Мастерок. Выпуск 36. — 1986 г.
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
Дорогие друзья!
Этот выпуск необычный — он посвящен электронике. Вы найдете описания разнообразных электронных конструкций: электроскопа, мегафона, светотелефона, переключателей гирлянд новогодней елки, игрушки для малышей. Начинающие радиолюбители познакомятся с «секретами» пайки, а затейники смогут построить три электронные игры. До встречи! «Мастерок» В ВЫПУСКЕ: Электроскоп на транзисторе 2 Мегафон 5 Сеетотелефон 7 Забавный гимнаст 14 Таймер для кухни 18 К новогодней елке 21 «Секреты» хорошей пайки 24 Кто сильнее? 26 Продень нитку 27 Настольный тир 28 Полезные советы 30 Сделай для школы ЭЛЕКТРОСКОП С электроскопом вы, конечно, уже встречались на уроках физики, когда знакомились с явлениями электростатики. Правда, определить знак электростатического заряда по расходящимся в стороны бумажным полоскам школьного электроскопа невозможно, а это иногда бывает важно. На помощь придет современная электроника. Всего несколько радиодеталей понадобится для конструирования предлагаемого электронного электроскопа, способного не только «почувствовать» электростатический заряд, но и сразу же определить его знак — положительный или отрицательный. Взгляните на принципиальную схему электроскопа (рис. 1). Основная деталь в нем — полевой транзистор VT1. Называется он так потому, что в отличие от обычного транзистора управление током нагрузки в нем происходит не током входного сигнала, а создаваемым им электрическим полем. Если выводы обычного транзистора называют эмиттером, базой и коллектором, то соответствующие по назначению выводы полевого транзистора именуют истоком (и), затвором (з), стоком (с). Сила тока в цепи сток—исток зависит от разности потенциалов между затвором и истоком. А теперь познакомимся с работой прибора. Когда заряженный предмет (эбонитовую или стеклянную палочку, расческу) приближают к штырю-антенне, подключенной к зажиму ХТ1, на выводах конденсатора С1 появляется разность потенциалов — она и прикладывается между затвором и истоком транзистора. Изменяется ток через участок сток—исток транзистора. Но ведь транзистор, как нетрудно заметить, включен в плечо моста постоянного тока, деталями которого являются резисторы R3—R6 и поляризованное реле К1. Поэтому мост разбалансируется. Если в исходном состоянии, когда к штырю-антенне ничего не приближали, между выводами обмотки реле было нулевое напряжение и ток через обмотку не протекал, то теперь через обмотку потечет ток, направление которого зависит от знака заряда исследуемого предмета. В зависимости от этого контакты К1.1 реле окажутся в том или ином состоянии. Скажем, при одном знаке заряда подвижный контакт (якорь — он изображен на схеме линией с точкой) окажется соединенным с левым по схеме контактом, и включится сигнальная лампа HL1, при другом знаке подвижный контакт соединится с правым контактом — загорится лампа HL2. Сигнальные лампы высвечивают «свой знак» — плюс или минус на передней панели прибора. Резистор R1 необходим для ограничения тока зарядки конденсатора, a R2 — тока его разрядки. Стабилитроны VD1 и VD2, соединенные последовательно, но навстречу друг другу, ограничивают напряжение на затворе транзистора при случайном касании антенны предметом с большим электростатическим зарядом. Переменным резистором R5 балансируют мост постоянного тока, иначе говоря, добиваются нулевого напряжения на выводах реле в исходном состоянии прибора. Батарея СВ1 питает электронную часть прибора, а СВ2 — сигнальные лампы. Выключателем SA1 подают питание. Кроме указанного на схеме, подойдут транзисторы КП302А, КП302Б или КП103М (но в этом случае придется поменять местами проводники, подходящие к батарее питания GB1). Вместо стабилитронов КС156А можно использовать КС133А, КС139А, КС147А, КС168А, Д808, Д809. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25 (мощностью 0,25 Вт), переменный — любого типа, например, СПЗ-66, СП-1, СП-ll. Лучше всего применить переменный резистор с короткой ручкой (под шлиц), чтобы движок резистора можно было перемещать только отверткой. Конденсатор — типа МБМ (бумажный), сигнальные лампы — на напряжение 3,5 В и небольшой ток потребления (0,14 А), батареи — 3336, выключатель питания — любой конструкции, но обязательно с двумя группами замыкающихся (или переключающихся) контактов. Поляризованное реле — РП5 (паспорт РС4.522.005, используют обмотку с наибольшим сопротивлением), но подойдет и другое реле с нейтральным положением якоря относительно неподвижных контактов. Зажимы ХТ1 и ХТ2 могут быть такие же, что и на школьных физических приборах. Конструкция прибора простая. Корпус состоит из лицевой панели, изготовленной из изоляционного материала, и кожуха. На лицевой панели расположены выключатель питания, переменный резистор и зажим ХТ2. В верхней части панели сделан прямоугольный вырез, закрытый снаружи пластиной из матового органического стекла, а с внутренней — жестяной пластиной с вырезами в виде знаков -{-и —. Над вырезами к пластине прикреплены конические рефлекторы со вставленными в них индикаторными лампами. Детали электронной части прибора смонтированы на плате (рис. 2) из изоляционного материала, которую укрепляют на передней панели с помощью металлических уголков. На одном таком уголке, но значительно больших размеров, крепят поляризованное реле. Батареи размещают в отсек, склеенный из фанеры или органического стекла и закрепленный на передней панели. В верхней части панели укреплена изоляционная пластина, на которой расположен пружинящий контакт (например, из латуни), соединенный монтажным проводником в хорошей изоляции с выводом резистора R1. Когда панель вставляют в кожух, этот контакт