И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2002 год, № 5
Принцип работы игрушки основан на изменении частоты RC-генератора, у которого в качестве частотозадающего элемента использован фоторезистор. При изменении его освещенности "плавает" частота генератора, а значит, тональность звука в головных телефонах или динамической головке, подключенных к нему. Так можно "подбирать " нужную мелодию.
О "светофонах" уже рассказывалось на страницах журнала "Радио" . Но в отличие от них, предлагаемые две конструкции снабжены сенсорными регуляторами громкости.
На рис. 1 приведена схема игрушки, собранной на логической микросхеме и транзисторе.
Схема музыкальной игрушки "Светофон"
На элементах DD1.1, DD1.2 выполнен задающий генератор прямоугольных импульсов,частота которого определяется общим сопротивлением фоторезистора R1 и резистора R2, а также емкостью конденсатора С1. При увеличении освещенности фоторезистора его сопротивление уменьшается, а частота генератора увеличивается.
На элементах DD1.3, DD1.4 собраны буферные каскады, а на транзисторе VT1 ≈ усилитель мощности, нагруженный на головные телефоны BF1 (или динамическую головку сопротивлением не менее 50 Ом).
Импульсы генератора с выхода элемента DD1.3 (рис. 2, а) поступают на вход элемента DD1.4 через дифференцирующую цепочку, состоящуюиз конденсатора С2, резисторов R3, R4 и сенсоров Е1, Е2. Если сопротивление между ними велико, конденсатор С2 не будет успевать заряжаться во время действия импульса, и форма импульсов на входе этого элемента будет практически такой же (кривая 1 на рис. 2,б). На выходе элемента формируются короткие импульсы напряжения (кривая 1 на рис. 2,в), открывающие транзистор. Такие же импульсы поступают на телефоны, но громкость звука минимальна.
При уменьшении сопротивления между сенсорами, когда их "перекрывают" пальцем, конденсатор С2 успевает частично заряжаться и форма напряжения на входе элемента DD1.4 изменяется (кривая 2 на рис. 2,б). Это приводит к тому, что длительность импульса на его выходе увеличивается (кривая на рис. 2,в), а громкость звука возрастает. Дальнейшее уменьшение сопротивления между сенсорами приводит к увеличению длительности импульса на выходе элемента DD1.4 (кривая 3 на рис. 2,в), а значит, и громкости.
Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить микросхему К564ЛЕ5, К561ЛА7, К564ЛА7, диод КД521А, КД503А, КД103А. Полярные конденсаторы ≈ К50-6, К50-35 или аналогичные импортные, неполярные ≈ КЛС, К10-17. Фоторезистор ≈ СФ2-5, СФ2-6, ФСК-К1. Телефоны BF1 ≈ ТОН-2 или другие высо-коомные (более 500 Ом), при использовании низкоомных телефонов или динамической головки надо установить транзистор КТ972 с любым буквенным индексом.
Большинство деталей устройства монтируют на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Плату помещают в светонепроницаемый пластмассовый корпус, в котором надо выпилить отверстие размерами примерно 10x30 мм. Напротив отверстия на расстоянии 20...30 мм размещают фоторезистор. Сенсоры представляют собой пластину односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами примерно 20x30 мм, металлизация на которой разрезана с зазором около 0,5...1 мм посередине вдоль широкой стороны. Образовавшиеся две металлизированные площадки соединяют с соответствующими деталями устройства. Недостаток этой простой конструкции ≈ зависимость диапазона регулировки громкости от частоты задающего генератора. Избежать его удалось в более сложном "светофоне" (рис. 4), выполненном на микросхеме, содержащей два ОУ.
На ОУ DA1.1 собран RC-генератор прямоугольных импульсов, частота которого зависит от сопротивления фоторезистора R10. На ОУ DA1.2 собран усилитель мощности, к выходу которого можно непосредственно подключать высокоомные головные телефоны (скажем, ТОН-2). Для подключения динамической головки сопротивлением около 50 Ом (например, 0,5ГДШ-9) устройство следует доработать в соответствии с рис. 5.
Питается устройство однополярным напряжением, поэтому для нормальной работы микросхемы применена искусственная "средняя точка" из резисторов R8, R9 и конденсаторов СЗ, С4.
Громкость звука регулируют с помощью сенсоров Е1, Е2 ≈ при уменьшении сопротивления между ними на вход усилителя мощности поступает сигнал большего уровня и громкость звука возрастает. Чувствительность сенсорного регулятора громкости можно устанавливать подстроенным резистором R5.
В этом устройстве, кроме микросхемы, допустимо применить такие же детали, что и в предыдущей конструкции, подстроенный резистор ≈ СПЗ-19. Большинство деталей, в том числе и сенсоры, размещены на печатной плате (рис. 6) из двусторонне фольгированного стеклотекстолита.
Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)
Плата одновременно является и передней панелью устройства, в которой выпилено окно для освещения фоторезистора. Со стороны, противоположной размещению деталей, расположены сенсоры (показаны штриховыми линиями). Плата будет крышкой светонепроницаемого пластмассового корпуса. На окно должен падать свет от любого источника. Закрывая окно рукой или пальцами в большей или меньшей степени, изменяют частоту сигнала, а касаясь сенсоров пальцем, ≈ громкость звука. Чем сильнее нажатие на сенсоры, тем громче звук.
ЛИТЕРАТУРА
1. Доценке Ю. Светофон. - Радио, 1984, № 11, с. 49.
2. Нечаев И. Электромузыкальный инструмент "Светофон". - Радио, 1990 ,c. 60, 61.
В настоящее время известно большое число разнообразных по устройству и звучанию электромузыкальных инструментов. О некоторых из них хорошо осведомлены широкие круги радиолюбителей и музыканты, о других знает лишь ограниченный круг специалистов. Есть простейшие инструменты, собранные всего на одном транзисторе, но существуют и такие, которые по сложности своего устройства могут соперничать с электронными вычислительными машинами. В этом параграфе мы будем рассматривать только относительно простые электромузыкальные инструменты, рассчитанные на повторение начинающими радиолюбителями и электромузыкантами. Часть описываемых инструментов больше напоминает собой транзисторизованиые игрушки. Но так или иначе принципы, на которых основано действие этих инструментов, являются основополагающими для более сложных и совершенных инструментов, приборов и средств автоматики.
Электронный орган на однопереходиом транзисторе. Одним из новых и перспективных в любительской практике полупроводниковых приборов является однопереходный транзистор . Наиболее часто подобные транзисторы используют в разного рода задающих генераторах, где частоту генерации можно менять в очень широких пределах путем изменения сопротивления или емкости в цепи эмиттера. Это свойство генераторов на однопереходных транзисторах использовано в простейшем электронном органе, принципиальная схема которого приведена на рис 41. Здесь транзистор Т1 включен в автогенератор электрических колебаний, частота которого изменяется при нажатии какой-либо из клавиш А—3, которые соединяют переменные резисторы R4—R11 с эмиттером однопереходного транзистора Т1. Частоту генерируемых колебаний, а следовательно, тон звучания можно регулировать путем соответствующей подстройки этих резисторов.
«Электронный орган» по схеме рис. 41 не имеет ни усилителя мощности, ни громкоговорителя, необходимого для создания звуковых колебаний. Поэтому его нужно присоединять хотя бы к гнездам для подключения звукоснимателя, имеющимся в каждом радиовещательном приемнике. В качестве транзистора Т1 наиболее подходит отечественный однопереходный транзистор КТ117.
Источником питания могут служить две последовательно соединенные батареи 3336Л. В журнале американских радиолюбителей, где описан этот «электронный орган», указано, что он может быть использован не только как занимательная игрушка, по с большой практической пользой в качестве многоканального сигнального устройства, например электрического звонка. При этом сигналы различаются не по числу звонков, а по тону сигнала, зависящему от нажатия той или иной клавиши.
Электронная канарейка. С давних времен канарейки радуют своим пением любителей природы. Но содержание канареек в домашних условиях требует определенного искусства и терпения. Видимо, по этим причинам в Японии и США появились в продаже искусственные канарейки, внешие очень похожие на настоящих и издающие трели, близкие к пению натуральных канареек. Источником этого пения являются миниатюрные транзисторные генераторы электрических колебаний специальной формы, которые при воспроизведении через динамическую головку имитируют пение настоящих канареек. Электронная канарейка имеет небольшие размеры и размещается в поддоне клетки, внутри которой помещается чучело или муляж птицы.
На рис. 42 приведена принципиальная схема электронной канарейки. Следует указать, что полярность включения электролитического конденсатора С1 указана правильно, так как она в данном устройстве определяется характерными процессами, происходящими в нем, а не полярностью источника питания.
Устройство, показанное на рис. 42, представляет собой блокинг-генератор на транзисторе Т1, время работы которого определяется полупериодом частоты повторения колебаний мультивибратора на транзисторах Т1 и Т2, а частота плавно меняется за время рабочего цикла блокинг-генератора.
Для изготовления канарейки с транзисторным оборудованием по схеме рис. 42 можно использовать транзисторы KT3I5 (Т1) и МП37 или МП38 (Т2). Оригинальные образцы электронных канареек питаются от четырех последовательно соединенных элементов 316 Конденсатор С1 может быть типа К50-6 на рабочее напряжение не менее 10 В. Резистор R8 проволочный, самодельный. Его сопротивление подбирается опытным путем. При этом следует учесть, что с уменьшением этого сопротивления растет выходная мощность, но зато увеличивается влияние параметров громкоговорителя на частоту блокинг-генератора, что нежелательно.
