут транзисторы КТ315А, КТ315Г, операционный усилитель К140УД8А (можно другие ОУ серий К140, К153, К544, но придется изменить чертеж пе­чатной платы). Вместо стабилитрона Д814А подойдет Д808, вместо Д814Д - Д813, вместо диодов КД10ЗА - любые другие диоды, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 50 мА и об­ратное напряжение не ниже 50 В.

Детали собственно имитатора монтируют на одной печатной плате (рис. 42), а выпрямителя со стабилизаторами - на другой (рис. 43). Монтаж на плате имитатора сравнительно плотный, поэтому резисторы на ней монтируют вертикально (рис. 44, б), надевая на короткий вывод резистора отрезок поливинилхло-ридной трубки длиной 2...3 мм. Выводы операционных усили­телей перед подпайкой формуют (рис. 44, в), соблюдая пока­занное на рис. 42 расположение ключа. Платы скрепляют друг с другом (печатными проводниками наружу) и с корпусом устройства четырьмя шпильками (рис. 44, а) с резьбой М4 на концах. На каждую шпильку между платами надевают втулку.

Рис. 42. Печатная плата ими­татора Рис. 43. Печатная плата выпрямителя со стабили­заторами
Внутри корпуса (любой конструкции) устанавливают транс­форматор питания и соединяют его с выпрямителем с помощью разъема ХТ1. Трансформатор может быть готовый, маломощный, с двумя вторичными обмотками с напряжением по 12,6 В при токе нагрузки до 50 мА. Самодельный трансформатор выпол­няют на магнитопроводе Ш12X16. Обмотка I должна содер­жать 5000 витков провода ПЭВ-1 0,07, обмотка II - 2X320 витков ПЭВ-1 0,15. Половины вторичной обмотки желательно наматывать одновременно, в два провода, соединив затем конец одной обмотки с началом другой.

В удобном месте внутри корпуса устанавливают подстроен­ный резистор R13, а на лицевой стенке корпуса - перемен­ный R20. Соединять выводы резисторов с платой желательно экранированным проводом. Такой же провод нужно использо­вать при подключении имитатора к усилителю. Возможен ва­риант монтажа имитатора в общем корпусе с усилителем.

^ Рис. 44. Примеры монтажа деталей и соединения плат:

а - крепежная шпилька;

б - монтаж резисторов;

а - формовка выводов операционных усилителей
Налаживание имитатора начинают с проверки напряжений на выходе стабилизаторов (на выводах стабилитронов VD6, VD7), которые должны быть в пределах 10...15 В (при потребляе­мом имитатором токе до 20 мА). Далее перемещением движка подстроечного резистора R13 добиваются естественной частоты «потрескивания». Если звуки-щелчки отсутствуют или слышен постоянный громкий треск, придется подобрать резисторы R10, R11 или один из них. Можно также подобрать резистор R2 в пре­делах 5...20 кОм.

Возможно, что и эти меры окажутся малоэффективными. Это укажет на отличие шума стабилитрона от нужного значения. Дело в том, что уровень шума стабилитронов не нормируется и может значительно отличаться даже у приборов одной серии. В таком случае надо поменять несколько однотипных стабилитро­нов.

При необходимости тональность сигналов-щелчков можно немного изменить подбором конденсатора С9.

Теперь настала очередь познакомиться с имитаторами звуков птиц и животных.
^ КАК ПОЕТ КАНАРЕЙКА!
На рис. 45 приведена схема сравнительно простого имита­тора звуков канарейки. Это уже известный вам мультивибратор, но весьма несимметричный (сравните емкости конденсаторов С1 и СЗ частотозадающих цепей - 50 мкФ и 0,005 мкФ!). Кроме того, между базами транзисторов установлена цепочка связи из конденсатора С2 и резистора R3. Элементы мультивибратора подобраны так, что он генерирует сигналы, которые, поступая на головной телефон BF1, преобразуются им в звуковые колеба­ния, похожие на трели канарейки. Телефон включен через разъем ХТ1 как коллекторная нагрузка транзистора VT2.