касается винта зажима ХТ1 —он закреплен на изоляционной планке в верхней стенке кожуха (рис. 3). Напротив планки в стенке сделан небольшой вырез, чтобы винт зажима не касался кожуха. Проверив правильность монтажа собранного прибора и надежность паек, подают выключателем питание. Сразу же может загореться одна из ламп. Этого не должно быть. Поэтому отверткой перемещают движок переменного резистора в ту или иную сторону до тех пор, пока лампа не погаснет. Далее проверяют работу индикаторной части прибора. К зажимам ХТ1 или ХТ2 подключают источник постоянного тока напряжением от 1 до 10 В. Должна загораться лампа, высвечивающая знак вывода источника, подключенного к зажиму ХТ1. Если же горит другая лампа, следует поменять местами проводники, подходящие к лампам от контактов реле. Обычно так называют устройство в виде рупора, способное усилить громкость звука в несколько раз. Сегодня, в век электроники, на смену рупорным мегафонам пришли электромегафоны, в которых роль рупора выполняет громкоговоритель. О таком мегафоне и пойдет рассказ. Пользоваться мегафоном придется во время различных школьных мероприятий, спортивных состязаний, туристских походов. Основная часть мегафона (рис. 1) — усилитель, собранный на трех маломощных (VT1—VT3) и двух мощных (VT4, VT5) транзисторах. Ко входу усилителяч)одйл’ю,чен микрофон ВМ1, роль которого выполняет капсюль («наушник») от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2 или ТЭГ-1. Ни в коем случае не пытайтесь приспособить под микрофон капсюль от телефонного аппарата — он не будет работать. Во время разфвора перед микрофоном звуковые колебания преобразуются в электрические сигналы звуковой частоты. Эти,сигналы поступают через конденсатор С1 на вход усилителя — его первый каскад, собранный на транзисторе VT1. Это так называемый предварительный усилитель, или усилитель напряжения. С нагрузки каскада (резистор R2) сигнал подается на усилитель мощности, состоящий из двух «половинок», каждая из которых собрана лю одинаковой схеме, но с входными транзисторами (VT2 и VT3) разной структуры (обратите внимание на стрелки эмиттеров — они направлены в разные стороны). Транзистор VT2 структуры р-п-р, a VT3 — п-р-п. Каждая «половинка» усиливает «Свой» сигнал: верхняя (транзисторы VT2 и VT4) — положительные полуволны, нижняя (транзисторы VT3 и VT5) — отрицательные. В-общей точке — соединении ВмнУгера транзистора VT4 с коллектором VTS полуволны «складываются», образуя йепрерывны. волны синусоидального сигнала звуковой частоты. В таком виде сигнал подается через конденсатор С2 на динамиче скую головку ВА1 — из нее и слышите) Чтобы усилитель одина ково хоро шо работал и при более высокой и npt низкой окружающей температуре, i нем введена обратная связь между вы ходом и входом усилителя —¦ она осу ществляется через резистор R1. Дио; V01, включенный между базами тран зисторов VT2, VT3, устраняет Мскаже ния звука, которые могут появитьс) при «складывании» полуволн. Питается усилитель от источник) GB1 напряжением 9 В — его сосгавля ют из двух плоских батарей от кармац ного фонаря (батареи 3336), соедимяе мых последовательно. Питание на уси литель подают выключателем SA1. Транзисторы VT1, VT2 могут бын любые из серий МП39—МП42, но коэффициентом передачи не менее 40, транзистор VT3 — МП37Б, МП38, МП38А, транзисторы VT4, VT5 — любые из серий П213—П216. Конденсатор С1—типа ЭМ или К50-3, С2 — К50-6, резисторы — МЛТ-0,25, диод VD1 — любой из серии Д9. Детали усилителя размещают на плате из гетинакса, текстолита или другого изоляционного материала, как показано на рис. 2. Для подпайки выводов деталей на плате крепят медные лепестки или стойки-шпильки из толстой медной проволоки. Под «шляпки» транзисторов в плате сверлят отверстия — маломощные транзисторы туго вставляются в отверстия, а мощные прикрепляют специальной накладкой (она продается вместе с транзистором). Чтобы выводы транзисторов не перепутать, пользуйтесь их цоколевкой, показанной на рис. 3. Плату укрепляют в футляре подходящих габаритов, например, в абонентском громкоговорителе «Обь-305» (рис. 4). Можно использовать и головку этого громкоговорителя, отпаяв от нее проводники, идущие к трансформатору, и соединив выводы головки с усилителем. При отсутствии готового футляра сделайте его сами и укрепите на передней стенке динамическую головку мощностью от 0,25 до 4 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 4—8 Ом. Капсюль ВМ1 соединяют с усилителем двухпроводным шнуром длиной около полуметра. К капсюлю приклеивают рупор в виде стаканчика, склеенного из плотной бумаги. Рупор поможет избавиться от неприятного свиста, возникающего обычно во время работы электромегафона. Включив собранный мегафон, измерьте напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT5 — оно должно быть равно половине напряжения питания. В случае необходимости напряжение установите точнее подбором резистора R1. Чтобы позвонить, скажем, приятелю, достаточно снять с телефонного аппарата трубку, набрать нужный номер — и можете разговаривать. Электрические сигналы звуковой частоты от микрофона вашей трубки попадут в телефон приятеля по проводам, проложенным между телефонами и телефонной станцией. А вот в светотелефоне проводов между аппаратами нет, их заменяет... луч света. Такой телефон особенно удобен в игре «Зарница», потому что не позволяет «противнику» подслушать разговор или вывести из строя линию связи. Правда, у телефона есть одна особенность — связь возможна только в пределах прямой видимости, да к тому же на небольшом расстоянии (оно зависит от наружного освещения и увеличивается с наступлением темноты). Представление о работе светотелефона дает рисунок 1. Электрический сигнал, преобразованный