Налаживание устройства несложно и сводится в основном к установке при помощи переменного резистора R7 желаемой частоты повторения трелей. Для удобства эксплуатации электронной канарейки рекомендуется разместить все элементы электронного устройства в пластмассовом корпусе с отверстиями для диффузора динамической головки и оси резистора R7.
Карманная гавайская гитара. Многим знакомо своеобразное звучание музыкальных произведений, исполняемых на гавайских гитарах. Те, кто имеет представление о транзисторной технике, могут сделать себе малогабаритный электромузыкальный инструмент, с помощью которого любое низкочастотное устройство (например, радиоприемник) сможет издавать звуки, весьма близко напоминающие характерное звучание гаванской гитары. Вследствие своей простоты аппарат перекрывает всего две октавы.
В этом, конечно, он уступает настоящей гаванской гитаре, но зато занимает мало места. Собрать и наладить карманную гавайскую гитару может даже начинающий радиолюбитель. На рис. 43 приведена принципиальная схема такой гитары. Она работает следующим образом. Транзисторы Т1 и Т2 образуют задающий генератор, частота которого регулируется переменным резистором R1 («Тон»). Кроме того, она дополнительно модулируется по частоте колебаниями второго генератора на транзисторе Т3 (частота этих колебаний равна 6 Гц).
Модулированное по частоте напряжение задающего генератора, снимаемое с эмиттеров транзисторов Т1 и Т2, поступает через резистор R11 на эмиттер транзистора Т4. База последнего соединена непосредственно с общим проводом питания через резистор R16 и конденсатор С6, а также через резистор R15 и выключатель В1 («Игра») с плюсом питания. Выключатель В1 нормально разомкнут, напряжение смещения на базе транзистора Т4 равно нулю и транзистор Т4 закрыт. В результате выходное напряжение сигнала на коллекторе транзистора Т4 отсутствует.
При включении B1 конденсатор С6 начинает заряжаться через резистор R15, вследствие чего появляется напряжение смещения на базе транзистора Т4. По мере заряда С6 оно начинает увеличиваться, сначала быстро, потом медленно, пока не достигнет своего пре- дела, равного отношению сопротивления резистора R16 к сумме сопротивлений резисторов R15 и R16. Именно в результате плавного изменения смещения на базе транзистора Т4 частотно-модулированные колебания задающего генератора получают специфическую окраску.
Время установления колебаний на выходе устройства зависит от сопротивления резистора R16 и при его значении, указанном на рис. 43, составляет 1,5—2 с. При желании это время можно менять, подбирая номинал резистора R16, который целесообразно заменить переменным сопротивлением 510 кОм.
Резистор R4 регулирует глубину частотной модуляции, т. е. глубину вибраций. На время налаживания его также рекомендуется заменить переменным резистором сопротивлением 510 кОм. Частота модуляции может быть скорректирована путем замены резистора R6 переменным с сопротивлением 2—3 кОм.
Шкалу переменного резистора R1 («Тон») калибруют по музыкальным нотам, начиная от «си», используя в виде эталона настройки пианино или другой музыкальный инструмент. Процесс игры на описываемом «инструменте» несложен. Включают питание, выход устройства соединяют экранированным проводом с гнездами звукоснимателя приемника или со входом специального усилителя НЧ. Далее нажимают кнопку «Игра» и, вращая ручку «Тон», устанавливают желаемую тональность звучания. Громкость его регулируют органами управления усилителя НЧ или приемника, совместно с которыми используется инструмент. Мелодию подбирают, изменяя время нажатия на кнопку «Игра» и одновременно вращая с той или иной скоростью ручку «Тон».
При изготовлении карманной гавайской гитары могут быть использованы транзисторы типа МП40 или МП41 с любыми последующими буквенными индексами. В качестве источника питания целесообразно использовать две последовательно соединенные батареи 3336Л. Все детали инструмента во избежание действия внешних наводок должны быть размещены в металлическом корпусе.
Описанные выше электромузыкальные инструменты с успехом могут быть применены на различных детских концертах, в походах и для художественной самодеятельности. Здесь может оказаться Полезным также еще один электромузыкальный инструмент, описываемый ниже.
Электронный контрабас . Трудно контрабасисту. Его музыкальный инструмент высотой в рост человека ограничивает возможности перемещения исполнителя и пользования общественным транспортом, является темой различных юмористических рассказов. Вспомните, например, рассказ А. П. Чехова «Любовь с контрабасом».