Рис. 45. Схема имитатора звуков канарейки

Рис. 46. Монтажная плата имитатора
Какие детали понадобятся, чтобы повторить эту самоделку? Прежде всего, конечно, транзисторы. Кроме указанных на схеме, подойдут МП42Б, но они должны быть с одинаковыми или воз­можно близкими коэффициентами передачи тока - не менее 60. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25, конденсаторы С1 и С2 - К50-6 или другие оксидные на напряжение не ниже 10 В, СЗ - БМТ-2, К40П-2 или другого типа, емкостью 4700...5600 пФ. Го­ловной телефон - миниатюрный, ТМ-2М, используемый для прослушивания передач малогабаритного транзисторного прием­ника. Подойдет и другой аналогичный телефон сопротивлением 50...80 Ом. Выключатель питания - любой конструкции, источник питания - батарея «Крона».

Деталей немного, и большую часть их можно смонтировать на печатной плате (рис. 46) из фольгированного материала. Плату укрепите в корпусе подходящих габаритов. На верхней стенке корпуса установите выключатель, на боковой - разъем для подключения миниатюрного головного телефона, внутри корпуса - батарею питания. Если не найдете ответной части под разъем телефона, изготовьте ее из двух пружинящих полосок жести от консервной банки. Полоски прикрепите к плате или к внутренней стенке корпуса так, чтобы вставленный в отверс­тие корпуса разъем миниатюрного телефона надежно соединялся с ними. Можно поступить еще проще - вообще удалить разъем телефона и припаять проводники от телефона к цепям электрон­ного устройства: один проводник - к коллектору транзистора VT2, другой - к минусовой цепи питания.

Подошло время испытать самоделку. Но прежде подайте выключателем питание и послушайте звуки в головном телефоне. Они должны раздаваться через одну-две секунды после вклю­чения устройства. Сначала будут слышны щелчки, образующие трель канарейки (последний щелчок более протяжный), а затем наступит пауза, после которой трели возобновятся. Так будет продолжаться до тех пор, пока включено питание.

Возможно, вам захочется изменить звучание электронной «канарейки». Для этого нужно знать о влиянии на имитируе­мые трели параметров тех или иных деталей. Например, тональность трели зависит от конденсатора СЗ - с уменьшением его емкости звуки становятся более резкими, увеличение же емкости конденсатора приводит к смягчению звуков, понижению их то­нальности.

Число звуков трели (иначе говоря, частоту их появления) определяет конденсатор С2. Если емкость его уменьшить, часто­та звуков-щелчков (а значит, и их число) возрастет. Влияет на это и резистор R3, но основное его назначение - прекращать трель после определенного числа звуков. Причем от сопротив­ления этого резистора зависит продолжительность последнего звука трели - она увеличивается с увеличением сопротивления резистора. Однако изменять сопротивление резистора в больших пределах опасно, поскольку это может привести к нарушению нормальной работы устройства. Так, при чрезмерном увеличении сопротивления резистора может наступить момент, когда послед­ний звук трели начнет повторяться постоянно и услышать новую трель удастся только после кратковременного выключения пита­ния. Уменьшение же сопротивления резистора приведет вообще к прекращению трелей. А если случайно окажется неисправным резистор R3 или конденсатор С2 (обрыв в их цепи), в телефоне будет слышен постоянный негромкий свист.

Конденсатор С1 определяет продолжительность каждой трели и паузы между ними - с увеличением емкости конденсатора они также увеличиваются.

Имитатор работоспособен и с источником питания нап­ряжением 4,5 В, но громкость звука несколько понижается (впро­чем, трели слышны даже на расстоянии метра от лежащего на столе миниатюрного телефона). Наиболее простой способ по­высить громкость трелей и дать возможность послушать их окру­жающим - поставить вместо миниатюрного телефона капсюль ДЭМ-4м или подобный ему сопротивлением 50...80 Ом. Можно, конечно, подать сигнал с гнезд разъема (при включенном телефоне) на внешний усилитель звуковой частоты.

Большей громкостью из-за предусмотренной в нем динами­ческой головки обладает имитатор, собранный по схеме, приведен­ной на рис. 47.

