Схема видеомонитора игрушки

Трудно представить сегодня нашу жизнь без ЭВМ, а саму ЭВМ без клавиатуры и видеомонитора — узлов, с помощью которых человек общается с машиной. В большинстве случаев видеомонитор — это известный нам телевизор, только изображение на него посылается не из телецентра, а из самой ЭВМ, которая хранит и, если нужно, изменяет его в ОЗУ (оперативном запоминающем устройстве), а также, время от времени, передает на экран видеомонитора с частотой кадровой развертки.

Коротко работу видеомонитора, весьма похожую на работу телевизора, можно описать так. Электронный луч, пробегая по экрану кинескопа (основного элемента как телевизора, так и видеомонитора) строчку за строчкой сверху вниз, высвечивая там, где это нужно.

Светлые места, заполняет весь экран. Как уже отмечалось, где высвечивать, а где нет, «знает» ЭВМ, которая хранит изображение в запоминающем устройстве.

Процесс этот настолько быстрый, что мы из-за инерции нашего зрения видим слитное изображение. Движение луча по горизонтали называется разверткой по строкам, а сверху вниз — разверткой по кадрам.

В принципе, не имеет значения, сколько электронных лучей одновременно будут рисовать изображение на экране видеомонитора, важна лишь их согласованность. Если, например, число лучей было бы равно числу строк, отпала бы надобность в кадровой развертке.

Устройство, схема которого приведена на рис. 3, это своеобразный видеомонитор без кадровой развертки с восемью «электронными» лучами. Хотя возможности его скромные, как у игрушки, тем не менее с его помощью удается воспроизвести на экране (им служит окружающее пространство) слово из четырех-пяти букв и удивить этим возможных зрителей. Воспроизводимое слово можно менять.

Роль лучей видеомонитора выполняют светодиоды HL1 — HL8, а роль развертки лучей по строкам — двигающаяся рука, в которой находится устройство.

Согласованность работы лучей обеспечивается узлом управления, состоящим из генератора на элементах DD1.1 — DD1.3 и двоичного счетчика на микросхеме DD2. Изображение, как и в примере с ЭВМ, хранится в запоминающем устройстве — микросхеме ППЗУ DD3.

В таблице (рис. 4) показано, как запрограммировать микросхему DD3 для слова «кино». Прожигать следует ячейки ППЗУ, соответствующие незакрашенным клеткам. Если в ППЗУ нужно занести другое слово, придется составить новую таблицу и закрасить в ней элементы, из которых состоят буквы слова.

Цепочка C2R3VD1 служит для сброса счетчика DD2 при включении питания, а элементы DD1.4 — DD1.6 позволяют получить паузу в работе микросхемы DD3, необходимую для демонстрации видеомонитора-игрушки. Хотя непосредственное подключение выходов микросхемы DD2 к входам DD3 не совсем корректно (из-за малой нагрузочной способности микросхемы DD2), практическая проверка показала, что оно вполне возможно .

Для питания устройства используются четыре элемента 316, соединенные последовательно.

Конструктивно игрушка выполнена на макетной плате (рис. 5) с разводкой проводом МГТФ 0,07. Светодиоды располагают вплотную друг к другу в один ряд, предварительно сточив у каждого из них боковые грани (рис. 6). Общая длина цепочки светодиодов должна быть примерно 40 мм. Микросхема DD3 может быть установлена на переходной колодке для оперативной ее замены в случае демонстрации других слов.

Настройки видеомонитор-игрушка практически не требует, достаточно лишь проверить частоту генератора (3 кГц) и при необходимости установить ее точнее подбором конденсатора С 1 .

Для демонстрации изображения видеомонитор берут в правую руку так, чтобы большой палец находился на кнопке SB1, а светодиоды были внизу и направлены в сторону зрителей. Затем проводят рукой справа налево, одновременно нажимая кнопку в начале движения и отпуская ее в конце. Эти движения повторяют несколько раз, добиваясь того, чтобы создаваемое видеомонитором изображение находилось пространственно примерно в одном месте. Скорость движения руки подбирают опытным путем. Наиболее контрастное изображение получается, конечно, при малой внешней освещенности.

С конденсатора С 2 напряжение поступает через резистор R5 на одну из диагоналей выпрямительного моста VD2. С другой диагонали постоянное напряжение (около 20 В) подается на фазозадающую цепь R1C1. Когда напряжение на конденсаторе С 1 превысит напряжение внешнего источника (0...6 В), подключенного к эмиттеру транзистора VT1, транзистор откроется и своим коллекторным током откроет ключевой элемент, выполненный на транзисторах VT2, VT3 и резисторах R2, R3. Замкнется диагональ моста (выводы 1, 2), что приведет к разрядке конденсатора С2 через мост и резистор R5. Появившееся на этом резисторе напряжение включит симистор и обеспечит прохождение тока через нагрузку.

Изменяя напряжение входного сигнала, можно регулировать порог открывания транзисторного ключевого элемента практически от 0 до 6 В — напряжения стабилизации стабилитрона VD1, что соответствует изменению тока в нагрузке от максимального до минимального. Причем максимальный предел тока можно несколько увеличить, если уменьшить вдвое сопротивление резистора R4. Минимальный же ток можно установить подбором резистора R1.

В регуляторе применен симистор КУ208Г, обеспечивающий с теплоотводом соответствующей общей площади мощность в нагрузке до 1000 Вт. Вместо указанных на схеме транзисторов КТ315В и КТ361В можно применить соответственно КТ315Г, КТ315Д и КТ361Г, КТ361Д. Стабилитрон Д814А заменим на КС 168А, а диодный мост КД906В— на КД906А, КД906Б или на обычные диоды с соответствующими параметрами. Все резисторы — МЛТ, конденсаторы—К73-11 или другие на напряжение 160 В (C1, C2) и 400 В (С3, С4).

Детали регулятора, кроме симистора, располагают на плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 8). Симистор предварительно устанавливают на теплоотвод (под него в плате предусмотрены два отверстия диаметром 3 мм и два прямоугольных пропила) либо просто крепят на плате (в отверстии диаметром 6 мм) вертикально, если мощность нагрузки не превышает 300 Вт.

Правильно собранный регулятор не требует наладки, однако для более устойчивой работы его, возможно, придется уменьшить номинал резистора R5, чтобы надежно включался симистор .

Следует заметить, что регулировочная характеристика устройства обладает обратной зависимостью, т. е. минимальному входному напряжению соответствует максимальный ток нагрузки, и наоборот. Для получения прямой зависимости на вход регулятора достаточно подключить транзисторный инвертор (рис. 9, а ). Необходимо помнить, что источник внешнего напряжения должен быть гальванически развязан от сети.

На рис. 9, б приведен пример использования регулятора в качестве термостатирующего устройства, а на рис. 9, в дана схема подключения к регулятору переменного резистора для ручного управления мощностью нагрузки.