Несмотря на всю свою громоздкость и внешнюю неуклюжесть, контрабас наряду с ударными является одним из ведущих инструментов практически любого эстрадного оркестра.
Но размеры контрабаса можно уменьшить, если выполнить его в виде электронного устройства. Электронный контрабас без труда можно будет брать с собой всюду, где он только потребуется. Для питания такого контрабаса можно использовать малогабаритную гальваническую батарею, а если понадобится озвучить просторные помещения, присоединить его к НЧ тракту обычного приемника или радиолы.
Электронный контрабас не может полностью заменить настоящий хотя бы потому, что он перекрывает только одну октаву, в то время как обычный две с половиной, но зато простота и доступность изготовления, а также небольшие размеры делают его весьма привлекательным для первых опытов с электромузыкальными инструментами.
На рис. 44 даны эскиз внешнего вида и принципиальная схема электронного контрабаса, описанного на страницах радиолюбительского журнала США.
Внешне электронный контрабас представляет собой (рис. 44, а) склеенный из тонких досок стержень с натянутой вдоль его продольной оси единственной металлической струной, перпендикулярно которой размещены 13 узких металлических полосок (ладов). Металлическая струна и лады являются элементами переключателя частот колебаний, генерируемых электронным устройством, показанным на рис. 44,6. Как видно из него, струна и лады соединены проводниками с соответствующими резисторами генератора контрабаса, вследствие чего при замыкании струны на тот или иной лад происходит изменение тональности звучания инструмента. Генератор электронного устройства контрабаса (рис. 44, б) собран на транзисторе Т1 и охвачен отрицательной обратной связью, осуществляемой двойным Т-мостом, состоящим из деталей R1 R2 С3 и С1 С2 R12—R25. Последовательно соединенные подстроечные резисторы R13—R25 включены так, как это показано на рис. 44,6, и в порядке, указанном на рис. 44, а. Струна контрабаса подключена к R25 и общему проводу (земле). Замыкание струны на лады приводит к изменению сопротивления в цепи одного из двух мостов отрицательной обратной связи, что вызывает изменение частоты генерируемых колебаний.
В составе электронного устройства контрабаса имеются еще два каскада. Один, на транзисторе Т2, служит для неискаженного усиления генерируемых колебаний; другой, на транзисторе Т3 — для усиления и сильного искажения сигнала подобно тому, как это сделано в описанных ранее «исказителях». Переключатели В1 и В2 позволяют получить различные режимы работы электронного контрабаса, а именно, когда включен только переключатель B1t на выходе устройства действует чистый неискаженный сигнал. При включении только переключателя В2 на выходе устройства действует сильно искаженный сигнал и, наконец, когда включены оба переключателя (В1 и В2) на выходе действуют гармоники и частично подавленный основной сигнал. Относительные уровни искаженного и неискаженного сигналов устанавливают, подбирая сопротивления резисторов R10 и R7 соответственно.
В устройстве по схеме рис. 44, б могут быть использованы транзисторы типа МП41А или МП42Б с коэффициентом ВСт=40-60 и более, постоянные резисторы типа ВС-0,125 или МЛТ-0,25, МЛТ-0,5, переменные R11 типа СПЗ-3 группы А нли В сопротивлением 20— 30 кОм, R13—R25 типа СПО или СПЗ-4а группы А сопротивлением 1,0—1,5 кОм, конденсаторы типа МБМ на напряжение 160 В. Источником питания могут служить две последовательно соединенные батареи 3336 Л или одна батарея «Крона-ВЦ».
Детали монтируют на двух платах: переменные резисторы R13—R25 — на металлической, транзисторы, конденсаторы и остальные резисторы — на плате из фольгированного текстолита или ге-тинакса. Обе платы устанавливают в корпусе контрабаса с задней стороны его, при этом желательно, чтобы к осям переменных резисторов был свободный доступ. Выход устройства подключают ко входу усилителя НЧ или гнездам звукоснимателя приемника посредством гибкого экранированного кабеля длиной 3—4 м, имеющего на обоих концах однополюсные или унифицированные вилки.
Лады контрабаса изготовляют из латунных или жестяных пластинок шириной 10 мм и располагают в верхней части корпуса инструмента с интервалом 40—50 мм. Общая высота контрабаса (рис. 44, а), включая штырь, должна быть по плечо исполнителю, т. е. примерно 130—150 см.
Налаживание электронного контрабаса начинают с тщательной проверки соединений деталей и проводников, полярности включения батареи. Затем выход устройства подключается ко входу усилителя НЧ и нажатием кнопки Кн1, размещенной в верхней части грифа инструмента, включается питание. Если при этом в громкоговорителе будет слышен звук низкой частоты, громкость которого меняется при вращении ползунка переменного резистора R11, то это будет свидетельствовать о том, что генератор работает. При отсутствии звука необходимо проверить исправность транзисторов и соответствие режимов работы их по постоянному току требуемым значениям. В случае отклонения более чем на ±15% необходимо подобрать сопротивление резистора R3 или заменить транзистор Т1.