На транзисторах VT1 и VT2 собран мультивибратор (несим­метричный, как и в предыдущем имитаторе), а транзистор VT2, кроме того, входит в состав блокинг-генератора (генерато­ра коротких импульсов), частота которого плавно изменяется за время рабочего цикла, а продолжительность работы зависит от частоты мультивибратора. В результате в динамической головке ВА1 периодически (с паузами в 10...15 с) раздаются трели, имитирующие трели канарейки.

Рис. 47. Схема имитатора с динамической головкой
В качестве трансформатора Т1 применен выходной тран­сформатор от малогабаритных транзисторных приемников. Дрос­сель L1 - это первичная обмотка согласующего трансформа­тора от таких же приемников. Динамическая головка - 0.25ГД-10. Резисторы - МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125 (R7 - проволочный, выполненный из провода с высоким удельным сопротивлением). Конденсаторы С1, С2, С4 - К50-6; СЗ, С5 - КЛС. Источник питания - батарея «Крона».

Робототехника на базе Lego Mindstorms EV3. Часть 1

Год издания: 2017

Это пособие предназначено для юных любителей конструирования и робототехники.С его помощью в школе и дома вы сможете создавать различные модели роботов. Для занятий вам понадобится образовательный конструктор LEGO MINDSTORMS Education EV3. Технологии LEGO MINDSTORMS Education EV3 откроют перед вами широкие возможности для знакомства с робототехникой.

Широко известная читателю по предыдущим изданиям монография известных американских специалистов посвящена быстро развивающимся областям электроники. В ней приведены наиболее интересные технические решения, а также анализируются ошибки разработчиков аппаратуры; внимание читателя сосредоточивается на тонких аспектах проектирования и применения электронных схем.

Электроника для начинающих. Самый простой пошаговый самоучитель (2018)
Паоло Аливерти

«Электроника – это просто!» – утверждает известный итальянский инженер-робототехник Паоло Аливерти. Если вы никогда не имели дела с электротехникой и хотите с чего-то начать или же ваши знания просто нужно освежить – эта книга для вас!

Представлена серия видеоуроков для начинающего радиолюбителя в которой в доступной форме излагаются принципы работы как отдельных радиокомпонентов так и рассматриваются на конкретном примере работа отдельно взятой радиосхемы.
Весьма содержательное и с отличной графикой видео будет полезно для начинающего радиолюбителя.

Arduino MKR WIFI 1010 Development Workshop
Agus Kurniawan

Arduino MKR WIFI 1010 is a new Arduino board with WiFi capability that enables to build IoT application. This book was written to help anyone want to get started with Arduino MKR WIFI 1010 development. It describes the basic elements of the development of Arduino MKR WIFI 1010.

100 неисправностей телевизоров

Сто неисправностей, рассмотренных в данной книге, выбраны с ориентацией на примеры из реальной практики. Их анализ был бы неполным без учета статистики дефектов отдельных компонентов телевизоров. Принимая во внимание ограничения, накладываемые работой компонентов, можно найти более эффективные решения технических проблем.

Рассмотрены девять телевизионных шасси, в том числе, шесть шасси на основе ЭЛТ (МС-64А, МС-71В, МС-84А, МС-019А, МС-991А, МС-994А) и три шасси на основе ЖК панелей (ML-012A, ML-024C и ML-024E). На этих шасси производятся более 80 моделей телевизоров с диагоналями экрана от 13 до 29 дюймов. По каждой модели приводятся блок-схема, принципиальная схема, осциллограммы сигналов в контрольных точках, подробно описывается работа всех ее составных частей, порядок регулировки в сервисном режиме.

Radio and TV Electronics

Год: 2017

Know the operation of the Televisions, what components of a Television, what are the most common defects of a television set and how to arrange.