микрофоном из звуковых колебаний, поступает на усилитель 34 (звуковой частоты), питающий сигнальную лампу электрическим током. Лампа начинает вспыхивать в такт со звуковыми колебаниями. Яркость ее свечения изменяется в зависимости от громкости разговора перед микрофоном, а частота вспышек—от частоты звуковых колебаний. О таком режиме работы лампы в технике говорят, что ее свечение промодулировано электрическим сигналом звуковой частоты. Излучаемый лампой свет направляется в сторону приемника, установленного в другом пункте связи, и попадает на датчик — фототранзистор VT. Он преобразует модулированный свет в сигналы звуковой частоты, которые после усиления поступают на головные телефоны,— из них и слышится сообщение. Помимо яркости наружного освещения, на дальность связи влияют используемая лампа HL1, мощность усилителя 34 передатчика, чувствительность приемника и, конечно, оптическая система на передающем и приемном пунктах. Дело в том, что свет лампы нужно сфокусировать в узкий луч и направить точно на чувствительный слой фототранзистора, чтобы получить возможно большую освещенность его. Но об этом мы поговорим подробнее несколько позже, а пока познакомимся с работой передатчика, схема которого показана на рисунке 2. В качестве микрофона ВМ1 в передатчике используется капсюль от головных телефонов ТОН-2 (или других, но с ббльшим сопротивлением обмотки капсюля — 1600—2200 Ом). Он подключается между базой и эмиттером транзистора VT1 входного каскада усилителя. Напряжение смещения на базу подается с делителя, образованного резистором R1 и сопротивлением обмотки капсюля. С нагрузки первого каскада (резистор R2) сигнал подается через конденсатор С1 на выходной каскад — усилитель мощности. Он собран на двух транзисторах, которые включены так, что образуют один транзистор, называемый составным. Напряжение смещения на составной транзистор подается с делителя из резисторов R3—RS, причем подстроечным резистором R3 можно изменять это напряжение, подбирая нужный режим работы каскада. Нагрузкой усилителя мощности служит сигнальная лампа HL1. Чтобы лампа была менее инерционной и быстро реагировала на входной сигнал, ее нить немного раскаляют пропусканием начального постоянного тока в коллекторной цепи транзистора. Делают это подстроечным резистором. Питается передатчик от двух последовательно соединенных батарей 3336, но луч.ше применить небольшой аккумулятор, неподобие мотоциклетного,-Г тогда продолжительность непрерывной работы передатчика и продолжительность связи возрастет. ! Транзисторы VT1 и VT2 могут быть АА|139Б, П416Б и другие аналогичные германиевые транеисторы с коэффициентом передачи тока (коэффициент усиления) 30—50. Вместо транзистора П21ЗБ подойдет другой транзистор серии П213 -ГШ7, с коэффициентом Передачи тока не. менее 30. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25 или МЛТ-0,5, Подстроенный; R3 — СПО-0,5. Электролитический конденсатор С1 — тЦпа K5CW6. Детали передатчика смонтируйте на плате (рис. 3) из гетинакса, текстолита, стеклотекстолита или другого изоляционного материала. Для подпайки выводов деталей укрепите на плате монтажные шпильки или стойки. Мощный транзистор VT3 укрепите на радиаторе (рис. 4), изготовленном из алюминия или дюралюминия толщиной 2—3 мм. В месте касания корпуса транзистора зачистите поверхность радиатора мелкозернистой наждачной бумагой. Укрепляя транзистор, следите, чтобы его выводы базы и эмиттера не касались радиатора (вывод коллектора соединен с корпусом транзистора). к После монтажа деталей на плате подключите к ней капсюль, лампу и источник питания с выключателем. Последовательно с резистором R2 включите миллиамперметр и подайте на передатчик питание. Если стрелка миллиамперметра покажет ток 2,5—3,5 мА, все в порядке. При другом значении тока придется подобрать резистор R1 с таким сопротивлением, чтобы ток был в указанных пределах. Затем миллиамперметр отключите и перемещением движка подстроенного резистора R3 добейтесь слабого накала нити лампы. Если теперь начать говорить перед капсюлем, яркость лампы будет возрастать, причем чем больше громкость звука, тем ярче свечение лампы. Приемник (рис. 5) представляет собой двухкаскадный усилитель на транзисторах VT2 и VT3, ко входу которого подключен фототранзистор VT1. Правда, точнее сказать, что включен фототранзистор как фоторезистор, поскольку на базу не подается напряжение смещения. Сделано так потому, что в подобном режиме наш фототранзистор (он самодельный) обладает несколько большей чувствительностью. А это важно для простого светотелефона. Несколько слов о самом фототранзисторе. Он изготовлен из обычного транзистора типа МП39Б с возможно большим коэффициентом передачи тока, у которого снят колпачок корпуса (рис. 6). Сделать это нетрудно, предварительно спилив «донышко» корпуса или осторожно обломав его кусачками. Затем желательно 1 Передатчин Приемниь вм о Усилитель 34 HL1 V4 VT Усилитель 34 BF -а осторожно покрыть бесцветным лаком (кисточкой N9 2 или № 3) кристалл германия — это защитит его от пыли и грязи. Получившийся фотодатчик нужно проверить, подключив к выводам эмиттера и коллектора омметр (плюсовой щуп омметра должен соединяться с эмиттером). При освещении датчика будет изменяться его сопротивление, но наибольшее изменение сопротивления получится только при освещении кристалла со стороны эмиттера. Аналогично работает датчик и в приемнике. Если на него падает свет постоянной силы, в цепи фототранзистора протекает вполне определенный постоянный ток. Когда же чувствительный слой фототранзистора попадает под действие модулированного света, в цепи фототранзистора течет переменный ток, частота которого соответствует частоте модуляции. Иначе говоря, на резисторе КТрвключвн-ном последовательно с фототранзистором, будет выделяться сигнал звуковой частоты. Далее он подается через конденсатор С2 на усилитель -» С нагрузки второго каскада усилителя (резистор R6) сигнал поступает через конденсатор С5 на головные телефоны BF1 — из них и слышен звук. Уровень сигнала, подаваемого на вход усилителя, иначе говоря, громкость звука, можно регулировать переменным резистором R1. Усилитель достаточно чувствителен, поэтому для предупреждения самовозбуждения в нем стоят два фильтра — конденсатор С4 шунтирует источник пита! ния по переменному току, а цепочка R4C1 устраняет связь между каскадами го’ переменному току. Транзисторы усилителя могут быть МП39Б, МП42Б, П416Б с коаффицнентом передачи тока не менее 40. