Новогодняя елочка

На небольшой подставке стоит миниатюрная синтетическая елочка (рис. 40), на ветвях которой развешаны новогодние игрушки. Щелчок ручкой тумблера, укрепленного на подставке, — и вот уже на ветвях переливаются разноцветные огни двух гирлянд, каждая из которых состоит из четырех миниатюрных "лампочек" — светодиодов.

Как вы уже, наверное, догадались, внутри подставки расположен автомат, периодически включающий ту или иную гирлянду. Схема автомата приведена на рис. 41. В нем использованы одна микросхема серии К155 и два маломощных германиевых транзистора.

На элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы собран генератор импульсов, частота следования которых зависит от емкости конденсатора С 1 и сопротивления резистора R1. С выходом генератора (вывод 6 элемента DD1.2) соединен элемент DD1.3, включенный инвертором, т.е. каскадом, "переворачивающим" полярность входного сигнала. В данном случае инвертор является согласующим каскадом между генератором и эмиттерным повторителем, выполненным на транзисторе VT1. Благодоря ему подключение эмиттерного повторителя не сказывается на частоте генератора и амплитуде выходных импульсов.

Нагрузкой эмиттерного повторителя является гирлянда параллельно включенные светодиодов HL1 —HL4 красного свечения совместно с последовательно соединенным ограничительным резистором R2. Яркость светодиодов зависит, конечно, от сопротивления ограничительного резистора.

К первому инвертору подключен другой — на элементе DD1.4. С его выходом соединен другой эмиттерный повторитель — на транзисторе VT2, нагрузкой которого служат светодиоды HL5- HL8 зеленого свечения с последовательно соединенным ограничительным резистором R3. Благодаря тому, что между эмиттерными повторителями стоит инвертор, гирлянды красных и зеленых светодиодов вспыхивает поочередно.

В устройстве можно использовать другие микросхемы серии К155, содержащие элементы И-НЕ, например К155ЛА1 (два элемента 4И-НЕ), К155ЛА4 (три элемента ЗИ-НЕ ). В любом варианте входные выводы каждого элемента соединяют вместе. Но при указанных вариантах замены понадобится не одна, а две микро-схем ы- Кроме того, придется самостоятельно изменить чертеж монтажной платы. Транзисторы — серий МП20, МП21, МП25, МП26 со статическим коэффициентов передачи тока не менее 30. Резисторы — МЛТ-0,25, конденсатор — К50-6. Кроме указанных на схеме, светодиоды могут быть серий АЛ307А, АЛ307Б (HL1 — Н 1 .4), АЛ307В, АЛ307Г (HL5 —HL8). Яркость их свечения устанавливают подбором ограничительных резисторов, но ток нагрузки каждого эмиттерного повторителя не должен превышать 80 мА. Источник питания — батарея 3336 или три последовательно соединенных элемента 332, 316. Правда, продолжительность работы игрушки с указанными элементами меньше, чем с батареей.

Детали электронного переключателя монтируют на плате (рис. 42), которую устанавливают вместе с источником питания в подставке елочки. Светодиоды маскируют среди ветвей елочки и соединяют с платой тонкими проводниками в изоляции.

Если же не удастся приобрести светодиоды, переключатель можно собрать по другой схеме (рис. 43), с питанием от сети переменного тока и с использованием обыкновенных ламп от карманного фонаря.

На транзисторах собран мультивибратор. Во время работы транзисторы открываются поочередно — вы уже об этом знаете. Когда открыт транзистор VT1 и закрыт VT2, к источнику питания подключается гирлянда ламп HL1 — HL5 и они зажигаются. При открывании же транзистора VT2 светятся лампы HL6 — HL10 второй гирлянды. Поскольку мультивибратор симметричный (номиналы деталей времязадающих цепей одинаковы), продолжительность горения ламп каждой гирлянды одна и та же — она зависит от емкости конденсатора и сопротивления резистора (С 1 , R1 для одной гирлянды и С2, R2 для другой).

Постоянное напряжение для работы мультивибратора и питания гирлянд поступает с блока, состоящего из понижающего трансформатора Т 1 , мостового выпрямителя на диодах VD1 — VD4 и сглаживающего конденсатора СЗ. Автомат включают в работу выключателем Q1.

Транзисторы могут быть серий П201 — П203, П213 — П216 или другие транзисторы большой или средней мощности с возможно большим коэффициентом передачи тока. Каждая гирлянда состоит из пяти последовательно соединенных ламп МН 3,5-0,26 или других, рассчитанных на ток до 0,3А и с суммарным напряжением 15.. .18 В. Следует заметить, что указанные на схеме транзисторы допускают включение в коллекторные цепи двух параллельно соединенных гирлянд, но в этом случае несколько уменьшится продолжительность их горения и понадобится более мощный блок питания (т. е. более мощные выпрямительные диоды и трансформатор со вторичной обмоткой, рассчитанной на больший ток нагрузки).

Конденсаторы — К50-6, резисторы — МЛТ-0,25, диоды — любые из серий Д226 или другие, рассчитанные на выпрямленный ток не ниже 300 мА. Трансформатор питания — готовый, ТВК-110Л2 или ТВК-110ЛМ — унифицированный выходной трансформатор кадровой развертки телевизора. Подойдет другой готовый трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 15. . .17В при токе нагрузки до 0,3 А. Конечно, трансформатор может быть самодельный, выполненный на магнито-проводе сечением не менее 4 см2 (например, Ш20Х20). Обмотка I должна содержать 2750 витков провода ПЭВ-1 0,15, обмотка II - 210 .. .230 витков ПЭВ-1 0,4. При использовании в каждом плече мультивибратора двух параллельно соединенных гирлянд следует применить для вторичной обмотки провод ПЭВ-1 0,5 (кроме того, придется включить в каждом плече выпрямителя по два параллельно соединенных диода или использовать диоды, скажем, серий Д214, Д215, Д302— Д305 либо готовый блок КЦ402А — КЦ402И из кремниевых диффузионных диодов).

Детали переключателя с выпрямительными диодами и сглаживающим конденсатором монтируют на плате (рис. 44), размещаемой в подставке елочки. Там же крепят и трансформатор питания. Размеры подставки при таком варианте автомата должны быть, конечно, больше, чем при предыдущем. На верхней стенке под елочкой маскируют выключатель Q1 типа тумблер, а через отверстие в задней стенке выводят сетевой шнур с вилкой ХР 1 на конце. На задней стенке крепят держатель предохранителя с предохранителем.

Включив переключатель, измеряют постоянное напряжение на конденсаторе СЗ (оно должно быть в пределах 14... 18 В), а затем замечают продолжительность горения гирлянд. Если они значительно различаются, подбирают один из времязадающих конденсаторов: при уменьшении емкости, например, конденсатора С 2 продолжительность горения гирлянды ламп HL1 — HL5 уменьшается и наоборот. Если через некоторое время работы транзисторы значительно разогреются (это может наблюдаться при большом токе коллектора — с двумя гирляндами в каждом плече мультивибратора), следует установить их на небольшие теплоотво-дящиепластины из алюминия или дюралюминия толщиной 1,5. . .2 мм.