В данном пособии приведен пример сборки лабораторного регулируемого блока питания 1,3 – 30В и током 0 – 5А.
Собирая лабораторный блок питания своими руками, многие сталкиваются с проблемой выбора схемы. Импульсные блоки питания при наладке самодельных передатчиков или приемников могут давать нежелательные помехи в эфир, а линейные блоки питания зачастую не в силах развивать большую мощность. Почти универсальным блоком может стать простой линейный блок питания 1,3 – 30В и током 0 – 5А, который будет работать в режиме стабилизации тока и напряжения. При желании им можно будет, как зарядить аккумулятор, так и запитать чувствительную схему.

Мощные биполярные транзисторы для импульсных источников питания; TV-приемников и мониторов.
Справочник

Приведены электрические характеристики мощных биполярных транзисторов, имеющих высокую скорость переключения. Данные приборы применяются в импульсных источниках питания различного назначения, в промышленном оборудовании, в бытовой и профессиональной видео- и аудиотехнике.

Голубева Н.С., Митрохин В.Н.

Изложены основы теории линейных и нелинейных электромагнитных процессов в пассивных и активных средах. Рассмотрено взаимодействие электромагнитного поля с электронным потоком, диэлектрической, магнитной и плазменной средами, а также вопросы преобразования частот, усиления и генерирования. Приведена теория волноводов, в том числе неоднородных, сложных конфигураций, содержащих намагниченные ферриты; резонаторов; ферритовых устройств сверхвысоких частот.

Устройства приема и обработки сигналов (2-е издание)
Е. А. Колосовский
Видеокамеры и видеорегистраторы для дома и автомобиля

В книге рассказывается о том, как выбирать, монтировать и применять современные средства видеоконтроля, обеспечив безопасность личности, движимого и недвижимого имущества.Даны обзоры популярных моделей видеокамер и особенности их работы для построения системы видеонаблюдения на небольших объектах: квартира, дача, загородный дом. Рассматриваются способы улучшения видимости, цветопередачи и улучшения дальности видеозахвата на открытом пространстве и на пересеченной местности. Описаны практические устройства для совместной работы с видеокамерами и видеорегистраторами, даны рекомендации по подключению, обслуживанию, и приведены альтернативные варианты эксплуатации.

Servo Magazine – популярный американский журнал, посвященный роботостроению и кибернетике, предлагает огромное количество примеров создания роботов различной направленности - от игрушек до серьезных устройств, а также различные схемные, технические, теоретические и практические решения по созданию, настройке, регулировке и практическому использованию роботов.

Ниже приводятся несложные светозвуковые схемы, в основном собранные на основе мультивибраторов, для начинающих радиолюбителей. Во всех схемах использована простейшая элементная база, не требуется сложная наладка и допускается замена элементов на аналогичные в широких пределах.

Электронная утка

Игрушечную утку можно снабдить несложной схемой имитатора «кряканья» на двух транзисторах. Схема представляет собой классический мультивибратор на двух транзисторах, в одно плечо которого включен акустический капсюль, а нагрузкой другого служат два светодиода, которые можно вставить в глаза игрушки. Обе эти нагрузки работают поочередно – то раздается звук, то вспыхивают светодиоды – глаза утки. В качестве включателя питания SA1 можно применить герконовый датчик (можно взять из датчиков СМК-1, СМК-3 и др., используемых в системах охранной сигнализации как датчики открывания двери). При поднесении магнита к геркону его контакты замыкаются и схема начинает работать. Это может происходить при наклоне игрушки к спрятанному магниту или поднесения своеобразной «волшебной палочки» с магнитом.

Транзисторы в схеме могут быть любые p-n-p типа, малой или средней мощности, например МП39 – МП42 (старого типа), КТ 209, КТ502, КТ814, с коэффициентом усиления более 50. Можно использовать и транзисторы структуры n-p-n, например КТ315, КТ 342, КТ503, но тогда нужно изменить полярность питания, включения светодиодов и полярного конденсатора С1. В качестве акустического излучателя BF1 можно использовать капсюль типа ТМ-2 или малогабаритный динамик. Налаживание схемы сводится к подбору резистора R1 для получения характерного звука кряканья.

Звук подскакивающего металлического шарика

Схема довольно точно имитирует такой звук, по мере разряда конденсатора С1 громкость «ударов» снижается, а паузы между ними уменьшаются. В конце послышится характерный металлический дребезг, после чего звук прекратится.