Контрабас настраивают на основные тона звучания, включив только переключатель В1 и используя в качестве эталона хорошо настроенный рояль или пианино. Сначала струну прижимают к ладу А, ударяют на рояли по клавише ноты до малой октавы и переменным резистором М13 добиваются одинакового звучания рояля и контрабаса. Затем струну прижимают к последующим ладам в алфавитном порядке и, ударяя на рояли по клавишам нот, перечисленных в табл. 7, ведут соответствующими переменными резисторами дальнейшую настройку контрабаса. Очевидно, что для нее нужно иметь хороший музыкальный слух и знать музыкальную грамоту.
Окончив настройку на основные тона, подбирают такой номинал резистора R7, при котором соединенный с контрабасом усилитель НЧ (или приемником) отдает полную мощность при нахождении ползунка переменного резистора R11 в положении максимума громкости. Затем, не выключая В1 включают переключатель В2 и, подбирая сопротивление резистора R10, добиваются желаемого оттенка звучания электронного контрабаса. Налаживание заканчивают проверкой качества звучания при включении только переключателя В2. Игра на «электронном контрабасе» несложна и доступна многим.
Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.
Ключевые теги: ,
Впервые схема этого интересного электронного музыкального инструмента — игрушки появилась в журнале «Радио» в 1984 году, но позже (в 2002 г.) она была доработана И. Нечаевым – добавлен сенсорный регулятор громкости. Именно эту доработанную схему, несмотря на ее почтенный возраст, я и хочу предложить начинающим радиолюбителям. Конструкция инструмента проста для повторения, достаточно наглядна и может стать хорошей игрушкой не только ребенку, но и, как показывает практика, взрослому. Взглянем на схему устройства.
На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор звуковой частоты, частота которого зависит от элементов R1, R2 и С1. Особенность генератора в том, что его частоту можно изменять интенсивностью освещения – за это отвечает фоторезистор R1. Чем выше освещенность фоторезистора, тем ниже его сопротивление и тем выше частота генератора. Именно поэтому музыкальный инструмент и называется «Светофон». Элемент DD1.3 является буферным, а DD1.4 совместно с конденсатором С2 является сенсорным регулятором громкости.
С регулятора сигнал поступает на усилитель, собранный на транзисторе VT1 и излучается головным телефоном ВF1. Итак, сигнал звуковой частоты, с выхода элемента DD1.3 поступает на дифференцирующую цепочку, состоящую из резисторов R3 (он подключен к сенсорам Е1,Е2), R4 и конденсатора С2. С нее короткие импульсы подаются на вход элемента DD1.4, усилитель и воспроизводятся головным телефоном. При этом если сенсоров не касаются, то R3 в работе цепи не участвует и громкость звука минимальна.
Если замкнуть сенсоры пальцем, то в работу включится резистор R3 и сопротивление кожи. Это позволит конденсатору заряжаться в паузах между импульсами, причем тем сильнее, чем сильнее перекрыты сенсоры пальцем. Благодаря этому на выходе элемента DD1.4 длительность импульсов увеличится, а громкость звука возрастет. Таким образом, перекрывая сенсоры пальцем, мы сможем в определенных пределах регулировать громкость звука, а меняя освещенность фоторезистора (к примеру, поворотом прибора относительно источника света) – частоту тона. После небольшой тренировки вполне реально сыграть на таком музыкальном инструменте несложную мелодию.
На месте DD1 могут работать К564ЛЕ5, К564ЛА7, К561ЛА7 , VD1 — КД521А, КД103А, КД503А. Конденсатор С3 – любой электролитический на рабочее напряжение не ниже 10 В, остальные – любые керамические. В качестве R1 можно использовать фоторезисторы ФСК-К1, СФ2-5, СФ2-6. В качестве излучателя BF1 подойдет любой телефон или динамическая головка сопротивлением не ниже 50 Ом.
Если сопротивление головки ниже, то вместо транзистора КТ315 придется поставить более мощный, к примеру, КТ972 с любой буквой. Конструкция светофона произвольная, сенсоры выполнены из кусочка фольгированного стеклотекстолита размером 20 х 30 мм. Для получения двух сенсоров вдоль полоски фольгу прорезают, ширина прорези – 0.5 … 1 мм.
