Генератор телеграфной азбуки на микросхеме

При изучении телеграфной азбуки можно использовать генератор (рис. 3.17), собранный на одной логической интегральной микросхеме, состоящей из четырех двухвходовых элементов 2И-НЕ (вариант 1). Собственно генератор выполнен на элементах D1.1—D1.3, а элемент D1.4. используется как выходной каскад. Частота генератора зависит от емкости конденсатора С 1 и сопротивления резистора R1, при указанных на схеме номиналах она составит примерно 1000 Гц. К выходу элемента D1.4 подключены головные телефоны В 1 .

Рис. 3.17. Генератор сигналов азбуки Морзе

Лучше всего применить высокоомные телефоны ТОН-1 и ТОН-2 или аналогичные, сопротивлением не менее 1 кОм. Питается генератор от батареи 3336Л. Телеграфный ключ К 1 включен в разрыв цепи питания.

Элементы модульного конструирования

Модульное конструирование в кружке пионерлагеря полезно тем, что приближает ребят к пониманию современных микроэлектронных устройств, в основе которых, как правило, лежат микросхемы-модули различного назначения.

Эксперименты с модульным блоком радиокубиков (кубик № 10) — первый шаг в модульном конструировании, они подводят кружковцев к очень важной мысли: по сути дела все распространенные электронные конструкции могут быть разбиты на типовые модули.

В частности, соединяя по-разному модули-мультивибраторы и добавляя каждый раз какие-то детали, можно получить самые различные звуковые и световые эффекты. А модуль усилителя для схем лая, мяу, пения соловья, сирен и т. д. вообще может быть общим.

Самым младшим любителям радиоэлектроники пионерлагеря можно начать модульное конструирование с шести простейших схем , показанных на рис. 3.18 (1—6).

Модуль, собранный на транзисторах VI и V2, при подключении различных деталей работает так:

1 — электронная мигалка ;

2— электронный метроном;

3 — индикатор влажности;

Рис. 3.18. Шесть простейших схем на основе одного модуля

4 — индикатор влажности со световой сигнализацией;

5 — электронная сирена;

6 — электромузыкальный инструмент.

В основе всех этих устройств лежит схема несимметричного мультивибратора на транзисторах разной структуры.

Используя эту схему, можно собрать прибор-мигалку . Ее можно, например, установить на велосипеде для питания сигнала поворота или в модели маяка, сигнальном фонаре, на авто- или судомодели.

Нагрузкой несимметричного мультивибратора, собранного на транзисторах V1, V2, служит лампочка H1. Частота повторения импульсов определяется емкостью конденсатора С 1 и сопротивлением резисторов Rl , R2. Резистор R1 ограничивает максимальную частоту вспышек, а резистором R2 можно плавно менять их частоту. Начинать работу надо с максимальной частоты, которой соответствует верхнее по схеме положение движка резистора R2.

Устройство питается от батареи 3336Л, которая под нагрузкой дает 3,5В , а лампочка H1 рассчитана на напряжение всего 2,5 В. Не перегорит ли она? Нет. Длительность ее свечения очень коротка, и нить не успевает перегреться. Если транзисторы обладают большим коэффициентом усиления, то вместо лампочки 2,5В X 0,068 А можно применить 3,5 В X 0,16 А. В качестве транзистора V1 подойдут МП35—МП38, a V2 — МП39 — МП4?.

Если в эту же схему вместо лампочки установить громкоговоритель, вы получите другой прибор — электронный метроном. Он применяется при обучении музыке, для отсчета времени в ходе физических экспериментов и при фотопечати.

Если немного изменить схему — уменьшить емкость конденсатора С 1 и ввести резистор R3, увеличится длительность импульса генератора, звук усилится (рис. 3.18, 2). Этот прибор может выполнять роль квартирного звонка, звукового сигнала модели или детского педального автомобиля. (В последнем случае напряжение надо увеличить до 9 В.) Он может быть использован и для изучения азбуки Морзе, только тогда вместо кнопки S1 следует подключить телеграфный ключ. Тон звука определяется конденсатором С 1 и резистором R2. Чем больше R3, тем громче звуковой сигнал. Однако следует иметь в виду: если его сопротивление будет превышать 1 кОм, колебания в генераторе могут и не возникнуть.

В этом генераторе применены такие же транзисторы, как и в предыдущей схеме, а в качестве громкоговорителя — телефоны или динамическая головка с сопротивлением катушки от 5 до 65 Ом.

Несимметричный мультивибратор на транзисторах разной проводимости обладает интересным свойством: при работе оба транзистора одновременно или открыты или заперты. Ток, потребляемый запертыми транзисторами, очень мал, что позволяет создавать экономичные индикаторы изменения неэлектрических величин, например индикаторы влажности. Принципиальная схема такого индикатора приведена на рис. 3.18, 3. Как видно из схемы, генератор постоянно подключен к источнику питания, но не работает, поскольку оба транзистора заперты. Уменьшает потребляемый ток и резистор R4. К гнездам XI, Х 2 подключен датчик влажности — две тонкие облуженные проволоки длиной по 1,5 см. Они пришиты к куску ткани на расстоянии 3...5 мм друг от друга. Сопротивление сухого датчика велико, у влажного оно падает. Транзисторы открываются, генератор начинает работать. Чтобы уменьшить громкость, надо уменьшить напряжение питания или сопротивление резистора R3. Такой индикатор влажности можно, кстати, применять при уходе за новорожденными детьми.

Если немного расширить схему, то индикатор влажности одновременно со звуковым сигналом будет подавать световой — зажжется лампочка H1. В этом случае, как видно из схемы рис. 3.18, 4, в генераторе устанавливаются два несимметричных мультивибратора на транзисторах разной проводимости. Один собран на транзисторах V1, V2 и управляется датчиком влажности, подключенным к гнездам X1, Х 2 . Нагрузкой этого мультивибратора служит лампа H1. Напряжение с коллектора V2 управляет работой второго мультивибратора, собранного на транзисторах V3, V4. Он работает как генератор звуковой частоты, и на его выходе включен громкоговоритель В 1 . Если нет необходимости в подаче звукового сигнала, то второй мультивибратор может быть отключен. Транзисторы, лампа и громкоговоритель в этом индикаторе влажности применены такие же, как и в предыдущих приборах.

Интересные приборы можно построить, используя зависимость частоты несимметричного мультивибратора на транзисторах разной проводимости от тока базы транзистора V1. Например, генератор, имитирующий звук сирены. Такой прибор можно установить на модели скорей помощи, пожарной машины, спасательного катера.

Принципиальная схема прибора приведена на рис. 3.18,5. В исходном положении кнопка S1 разомкнута. Транзисторы заперты, генератор не работает. При замыкании кнопки через резистор R2 заряжается конденсатор С 2 .

Транзисторы открываются, и мультивибратор начинает работать. По мере зарядки конденсатора С 2 растет ток базы транзистора VI и увеличивается частота импульсов мультивибратора. При размыкании кнопки все повторяется в обратном порядке. Звук сирены имитируется при периодическом замыкании и размыкании кнопки. Скорость нарастания и спада звука подбирается резистором R4 и кон денсатором С 2 . Тон сирены устанавливают резистором R3, а громкость звука — подбором резистора R5. Транзисторы и громкоговоритель выбираются такими же, как и в предыдущих приборах.

На рис. 3.18, 6 показана схема простейшего музыкального инструмента, выполненная на основе все того же двухтранзисторного мультивибратора. Описанные электронные схемы можно подключать к различным самодельным игрушкам.