Транзисторы можно заменить на аналогичные, как и в предыдущей схеме.
От емкости С1 зависит общая продолжительность звучания, а С2 определяет длительность пауз между «ударами». Иногда для более правдоподобного звучания полезно подобрать транзистор VT1, так как работа имитатора зависит от его начального тока коллектора и коэффициента усиления (h21э).

Имитатор звука мотора

Им можно, например, озвучить радиоуправляемую или другую модель передвижного устройства.

Варианты замены транзисторов и динамика – как и в предыдущих схемах. Трансформатор Т1 – выходной от любого малогабаритного радиоприемника (через него в приемниках также подключен динамик).

Существует множество схем имитации звуков пения птиц, голосов животных, гудка паровоза и т.д. Предлагаемая ниже схема собрана всего на одной цифровой микросхеме К176ЛА7 (К561 ЛА7, 564ЛА7) и позволяет имитировать множество разных звуков в зависимости от величины сопротивления, подключаемого к входным контактам Х1.

Следует обратить внимание, что микросхема здесь работает «без питания», то есть на ее плюсовой вывод (ножка 14) не подается напряжение. Хотя на самом деле питание микросхемы все же осуществляется, но происходит это только при подключении сопротивления-датчика к контактам Х1. Каждый из восьми входов микросхемы соединен с внутренней шиной питания через диоды, защищающие от статического электричества или неправильного подключения. Через эти внутренние диоды и осуществляется питание микросхемы за счет наличия положительной обратной связи по питанию через входной резистор-датчик.

Схема представляет собой два мультивибратора. Первый (на элементах DD1.1, DD1.2) сразу начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с частотой 1 … 3 Гц, а второй (DD1.3, DD1.4) включается в работу, когда на вывод 8 с первого мультивибратора поступит уровень логической «1». Он вырабатывает тональные импульсы с частотой 200 … 2000 Гц. С выхода второго мультивибратора импульсы подаются на усилитель мощности (транзистор VT1) и из динамической головки слышится промодулированный звук.

Если теперь к входным гнездам Х1 подключить переменный резистор сопротивлением до 100 кОм, то возникает обратная связь по питанию и это преображает монотонный прерывающийся звук. Перемещая движок этого резистора и меняя сопротивление можно добиться звука, напоминающего трель соловья, щебетание воробья, крякание утки, квакание лягушки и т.д.

Детали
Транзистор можно заменить на КТ3107Л, КТ361Г но в этом случае нужно поставить R4 сопротивлением 3,3 кОм, иначе уменьшится громкость звука. Конденсаторы и резисторы – любых типов с номиналами, близкими к указанным на схеме. Надо иметь в виду, что в микросхемах серии К176 ранних выпусков отсутствуют вышеуказанные защитные диоды и такие зкземпляры в данной схеме работать не будут! Проверить наличие внутренних диодов легко – просто замерить тестером сопротивления между выводом 14 микросхемы («+» питания) и ее входными выводами (или хотя бы одним из входов). Как и при проверке диодов, сопротивление в одном направление должно быть низким, в другом – высоким.

Выключатель питания в этой схеме можно не применять, так как в режиме покоя устройство потребляет ток менее 1 мкА, что значительно меньше даже тока саморазряда любой батареи!

Наладка
Правильно собранный имитатор никакой наладки не требует. Для изменения тональности звука можно подбирать конденсатор С2 от 300 до 3000 пФ и резисторы R2, R3 от 50 до 470 кОм.

Фонарь-мигалка

Частоту миганий лампы можно регулировать подбором элементов R1, R2, C1. Лампа может быть от фонарика либо автомобильная 12 В. В зависимости от этого нужно выбирать напряжение питания схемы (от 6 до 12 В) и мощность коммутирующего транзистора VT3.

Транзисторы VT1, VT2 – любые маломощные соответствующей структуры (КТ312, КТ315, КТ342, КТ 503 (n-p-n) и КТ361, КТ645, КТ502 (p-n-p), а VT3 – средней или большой мощности (КТ814, КТ816, КТ818).