Чаще всего вы встречали музыкальные и электромузыкальные инструменты с клавишной (реже с кнопочной) клавиатурой. В предлагаемом инструменте нет ни клавиш, ни кнопок. Его клавиатура составлена из двух металлических пластин (рис. 55), расположенных на лицевой панели небольшой шкатулки. "Замыкая" пластины одним или несколькими пальцами, добиваются нужной тональности, и из шкатулки звучит исполняемая мелодия.
Схема необычного электромузыкального инструмента приведена на рис. 56. Транзисторы VT1, VT2 и остальные детали соединены между собой так, что образуют несимметричный мультивибратор. Обратная связь, необходимая для возникновения колебаний, осуществляется с коллектора транзистора VT2 на базу VT1 через конденсатор С1. Но на базе транзистора VT1 нет постоянного напряжения смещения (относительно эмиттера), поэтому транзистор закрыт и мультивибратор не работает.
В таком состоянии устройство будет находиться до тех пор, пока не прикоснутся пальцем к сенсорам Е1 и Е2. Тогда между ними окажется включенным сопротивление участка кожи пальца. На базу будет подано напряжение смещения, и мультивибратор включится. В динамической головке ВА1 раздастся звук.
Тональность звука зависит от сопротивления между сенсорами, а оно, в свою очередь, определяется площадью участка кожи, приложенной к сенсорам. Кроме того, кожа каждого человека обладает своей проводимостью, а значит, сопротивлением, которое может в десятки и сотни раз отличаться от сопротивления кожи другого человека. Учитывая это, в мультивибраторе установлен переменный резистор R1 - им компенсируют это отличие и устанавливают для каждого исполнителя одинаковое начальное сопротивление между сенсором Е2 и базой транзистора VT1. Иначе говоря, каждый исполнитель может "настраивать" инструмент под свои руки. \
Работающий в первом каскаде транзистор VT1 - высокочастотный, кремниевый, структуры п-р-п. Заменять его низкочастотным транзистором такой же структуры (например, МП37, МП38) нельзя, поскольку с ним мультивибратор начнет работать сразу после подключения источника питания выключателем SA1, даже если не касаются сенсоров. Поэтому нужно установить указанный на схеме транзистор или в крайнем случае заменить его на КТ316А.
Вместо транзистора МП42Б подойдет МП39Б, МП41, МП42А, ГТ402А. Последний транзистор - наиболее мощный из перечисленных, с ним звук будет громче. Динамическая головка - любая, мощностью до 1 Вт и сопротивлением звуковой катушки постоянному току до 10 0м. Хорошие результаты получаются, например, с головкой 0,25ГД-19, под которую разработаны плата и корпус-шкатулка музыкального инструмента.
Переменный резистор - СП-I, постоянные - МЛТ-0,25, конденсатор - МБМ, выключатель - тумблер ТВ2-1, источник питания - батарея 3336.
Детали инструмента разместите на плате (рис. 57) из изоляционного материала.
Корпус-шкатулку инструмента (рис. 58) можно изготовить из любого изоляционного материала, например фанеры толщиной 4 мм. Нижняя крышка - съемная, чтобы можно было менять батарею питания (она прикреплена к крышке металлической скобой) .
В лицевой панели прорезаны щели напротив диффузора динамической головки. Изнутри щели закрыты неплотной тканью. Под переменный резистор и выключа
тель в лицевой панели просверлены отверстия - в них пропущены выступающие части указанных деталей и закреплены сверху гайками. Другого крепления платы не понадобится.
Сенсоры представляют собой планки шириной примерно 10 мм, вырезанные из меди, латуни или жести от консервной банки. Их можно прикрепить к лицевой панели на расстоянии 2. . .4 мм друг от друга. Загнутые изнутри корпуса концы планок соединяют проводниками с соответствующими деталями платы. Наружную поверхность планок зачищают до блеска наждачной бумагой.
Проверив монтаж и надежность паек, подайте выключателем питание на мультивибра-Рис. 58. Конструкция электро- тор установите движок переменного резистора
музыкального инструмента _ ____- „____________.
в крайнее левое по схеме положение (иначе говоря, в положение минимального сопротивления) и прижмите палец одновременно к обеим сенсорным пластинам. В динамической головке должен появиться звук сравнительно низкой тональности. Не отпуская пальца, поставьте движок переменного резистора в другое крайнее положение - тональность звука повысится.
Если звука нет, замкните сенсоры и добейтесь появления его подбором резистора R2 или R3. Резистор R2 подбирают в том случае, если звук едва прослушивается. При полном же его отсутствии нужно сначала замкнуть резистор R3 и убедиться в работоспособности мультивибратора, а затем подбирать резистор R3 (с меньшим сопротивлением) .