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, переменный — СПО-1 или другой, электролитические конденсаторы — К50-6, конденсатор С2 — МБМ. Головные телефоны типа ТОН-1, ТОН-2 или другие высокоомные. Источником питания являются две последовательно соединенные батареи 3336. Детали приемника смонтируйте на плате (рис. 7) из изоляционного материала. Как и при монтаже передатчика, расположите на плате монтажные стойки под выводы деталей. Проверку приемника начните с измерения режима работы транзисторов. Подключите к плате источник питания с выключателем, а последовательно с резистором R3 включите миллиамперметр. Подайте питание и замерьте ток в цепи коллектора транзистора VT2. Если он не в указанных на схеме пределах, подберите точнее резистор R2. Помните, что для увеличения тока коллектора нужно уменьшить сопротивление резистора, и наоборот. Аналогично проверьте ток «оллекто-ра транзистора VT3, но устанавливайте его точнее подбором резистора R5. Затем подключите к плате головные телефоны и фототранзистор. Расположив вблизи платы настольную лампу так, чтобы слабый свет ее падал на фототранзистор, послушайте головные телефоны. В них должен быть слышен фон переменного тока — результат воздействия на фототранзистор света лампы, питаемой переменным током частотой 50 Гц. Когда движок переменного резистора R1 находится в нижнем по схеме положении, громкость звука наибольшая, в верхнем положении — наименьшая. Но стоит выключить настольную лампу — и в телефонах будет слышен лишь слабый шорох (собственные шумы приемника). Такую проверку проводите на слабо-освещенном столе, чтобы дневной свет не влиял на результаты эксперимента. Теперь можно проверить действие всего светотелефона. Расположив недалеко от лампы передатчика фототранзистор, включите передатчик и произнесите что-нибудь перед микрофонным капсюлем. В головных телефонах вы услышите звук. Настало время рассказать об оптической системе, позволяющей получить от передатчика узкий и направленный луч света, а в приемнике точно направить его на чувствительный слой фототранзистора. Для выполнения поставленных условий сигнальную лампу 1 передатчика следует разместить в центре рефлектора 2 тубуса 4 (рис. 8). Внутренние стенки тубуса должны быть светлыми, а рефлектор — оклеен фольгой или с зеркальным покрытием. Чтобы тубус передатчика легче было наводить на приемник, сверху к тубусу прикрепляют прицельное устройство, состоящее из двух стоек с колечками — мушки 5 и прицела 3. Аналогичная конструкция используется и для приемника, только внутренняя поверхность тубуса 6 в этом случае затемняется (ее покрывают черной краской). Фототранзистор 7 укрепляют вертикально, чтобы его светочувствительный слой находился в фокусе рефлектора 8. Выводы транзистора изгибают, пропускают через отверстие в тубусе и подпаивают к выводам разъема 9, установленного на изоляционной прокладке (она прикреплена к тубусу снизу). Сверху на тубусе крепят прицельное устройство, позволяющее ориентировать тубус приемника на тубус передатчика. На рисунке не приведены размеры тубусов, поскольку они могут быть произвольными. К примеру, в одной из конструкций светотелефона тубусы были диаметром 50 и длиной 200 мм, в другой — соответственно 35 и 150 мм. Поэтому при изготовлении тубусов или использовании готовых деталей для них можете ориентироваться на эти пределы. С описанными тубусами дальность связи может достигать 30—40 м в дневное время и примерно вдвое больше в вечернее и ночное. Конечно, пользуясь только одним передатчиком и одним приемником, можно установить одностороннюю связь между двумя пунктами. Чтобы связь стала двусторонней, как и при обычном телефоне, нужно в каждом пункте расположить по передатчику и приемнику, объединив их в одну конструкцию и используя трубку с микрофоном и телефоном. Но не стремитесь применить готовую телефонную трубку — ее капсюли имеют небольшое сопротивление и не грдятся для наших целей. Поэтому изготовьте трубку сами, расположив в ней, как и в настоящей, внизу капсюль микрофона передатчика, а вверху — капсюль головного телефона приемника. Платы передатчика и приемника укрепите в общем корпусе, на верхней панели которого расположите органы управления: выключатель питания (оно теперь может быть общее) и переменный резистор громкости звука. Параллельно общему источнику питания подключите электролитический конденсатор емкостью не менее 200мкФ. Корпус должен быть таким, чтобы на него можно было класть труЬку. Корпус укрепите на подставке со стойкой (рис. 9). На стойке разместите тубусы, а проводники от них подключите к зажимам на корпусе или разъему (можно впаять их концы непосредственно в платы). Подставку светотелефона желательно крепить к штативу (наподобие фотоштатива), что позволит быстрее устанавливать светотелефон на нужной высоте и более точно направлять его на светотелефон абонента. Это, пожалуй, самая кропотливая работа, от которой зависит качество звука. Выполнять