Простое устройство для прослушивания звукового сопровождения ТВ - передач на наушники. Не требует никакого питания и позволяет свободно перемещаться в пределах комнаты.

Катушка L1 представляет собой «петлю» из 5…6 витков провода ПЭВ (ПЭЛ)-0.3…0.5 мм, проложенную по периметру комнаты. Она подключается параллельно динамику телевизора через переключатель SA1 как показано на рисунке. Для нормальной работы устройства выходная мощность звукового канала телевизора должна быть в пределах 2…4 Вт, а сопротивление петли – 4…8 Ом. Провод можно проложить под плинтусом или в кабельном канале, при этом нужно располагать его по возможности не ближе 50 см от проводов сети 220 В для уменьшения наводок переменного напряжения.

Катушка L2 наматывается на каркас из плотного картона или пластика в виде кольца диаметром 15…18 см, которое служит наголовником. Она содержит 500…800 витков провода ПЭВ (ПЭЛ) 0,1…0,15 мм закрепленного клеем или изолентой. К выводам катушки подключены последовательно миниатюрный регулятор громкости R и наушник (высокоомный, например ТОН-2).

Автомат выключения освещения

От множества схем подобных автоматов эта отличается предельной простотой и надежностью и в подробном описании не нуждается. Она позволяет включать освещение или какой-нибудь электроприбор на заданное непродолжительное время, а затем автоматически его отключает.

Для включения нагрузки достаточно кратковременно нажать выключатель SA1 без фиксации. При этом конденсатор успевает зарядиться и открывает транзистор, который управляет включением реле. Время включения определяется емкостью конденсатора С и с указанным на схеме номиналом (4700 мФ) составляет около 4 минут. Увеличение времени включенного состояния достигается подключением дополнительных конденсаторов параллельно С.

Транзистор может быть любым n-p-n типа средней мощности или даже маломощным, типа КТ315. Это зависит от рабочего тока применяемого реле, которое также может быть любым другим на напряжение срабатывания 6-12 В и способным коммутировать нагрузку необходимой вам мощности. Можно использовать и транзисторы p-n-p типа, но нужно будет поменять полярность напряжения питания и включения конденсатора С. Резистор R также влияет в небольших пределах на время срабатывания и может быть номиналом 15 … 47 кОм в зависимости от типа транзистора.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Электронная утка
VT1, VT2	Биполярный транзистор	КТ361Б	2	МП39-МП42, КТ209, КТ502, КТ814		В блокнот
HL1, HL2	Светодиод	АЛ307Б	2			В блокнот
C1		100мкФ 10В	1			В блокнот
C2	Конденсатор	0.1 мкФ	1			В блокнот
R1, R2	Резистор	100 кОм	2			В блокнот
R3	Резистор	620 Ом	1			В блокнот
BF1	Акустический излучатель	ТМ2	1			В блокнот
SA1	Геркон		1			В блокнот
GB1	Элемент питания	4.5-9В	1			В блокнот
	Имитатор звука подскакивающего металлического шарика
	Биполярный транзистор	КТ361Б	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	КТ315Б	1			В блокнот
C1	Электролитический конденсатор	100мкФ 12В	1			В блокнот
C2	Конденсатор	0.22 мкФ	1			В блокнот
	Динамическая головка	ГД 0.5...1Ватт 8 Ом	1			В блокнот
GB1	Элемент питания	9 Вольт	1			В блокнот
	Имитатор звука мотора
	Биполярный транзистор	КТ315Б	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	КТ361Б	1			В блокнот
C1	Электролитический конденсатор	15мкФ 6В	1			В блокнот
R1	Переменный резистор	470 кОм	1			В блокнот
R2	Резистор	24 кОм	1			В блокнот
T1	Трансформатор		1	От любого малогабаритного радиоприемника		В блокнот
	Универсальный имитатор звуков
DD1	Микросхема	К176ЛА7	1	К561ЛА7, 564ЛА7		В блокнот
	Биполярный транзистор	КТ3107К	1	КТ3107Л, КТ361Г		В блокнот
C1	Конденсатор	1 мкФ	1			В блокнот
C2	Конденсатор	1000 пФ	1			В блокнот
R1-R3	Резистор	330 кОм	1			В блокнот
R4	Резистор	10 кОм	1			В блокнот
	Динамическая головка	ГД 0.1...0.5Ватт 8 Ом	1			В блокнот
GB1	Элемент питания	4.5-9В	1			В блокнот
	Фонарь-мигалка
VT1, VT2	Биполярный транзистор