Закончив проверку и налаживание инструмента, можно поиграть на нем. Приложив палец к сенсорам, установите переменным резистором желаемую тональность звука. Сильнее прижимая палец к сенсорам или прикладывая к ним сразу несколько пальцев, изменяйте тональность звука и исполняйте несложную мелодию. Немного тренировки - и вы сможете уверенно играть на этом необычном музыкальном инструменте.
Чтобы изменить границы звукового диапазона инструмента, нужно подобрать конденсатор С1. При увеличении его емкости высота тона понижается, а при уменьшении - повышается.
Инструмент потребляет ток от источника питания только во время касания сенсоров, в остальное время транзисторы закрыты. Поэтому энергия батареи расходуется экономно. Заменять ее приходится, как правило, через 40. . . 50 ч работы инструмента.
Схемы простейших электронных устройств для начинающих радиолюбителей. Простые электронные игрушки и устройства которые могут быть полезны для дома. Схемы построены на основе транзисторов и не содержат деффицитных компонентов. Имитаторы голосов птиц, музыкальные инструменты, светомузыка на светодиодах и другие.
Генератор трелей соловья
Генератор трелей соловья, выполненный на асимметричном мультивибраторе, собран по схеме, приведенной на рис. 1. Низкочастотный колебательный контур, образованный телефонным капсюлем и конденсатором СЗ, периодически возбуждается импульсами, вырабатываемыми мультивибратором. В итоге формируются звуковые сигналы, напоминающие соловьиные трели. В отличие от предыдущей схемы звучание этого имитатора не управляемое и, следовательно, более однообраз ное. Тембр звучания можно подбирать, меняя емкость конденса тора СЗ.
Рис. 1. Генератор-иммитатор трелей соловья, схема устройства.
Электронный подражатель пения канарейки
Рис. 2. Схема электронного подражателя пения канарейки.
Электронный подражатель пения канарейки описан в книге Б.С. Иванова (рис. 2). В его основе также асимметричный мультивибратор. Основное отличие от предыдущей схемы — это RC-цепочка, включенная между базами транзисторов мультивибратора. Однако это несложное нововведение позволяет радикально изменить характер генерируемых звуков.
Имитатор кряканья утки
Имитатор кряканья утки (рис. 3), предложенный Е. Бри-гиневичем, как и другие схемы имитаторов, реализован на асимметричном мультивибраторе [Р 6/88-36]. В одно плечо мультивибратора включен телефонный капсюль BF1, а в другое — последовательно соединенные светодиоды HL1 и HL2.
Обе нагрузки работают поочередно: то издается звук, то вспыхивают светодиоды — глаза «утки». Тональность звука подбирается резистором R1. Выключатель устройства желательно выполнить на основе магнитоуправляемого контакта, можно самодельного.
Тогда игрушка будет включаться при поднесении к ней замаскированного магнита.
Рис. 3. Схема имитатора кряканья утки.
Генератор «шума дождя»
Рис. 4. Принципиальная схема генератора "шума дождя" на транзисторах.
Генератор «шума дождя», описанный в монографии В.В. Мацкевича (рис. 4), вырабатывает звуковые импульсы, поочередно воспроизводимые в каждом из телефонных капсюлей. Эти щелчки отдаленно напоминают падение капель дождя на подоконник.
Для того чтобы придать случайность характеру падения капель, схему (рис. 4) можно усовершенствовать, введя, например, последовательно с одним из резисторов канал полевого транзистора. Затвор полевого транзистора будет представлять собой антенну, а сам транзистор будет являться управляемым переменным резистором, сопротивление которого будет зависеть от напряженности электрического поля вблизи антенны.
Электронный барабан-приставка
Электронный барабан — схема, генерирующая звуковой сигнал соответствующего звучания при прикосновении к сенсорному контакту (рис. 5) [МК 4/82-7]. Рабочая частота генерации находится в пределах 50...400 Гц и определяется параметрами RC-элементов устройства. Подобные генераторы могут быть использованы для создания простейшего электромузыкального инструмента с сенсорным управлением.
Рис. 5. Принципиальная схема электронного барабана.
Электронная скрипка с сенсорным управлением
Рис. 6. Схема электронной скрипки на транзисторах.
Электронная «скрипка» сенсорного типа представлена схемой, приведенной в книге Б.С. Иванова (рис. 6). Если к сенсорным контактам «скрипки» приложить палец, включается генератор импульсов, выполненный на транзисторах VT1 и VT2. В телефонном капсюле раздастся звук, высота которого определяется величиной электрического сопротивления участка пальца, приложенного к сенсорным пластинкам.
Если сильнее прижать палец, его сопротивление понизится, соответственно возрастет высота звукового тона. Сопротивление пальца зависит также от его влажности. Изменяя степень прижатия пальца к контактам, можно исполнять незамысловатую мелодию. Начальную частоту генератора устанавливают потенциометром R2.