ее лучше всего одновременно в двух пунктах, пользуясь поначалу для корректировки действий обычным переговорным устройством. В дальнейшем эту работу вы сможете проделывать без затруднений. Вы познакомились с простейшей конструкцией приемопередатчика светотелефона, не требующей дефицитных материалов и обеспечивающей достаточную для многих случаев дальность связи. Увеличить дальность связи можно применением в тубусах фокусирующих линз, которые позволят в передатчике получить более яркий и «острый» световой луч, а в приемнике — точную фокусировку света на чувствительный слой фототранзистора (его в этом варианте придется расположить горизонтально и так, чтобы чувствительный слой со стороны эмиттера был обращен к линзе). В каждом тубусе линзы должны быть установлены так, чтобы их можно было перемещать вдоль оси, добиваясь лучшей фокусировки, а в нужном месте фиксировать, скажем, винтом. Сделай для малышей Небольшая коробочка, рядом со стенкой которой расположена перекладина (турник), а на перекладине фигурка гимнаста — так выглядит эта игрушка (рис. 1). Стоит щелкнуть выключателем, установленным на передней стенке коробочки,— и фигурка гимнаста «оживает». Она начинает раскачиваться на перекладине. Ручками на передней панели можно заставить гимнаста выполнять различные упражнения. Например, сделать полтора оборота вперед, остановиться наверху перекладины, а затем сделать один-два оборота назад. Или добиться раскачивания фигурки, а затем, постепенно увеличивая амплитуду раскачивания, перевести фигурку во вращение. Что же заставляет фигурку двигаться? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно заглянуть внутрь коробочки — корпуса игрушки (рис. 2). Там находится большой диск, скрепленный с осью-перекладиной и соединенный шкивом с небольшим электродвигателем. Выводы электродвигателя подключены к электронному устройству, подающему питание на двигатель «порциями», или импульсами. Чем продолжительнее импульс, тем дольше будет вращаться ось двигателя, а значит, на больший угол повернется фигурка гимнаста. А чем меньше паузы между импульсами, тем быстрее движения фигурки. Изменяя ручками управления продолжительности (длительности) импульсов .и пауз, нетрудно заставить фигурку исполнять нужные упражнения. В электронном устройстве (рис. 3) работают три транзистора. На транзисторах VT1 и VT2 собран мультивибратор — генератор, вырабатывающий импульсы тока. Работает он так, что его транзисторы включаются попеременно — когда открыт VT1, закрыт VT2, и наоборот. В итоге на коллекторе, скажем, транзистора VT2 появляются импульсы тока, протекающего через резистор R6, транзистор VT2 и цепь база-эмиттер (это эмиттерный переход) транзистора VT3. В цепях баз транзисторов включены цепочки из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов. Это цепочки регулировки длительности импульса и паузы. Постоянные резисторы нужны для того, чтобы ограничивать ток баз транзисторов при крайних нижних по схеме положениях движков переменных резисторов. Импульсы мультивибратора поступают на усилитель тока, собранный на транзисторе VT3. В цепь коллектора транзистора включено электромагнитное реле К1. Когда транзистор VT2 открыт (во время импульса на его коллекторе), транзистор VT3 тоже открывается, срабатывает реле. Его подвижные контакты групп К1.1 и К1.2 замыкаются с нижними неподвижными контактами. Во время же паузы транзисторы VT2 и VT3 закрываются, и подвижные контакты реле возвращаются в исходное положение, показанное на схеме. В любом из положений контактов на обмотку электродвигателя М1 будет подаваться постоянное напряжение с батареи питания GB1 (когда, конечно, замкнуты контакты выключателя SA1). Но полярность напряжения в каждом случае будет разная. Иначе говоря, при срабатывании и отпускании реле будет изменяться направление вращения оси двигателя. Детали мультивибратора и усилителя тока, а также диод VD2 смонтированы на плате из изоляционного материала (рис. 4). Плату (4 на рис. 2) крепят к выдвижной боковой стенке 6 корпуса. Корпус 1 игрушки изготавливают из толстого (5—6 мм) текстолита, гетинакса или фанеры. Внутри корпуса устанавливают перегородку 7, а в образовавшемся отсеке между перегородкой и нижней стенкой корпуса устанавливают батареи питания 9. Сверху к перегородке приклеивают эпоксидным клеем электродвигатель 8, к валу которого припаивают стальной (можно латунный) шкив 13 диаметром 5 мм. Этот шкив соединяют тросиком 12 из капроновой лесы (или другого подходящего материала) с большим шкивом 11 (диаметром 90 мм), выточенным из стеклотекстолита (подойдет обычный текстолит или гетинакс). Чтобы тросик не проскальзывал, его следует натереть порошком канифоли. Большой шкив приклеен эпоксидным клеем к оси 10 перекладины, в качестве которой можно использовать отрезок стальной спицы. Ось пропущена через отверстие в боковой стенке корпуса и отверстия в стойках 3 перекладины. Между шкивом и стенкой корпуса на ось надета шайба, а на конец оси припаяна стальная втулка. Для уменьшения трения соприкасающиеся поверхности оси и стоек желательно отполировать. Стойки крепят к подставке 2, приклеенной к дну корпуса. Сверху корпус закрывается крышкой 5. Фигурку гимнаста можно спаять из негодных радиодеталей или использовать готовую фигурку. К оси перекладины фигурку крепят жестко, иначе при вращении оси фигурка может оставаться на месте или слегка покачиваться. Домашним волшебникам Во время приготовления той или иной пищи нужно следить за временем. Обычные часы или секундомер не очень удобны, поскольку нередко забывают начало отсчета времени или вообще взглянуть на циферблат. Лучший выход из положения в подобной ситуации — установить на кухне таймер (реле времени) со звуковой