(на транзисторах МП)

Модели ушедших в прошлое паровозов, несомненно, впечатляют. Усилить это впечатление можно постройкой предлагаемого имитатора звуков, сопровождавших периодический выпуск пара настоящего паровоза. Люди старшего поколения помнят, что во время стоянки паровоза избыток пара стравливался специальным клапаном с частотой, близкой к 1 Гц, а с началом движения и набором скорости частота выпуска пара увеличивалась.

Электрическая схема имитатора таких звуков приведена на рис. 1. В него входят генератор инфранизкой частоты, источник "белого" шума, усилитель сигналов ЗЧ и звукоизлучатель. Генератор выполнен на транзисторах VT1, VT2 по схеме несимметричного мультивибратора. Частота вырабатываемых им импульсов определяется сопротивлением резисторов R1, R2 и емкостью конденсатора C1. Переменным резистором R1 можно изменять постоянную времени цепочки из указанных деталей, а значит, добиваться наилучшего звукового эффекта.

С резистора R3 сигнал генератора поступает на каскад, в котором работает транзистор VT3 с отключенным коллектором. В итоге прошедший через каскад сигнал "окрашивается" характерным шипением. Сформированный сигнал подается далее через конденсатор C2 а усилитель ЗЧ, собранный на транзисторах VT4 - VT6. Режим работы транзисторов по постоянному току стабилизирован введением отрицательной обратной связи с эмиттера выходного транзистора усилителя на базу входного. Нагружен усилитель на динамическую головку BA1, выполняющую роль звукоизлучателя.

На месте транзисторов структуры p-n-p могут быть МП39 - МП42 с любым буквенным индексом либо МП25, а на месте транзисторов структуры n-p-n - МП35 - МП38 так же с любым индексом. На роль "шумового" транзистора VT3 следует попробовать несколько экземпляров из числа имеющихся и выбрать наиболее "шумливый" (сделать это удастся, конечно, лишь при проверке и налаживании имитатора.

Постоянные резисторы - МЛТ мощностью до 0,5 Вт, переменный К1 - СП-0,4, СПО-0,15. Конденсатор C2 - два параллельно соединеных КЛС или МБМ емкостью по 0,1 мкФ, остальные - оксидные К53-1, К50-6. Динамическая головка 0,25ГДШ-2 или другая малогабаритная мощностью до 0,5 Вт и со звуковой катушкой сопротивлением 30...50 Ом. Источником питания могут стать последовательно соединенные две батареи 3336 либо шесть гальванических элементов - все зависит от требований к габаритам устройства и ожидаемой интенсивности его использования.

Детали имитатора монтируют на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного материала. Соединительные проводники на плате образуются в результате прорезывания канавок в фольге. Плату с источником питания можно разместить в подходящем по габаритам корпусе или внутри сетевого блока питания, в случае использования его в совместной работе с имитатором.

После сборки платы и проверки монтажа подают выключателем S1 питание и проверяют ток в цепи динамической головки. При необходимости его устанавливают в указанных на схеме пределах подбором резистора R7. Затем подбирают наиболее "шумящий" транзистор VT3, после чего несколько раз переводят движок переменного резистора из одного крайнего положения в другое и проверяют пределы изменения частоты "выпуска пара". Если они недостаточны, подбирают детали R1, R2, C1.

В случае использовании имитатора с электрифицированной моделью железной дороги, у которой скорость паровоза управляется ручкой реостата, целесообразно соединить механически движок реостата с движком переменного резистора R1, что позволит добиться более естественной звуковой имитации.

Радио №7, 1995 г. с. 29-30.