Электромузыкальный инструмент
Рис. 7. Схема простого самодельного электромузыкального инструмента.
Электромузыкальный инструмент на основе мультивибратора [В.В. Мацкевич] вырабатывает электрические импульсы прямоугольной формы, частота которых зависит от величины сопротивления Ra — Rn (рис. 7). При помощи подобного генератора можно синтезировать звуковую гамму в пределах одной-двух октав.
Звучание сигналов прямоугольной формы очень напоминает органную музыку. На основе этого устройства может быть создана музыкальная шкатулка или шарманка. Для этого на диск, вращаемый ручкой или электродвигателем, наносят по окружности контакты различной длины.
К этим контактам напаивают предварительно подобранные резисторы Ra — Rn, которые определяют частоту импульсов. Длина контактной полоски задает длительность звучания той или иной ноты при скольжении общего подвижного контакта.
Простая цветомузыка на светодиодах
Устройство цветомузыкального сопровождения с разноцветными светодиодами, так называемая «мигалка», украсит музыкальное звучание дополнительным эффектом (рис. 8).
Входной сигнал звуковой частоты простейшими частотными фильтрами разделяется на три канала, условно называемые низкочастотным (светодиод красного свечения); среднечастотным (светодиод зеленого. свечения) и высокочастотным (желтый светодиод).
Высокочастотная составляющая выделяется цепочкой С1 и R2. «Среднечастотная» компонента сигнала выделяется LC-фильтром последовательного типа (L1, С2). В качестве катушки индуктивности фильтра можно использовать старую универсальную головку от магнитофона, либо обмотку малогабаритного трансформатора или дросселя.
В любом случае при настройке устройства потребуется индивидуальный подбор емкости конденсаторов С1 — СЗ. Низкочастотная составляющая звукового сигнала беспрепятственно проходит через цепь R4, СЗ на базу транзистора VT3, управляющего свечением «красного» светодиода. Токи «высокой» частоты закорачиваются конденсатором СЗ, т.к. он имеет для них крайне малое сопротивление.
Рис. 8. Простая цветомузыкальная установка на транзисторах и светодиодах.
Электронная игрушка "угадай цвет" на светодиодах
Электронный автомат предназначен для отгадывания цвета включившегося светодиода (рис. 9) [Б.С. Иванов]. Устройство содержит генератор импульсов — мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2, связанный с триггером на транзисторах VT3, VT4. Триггер, или устройство с двумя устойчивыми состояниями, поочередно переключается после каждого из пришедших на его вход импульсов.
Соответственно, поочередно высвечиваются и разноцветные светодиоды, включенные в каждое из плеч триггера в качестве нагрузки. Поскольку частота генерации достаточно высока, мигание светодиодов при включении генератора импульсов (нажатии на кнопку SB1) сливается в непрерывное свечение. Если отпустить кнопку SB1, генерация прекращается. Триггер устанавливается в одно из двух возможных устойчивых состояний.
Поскольку частота переключений триггера была достаточно велика, заранее предсказать, в каком состоянии окажется триггер, невозможно. Хотя из каждого правила есть исключения. Играющим предлагается определить (предсказать), какой именно цвет появится после очередного запуска генератора.
Либо предлагается угадать, какой цвет загорится после отпускания кнопки. При большом наборе статистики вероятность равновесного, равновероятного высвечивания светодиодов должна приблизиться к значению 50:50. Для малого числа попыток это соотношение может не выполняться.
Рис. 9. Принципиальная схема электронной игрушки на светодиодах.
Электронная игрушка "у кого лучше реакция"
Электронное устройство, позволяющее сопоставить скорость реакции двух испытуемых [Б.С. Иванов], может быть собрано по схеме, приведенной на рис. 10. Первым высвечивается индикатор — светодиод того, кто первый нажмет «свою» кнопку.
В основе устройства триггер на транзисторах VT1 и VT2. Для повторного тестирования скорости реакции питание устройства следует кратковременно отключить дополнительной кнопкой.
Рис. 10. Принципиальная схема игрушки "у кого лучше реакция".
Самодельный фототир
Рис. 11. Принципиальная схема фототира.
Светотир С. Гордеева (рис. 11) позволяет не только играть, но и тренироваться [Р 6/83-36]. Фотоэлемент (фотосопротивление, фотодиод — R3) направляют на светящуюся точку или солнечный зайчик и нажимают спусковой крючок (SA1). Конденсатор С1 разряжается через фотоэлемент на вход генератора импульсов, работающего в ждущем режиме. В телефонном капсюле раздается звук.
Если наводка неточна, и сопротивление резистора R3 велико, то энергии разряда недостаточно для запуска генератора. Для фокусировки света необходима линза.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.