сигнализацией. Максимальная продолжительность выдержки, отсчитываемая предлагаемым таймером,— 15 мин, но ее несложно увеличить. Об этом расскажем позже. А пока познакомимся со схемой таймера, приведенной на рис. 1. На полевом транзисторе VT1 собрано устройство отсчета заданного времени, а на транзисторе VT2 — звуковой сигнализатор. В показанном на схеме положении секций переключателя SA1 таймер выключен. Чтобы таймер пустить в ход, ручку переключателя ставят в положение, при котором контакты SA1.2 замыкаются, a SA1.1 размыкаются. Начинается отсчет выдержки, установленной переменным резистором R3. Она зависит от емкости конденсатора С1 и общего сопротивления резисторов R2 и R3 в данный момент (оно минимально в нижнем по схеме положении движка резистора R3 и максимально в верхнем). Через эти резисторы заряжается конденсатор С1. Если сразу же после выключения питания напряжение на этом конденсаторе близко к нулю и полевой транзистор открыт (а значит, напряжение между истоком и стоком мало), то по мере зарядки конденсатора напряжение на затворе возрастает. Вместе с ним растет и напряжение на истоке транзистора. Когда оно достигнет определенного значения, откроется транзистор VT2 и включится собранный на нем генератор звуковой частоты. Из динамической головки ВА1 раздастся звук. Выдержка окончена. При минимальном сопротивлении резистора R3 это произойдет через 1 — 1,5 мин после включения питания, а при максимальном — через 10—15 мин. Если устанавливать движок переменного резистора в промежуточные положения (от крайних), будет соответственно изменяться и время появления звукового сигнала. Тональность сигнала зависит от емкости конденсатора С2, а диапазон выдержек времени — от емкости конденсатора С1. (...) Бывает так: вроде бы детали спаяны хорошо, олова на них предостаточно, а стоит слегка потянуть пинцетом вывод детали — и пайка разваливается. Прочная и красивая пайка — своего рода искусство, которое дается не сразу. В этом деле есть свои тонкости, которые нужно познать. Во-первых, жало паяльника на конце должно быть всегда облужено. Если же оно покрыто окалиной, работать трудно — плавиться припой будет, а к поверхности жала не прилипнет. Чтобы облудить жало, разогрейте паяльник, зачистите жало напильником (рис. 1) или наждачной бумагой, опустите его в канифоль (рис. 2), а затем прикоснитесь к кусочку припоя (рис. 3). В слое расплавленного припоя растирайте жало о подставку для паяльника (если она деревянная) или о поверхность небольшой дощечки, пока оно не покроется пленкой припоя. Через определенное время, когда жало начнет снова покрываться окалиной, повторяйте операцию. Для пайки радиоконструкций нужно применять сравнительно легкоплавкий припой ПОС-61 (олово — 59—61 процент, сурьма — 0,8 процента, остальное свинец, температура плавления 190°С) или в крайнем случае ПОС-40 (температура плавления 235°С). Еще понадобится хороший флюс — вещество, защищающее от окисления во время пайки поверхности металла и припоя. Обычно в качестве флюса радиолюбители пользуются твердой канифолью, например смычковой — ею музыканты натирают смычки своих инструментов. Прежде чем припаивать вывод детали, нужно его облудить, то есть покрыть слоем припоя. Делать это следует непосредственно перед пайкой. Вывод зачищают перочинным ножом (рис. 4), кладут на канифоль или смазывают жидкой канифолью (рис. 5). Затем большую часть вывода (но не ближе 10 мм от детали) опускают в расплавленный паяльником кусочек припоя и, поворачивая деталь, облуживают вывод (рис. 6). Аналогично облуживают концы соединительных монтажных проводников. Если теперь нужно припаять вывод одной детали к выводу другой, их плотно прижимают друг к другу, берут жалом паяльника капельку припоя, опускают жало в канифоль и тут же прикладывают его к выводам. Прогрев место пайки, распределяют по нему припой равномерно — продолжительность этой операции должна составлять примерно 3—5 секунд. Количество припоя должно быть минимальное, чтобы пайка выглядела изящней. Со временем вы научитесь определять его практически, в зависимости от площади места пайки. Как только припой растечется и покроет место пайки, паяльник удаляют. Теперь до полного застывания припоя (до 10 секунд) детали нельзя шевелить, иначе пайка будет некачественной. Остатки канифоли в месте пайки удаляют, например, борным спиртом или ацетоном. И все же чаще придется припаивать выводы деталей не друг и другу, а к пустотелым заклепкам или монтажным шпилькам, установленным на плате, к соединительным дорожкам печатной платы, к различным металлическим лепесткам (например, земляным). Некоторые примеры пайки для подобных случаев показаны на рисунках. Подпаивая, к примеру, проводник к пустотелой заклепке (рис. 7), его конец пропускают в отверстие заклепки, отгибают, отрезают излишек провода кусачками, а затем пропаивают провод с заклепкой так, чтобы припой заполнил отверстие заклепки. Аналогично поступают и в том случае, когда к заклепке нужно припаять выводы двух деталей (рис. 8). Причем выводы предварительно изгибают круглогубцами (или пинцетом), чтобы детали после пайки были расположены параллельно плате. Когда же на плате установлены монтажные шпильки из толстого медного провода, конец вывода детали изгибают вокруг шпильки колечком (рис. 9), а затем припаивают к шпильке. Если к шпильке припаивают второй вывод или соединительный проводник, его конец также изгибают колечком. При подпайке вывода детали к печатной плате конец детали должен выступать над соединительной дорожкой из фольги на 2—3 мм (рис. 10). Чтобы не перегреть деталь во время пайки вывода к земляному лепестку, следует пользоваться теплоотводом, роль которого может выполнить пинцет или плоскогубцы (рис. 11). Особо необходим теплоотвод при пайке выводов транзисторов (рис. 12). А как быть, если придется паять детали на миниатюрной плате в условиях весьма тесного монтажа? Конечно, жало обычного паяльника может повредить детали. Поэтому воспользуйтесь простым приспособлением — удлинителем жала (рис. 13). Изготовить его можно из медной проволоки диаметром 2—3 мм. Конец нового жала зачистите и облудите. Несколько слов о технике безопасности. При пайке выделяются вредные для здоровья пары олова и свинца. Ни в коем случае не наклоняйтесь над местом пайки и не вдыхайте испарения. Летом старайтесь паять у открытого окна, зимой чаще проветривайте помещение. После окончания пайки обязательно вымойте руки с мылом. Хотите проверить свою силу и сравнить ее с силой товарища? Возьмите в руки датчики предлагаемого прибора и крепче сожмите их. Стрелка индикатора прибора отклонится. Чем больше угол отклонения, тем больше и сила, с которой вам удалось сжать датчики. Взгляните на рис. 1. На нем изображена схема усилителя постоянного тока, собранного на одном транзисторе. К входным зажимам усилителя ХТ1 и ХТ2 подключают датчики, представляющие собой металлические трубки, насаженные на отрезки деревянных стержней. В цепь коллектора транзистора включен стрелочный индикатор РА1. В исходном положении транзистор закрыт, поскольку его база соединена через резистор R2 с эмиттером и на базе отсутствует напряжение смещения. Но вот вы взяли в руки датчики. Между датчиками, а значит, и между зажимами теперь включено сопротивление вашего тела. Через него база транзистора оказывается подключенной к минусу источника питания. Чем сильнее вы сжимаете датчики, тем большая поверхность ладоней соприкасается с металлом (он должен быть зачищен до блеска и обезжирен), тем меньше сопротивление между зажимами, тем больше ток в цепи базы транзистора. Соответственно увеличивается и ток через стрелочный индикатор. Максимальный ток, который может протекать через эмиттерный переход (участок база — эмиттер) транзистора, ограничен резисторами R1 и R2, а ток через индикатор ограничен подстроенным резистором R3. Транзистор может быть любой из серий МП39—МП42. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — любого типа (например, СП, СПО). Стрелочный индикатор — с током полного отклонения стрелки 0,1—1 мА и сопротивлением рамки постоянному току не более 1 кОм. Детали усилителя можно смонтировать в небольшом корпусе (рис. 2). На лицевой панели крепят индикатор, выключатель питания и зажимы, остальные детали располагают внутри корпуса. Против оси под-строенного резистора в боковой стенке корпуса сверлят отверстие под отвертку. Источник питания устанавливают на нижней крышке. Налаживают устройство так. Вначале выводят движок подстроенного резистора вверх по схеме (иначе говоря, замыкают резистор). Сжав возможно сильнее датчики, замечают отклонение стрелки индикатора. Если она уходит за конечное деление шкалы, перемещают движок резистора вниз по схеме и подбирают такое его положение, чтобы стрелка отклонялась примерно на треть шкалы. Если же стрелка едва отклоняется даже при выведенном сопротивлении резистора R3, нужно заменить резистор R2 другим, сопротивлением 2,2 кОм, или 3,3 кОм, или 4,7 кОм. В процессе состязаний находят такое положение движка подстроенного резистора, при котором отклонить стрелку на конечное деление шкалы сможет только самый сильный из вас. Не так просто продеть конец швейной нитки в игольное ушко. Задача в нашей игре еще сложнее — нужно не только продеть конец «нитки» — тонкой проволоки в эмалевой изоляции — в ушко сапожной иглы, но и не коснуться им самой иглы. Иначе вспыхнет красная сигнальная лампа. Если же попытка окажется удачной, загорится зеленая лампа. Кто сможет из одинакового числа попыток большее число раз зажечь зеленую лампу, тот и победит. Схема этой игры приведена на рис. 3. В ней два одинаковых электронных ключа, собранных на составных транзисторах (VT1VT2 и VT3VT4) и нагруженных каждый на свою сигнальную лампу. Один ключ соединен с иглой, другой — с металлическим уголком. «Нитка» соединена с минусом источника питания (конечно, при замкнутых контактах выключателя SA1). Как работает устройство? Стоит «нитке» коснуться иглы — и конденсатор С2 мгновенно зарядится. Если касание короткое, конденсатор будет некоторое время разряжаться через резистор R2 и эмиттерные переходы транзистора VT3VT4, удерживая его открытым. Красная лампа будет светиться. Когда же «нитка» пройдет через ушко и коснется уголка зачищенным торцом, откроется составной транзистор VT1VT2. Зажжется зеленая лампа. Транзисторы могут быть МП25А, МП25Б, МП26А, МП26Б. Конденсаторы — К50-6, резисторы МЛТ-0,25, лампы — на напряжение 3,5 В и ток 0,14 или 0,26 А. Детали игры располагают в корпусе (рис. 4) из изоляционного материала. Уголок сгибают из полоски алюминия, дюралюминия или жести от консервной банки. Лампы ввинчивают в отверстия в лицевой панели. Баллон лампы HL1 окрашивают в зеленый цвет, a HL2 — в красный. В качестве «нитки» используют отрезок провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,1—0,3 мм в зависимости от размеров отверстия игольного ушка. Налаживание конструкции сводится к подбору резисторов. Они должны иметь такое сопротивление, чтобы при подаче минуса питания на левый по схеме вывод того или иного резистора соответствующая сигнальная лампа горела почти в полный накал. Следует, однако, помнить, что от сопротивления резисторов зависит не только яркость ламп, но и продолжительность их горения, а также потребляемый устройством ток. Поэтому подбирайте резисторы с оптимальным сопротивлением. Если все же придется значительно уменьшить сопротивление какого-либо резистора по сравнению с указанным на схеме, то для получения нужной выдержки свечения сигнальной лампы следует увеличить емкость конденсатора. Он состоит из мишени и стрелы — металлического стержня, которым стараются попасть в «яблочко» мишени. Сделать это не так просто: стрела норовит отклониться от центра и попасть в одно из колец мишени. Кольца и «яблочко» — металлические (рис. 5). Они соединены проводниками с управляющими электродами тринисторов. Возможно, тринистор — новая для вас деталь. Поэтому несколько слов о нем. Внешне он похож на мощный диод (имеется в виду указанный на схеме тринистор), но с тремя выводами. Два из них называются, как и у диода, анодом и катодом, а третий носит название управляющего электрода. Пока через управляющий электрод не проходит ток, тринистор закрыт, то есть тоже не пропускает ток. Если же на управляющий электрод подали напряжение и в его цепи потек ток (даже кратковременный), тринистор открывается— через цепь анод — катод начинает протекать ток нагрузки. После этого закрыть тринистор можно только кратковременным снятием напряжения с анода. Стрела подключена через резистор Р1 к кнопочному переключателю SB1. Если в показанном на схеме положении переключателя коснуться стрелой любого кольца мишени, ничего не произойдет — ведь на конденсаторе, с которым соединена стрела, нет напряжения. Чтобы зарядить конденсатор, нажимают кнопку переключателя. Его подвижный контакт соединяется с нижним по схеме, и конденсатор заряжается от батареи GB1. Можно стрелять. Предположим, стрела попала в наружное кольцо, соединенное с тринистором VS1. Он открывается, и зажигается сигнальная лампа HL1 — она извещает о получении за выстрел четырех очков. Перед следующим выстрелом нужно вновь нажать кнопку переключателя и зарядить конденсатор. При этом подвижный и верхний по схеме контакты переключателя разомкнутся и обесточат анодные цепи три-нисторов. Тринистор VS1 закроется, и лампа HL1 погаснет. Тринисторы могут быть серий КУ201, Д235, Д238 (последние два типа продаются в магазинах и в Посылторге) с любыми буквенными индексами и возможно меньшим током управляющего электрода, при котором тринистор открывается. Лампы — на напряжение 3,5 В, конденсатор — бумажный (например, МБМ), резистор — МЛТ-0,25, кнопочный переключатель — с одной группой контактов на переключение (например, типа КМ1-1). Мишень вырезают из жести от консервной банки и приклеивают к вертикальной панели из изоляционного материала (рис. 6). В панели предварительно сверлят отверстия и пропускают через них тонкие монтажные проводники в изоляции, припаянные к кольцам и «яблочку». Над мишенью устанавливают сигнальные лампы. Панель прикрепляют к корпусу со съемной задней крышкой. Внутри корпуса помещают тринисторы, резистор, конденсатор и батарею питания GB1 (3336). На верхней стенке корпуса устанавливают кнопочный переключатель. Стрелой служит шариковая авторучка с металлическим стержнем. Сбоку в корпусе авторучки сверлят отверстие, пропускают в него конец тонкого многожильного монтажного провода и припаивают провод к стержню. Другой конец провода подводят к выводу резистора. К основанию (на нем уже стоит корпус с мишенью) приклеивают две стойки и натягивают между ними резиновую нить. К ней привязывают авторучку-«стрелу». Чтобы «выстрелить», нужно нажать указательным пальцем на конец авторучки, стараясь направить шарик стержня в «яблочко» мишени. Точность попадания зависит от натяжения резины. Подберите натяжение экспериментально, чтобы стрелять было непросто. После изготовления устройство проверяют поочередным касанием «стрелой» колец и «яблочка» мишени. Перед каждым касанием нужно, конечно, нажимать кнопку переключателя SB1. Если какая-то лампа не зажигается, подберите резистор с меньшим сопротивлением, достаточным для надежного открывания тринистора. полезные советы Непросто спаять концы двух проводников или выводы деталей. Поможет приспособление из деревянного кубика и двух таких же бельевых прищепок, прикрепленных к кубику шурупами. Теперь проводники или детали можно закрепить в прищепках и спокойно спаивать их концы. Чтобы повысить чувствительность приемника, нужно подключить к нему наружную антенну — это известно каждому. Если же на приемнике нет антенного гнезда, нужно намотать на корпус приемника несколько витков монтажного провода и подключить антенну к любому концу получившейся катушки. Чтобы убедиться в работоспособности гальванического элемента, нужно проверить его под нагрузкой. Для этого кратковременно коснитесь щупами авометра, работающего в режиме измерения постоянного тока до 500 или 1000 мА, выводов элемента. Если стрелка прибора «зашкалит», элемент исправен. При меньшем отклонении стрелки элемент следует заменить. Если при вращении ручки громкости, например приемника, прослушиваются щелчки и треск в громкоговорителе, наденьте на ось переменного резистора регулировки громкости пружину 2, а между пружиной и ручкой проложите металлическую шайбу 1. Пружина сильнее прижмет ползунок резистора к дорожке, и помехи исчезнут. Когда понадобится сдвоенный переменный резистор, изготовьте его из двух одинарных. Для этого согните скобу из металла и закрепите на ней резисторы, в осях которых просверлите вблизи запорной шайбы (перпендикулярно прорези или скосу на конце оси) сквозные отверстия. Вставьте в отверстия проволочную перемычку и припаяйте ее к осям. Винтовой сетевой шнур (как у телефонного аппарата) можно изготовить из двойного провода в пластмассовой изоляции. Его плотно навивают виток к витку на металлический стержень подходящего диаметра, закрепляют концы и помещают в духовку газовой плиты (или в термостат), нагретую до 110—130°С. Через 30—60 минут выдержки шнур охлаждают водой и снимают со стержня.
|
