|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
КНИГИ ТА СТАТТІ
Пристрої логічних елементах. Радіо - початківцям
Довідник / Радіо - початківцям Почнемо з автоколивального мультивібратора. Будучи універсальним пристроєм, він може знайти різноманітне застосування. Візьмемо, наприклад, мультивібратор на трьох логічних елементах. Будучи змонтованим разом із транзисторним індикатором, він стає генератором світлових імпульсів, який можна використовувати для моделі маяка. Якщо транзистор буде середньої або великої потужності, наприклад КТ801А, в колекторний ланцюг можна включити кілька з'єднаних паралельно мініатюрних ламп розжарювання - вони прикрасять невелику новорічну ялинку. Якщо ємність конденсатора мультивібратора буде 1 мкФ, а постійний резистор R1-змінним опором 1,5 або 2,2 кОм, то вийде генератор коливань звукової частоти, придатний для перевірки працездатності радіомовних приймачів, підсилювачів звукової частоти. До виходу такого пристрою можна підключити телефонний капсуль ДЕМ-4м або транзисторний індикатор, але з динамічною головкою колекторного ланцюга. Вийде звуковий генератор, який можна використовувати як квартирний дзвінок або застосувати для вивчення прийому на слух телеграфної абетки. У першому варіанті напругу живлення генератора можна подавати через дзвінкову кнопку, у другому – через контакти телеграфного ключа. Частоту генерованих імпульсів в межах 800... 1000 Гц встановлюють змінним резистором або добіркою постійного резистора, що його замінює. Наступний приклад використання мультивібратора – генератор уривчастого звукового сигналу (рис. 1).
Пристрій складається із двох взаємопов'язаних мультивібраторів, виконаних на логічних елементах однієї мікросхеми К155ЛАЗ. Мультивібратор на елементах DD1.3 та DD1.4 генерує коливання частотою близько 1000 Гц, які капсуль ДЕМ-4м (BF1) перетворює на звук. Але звук уривчастий, тому що роботою цього мультивібратора управляє інший, зібраний на логічних елементах DD1.1 та DD1.2. Він генерує тактові імпульси з частотою прямування близько 1 Гц. Тональний сигнал у телефоні звучить лише в ті проміжки часу, коли на виході тактового мультивібратора з'являється високий рівень напруги. Тривалість звукових сигналів можна змінювати добіркою конденсатора С1 та резистора R1, а висоту тону звуку - добіркою конденсатора С2 та резистора R2. Одновібратор, доповнений світловим сигналізатором (рис. 2), може стати основою ігрового автомата або атракціону. Наприклад, атракціону під умовною назвою "Погаси свічку". Сам атракціон - це макет свічки, що горить, на підставці. Якщо сильно подути на свічку, то замаскована в її "гніт" лампа розжарювання HL1 повинна згаснути, а через деякий час знову включитися.
"Секрет" атракціону в тому, що стінка підставки за свічкою - легка непрозора тканина, на звороті якої, навпроти "гніт" свічки, укріплена невелика жерстяна пластина. Це контакт датчика-вимикача SF1. На відстані 3...5 мм від неї укріплено кінець відрізка товстого дроту - другий контакт вимикача. Коли дмуть на "свічку", струмінь повітря прогинає тканинну стінку коробки і контакти вимикача замикаються. На виході одновібратора з'являється імпульс низького рівня, який закриває транзистор і лампу гасить. Інший приклад можливого використання такого автомата – тир для "стрільби" тенісним м'ячем. "Яблучком"мішені служить металева пластина діаметром 80...100 мм-це один із контактів SF1. На невеликій відстані від першого укріплений другий контакт. При точному попаданні в "яблучко" контакти короткочасно замикаються і сигнальна лампа гасне. Але можна зробити так, щоб лампа індикатора, навпаки, при точному попаданні в ціль запалювалася. І тут треба лише індикатора використовувати транзистор структури р-n-р, наприклад, із серії П213 чи КТ814, і поміняти місцями підключення висновків його емітера і колектора, як показано на рис. 2, б. При цьому резистор базовий ланцюг транзистора можна не включати. Одновібратор представляє інтерес і як генератор одиночних імпульсів для перевірки працездатності приладів та пристроїв цифрової техніки, про що ми поговоримо трохи згодом. Зараз же наведемо ще кілька прикладів практичного застосування автоколивального мультивібратора в радіоаматорських конструкціях. На рис. 3 показана схема найпростішого вимірювального приладу - пробника, за допомогою якого можна перевірити якість електричних контактів монтажу, вимикача, цілість котушки коливального контуру, справність діода, якість конденсатора, pn переходу транзистора.
Основа пробника - симетричний мультивібратор на елементах DD1.1 та DDl.2, що генерує імпульси із частотою прямування близько 1 кГц. Індикатором пробника є світлодіод HL1 або високоомні головні телефони ТОН-1, ТОН-2 або ТЕГ-1, підключені до двогніздної розетки XS1. Щупи ХА1 та ХА2 виконують роль контактів своєрідного вимикача, через який на мікросхему подається напруга джерела живлення GB1. Поки щупи не замкнуті між собою, ланцюг живлення розірваний і мультивібратор не працює. Якщо щупами торкнутися кінців провідника або висновків справної котушки індуктивності, ланцюг живлення мікросхеми виявиться замкненим і мультивібратор почне генерувати електричні коливання звукової частоти. При високому рівні напруги на виході (на виведенні 6) мультивібратора світлодіод HL1 запалюватиметься, а при низькому - гасне. Оскільки частота генерованих імпульсів досить висока, око не помічає миготінь світлодіода - він світить як би безперервно. Якщо, однак, у провіднику, що перевіряється, або в котушці є обрив, то ні свічення світлодіода, ні звуку в телефонах не буде. Щоб перевірити напівпровідниковий діод, до його висновків підключають щупи пробника спочатку в одній полярності, а потім, помінявши місцями, в іншій. При одному підключенні, коли діод щодо джерела живлення виявляється увімкненим у прямому напрямку, світловий і звуковий сигнали повинні бути, а при зворотному - ні. Поява сигналів за будь-якої полярності підключення пробника вкаже на тепловий пробій р-n переходу діода, а відсутність сигналів за будь-якої полярності підключення - на обрив внутрішнього ланцюга діода. Аналогічно перевіряють справність колекторних та емітерних р-n переходів транзисторів. Справність конденсаторів перевіряють на пробій (замикання обкладок) за відсутністю світлового (або звукового) сигналу при торканні висновків щупами пробника. При перевірці конденсатора великої ємності в момент підключення до його висновків щупів пробника можуть з'являтися короткочасний звуковий сигнал і спалах світлодіода. Ці сигнали викликає струм заряджання конденсатора. Вони тим триваліші, чим більша ємність конденсатора, що перевіряється. Джерелом живлення такого пробника може бути батарея 3336 або три гальванічних елементи 316, 332, з'єднані послідовно. На логічних елементах 2І-НЕ можна побудувати простий генератор коливань звукової частоти (3Ч) та радіочастоти (РЧ) для перевірки трактів радіомовних приймачів. Прикладом може бути прилад, схема якого показано на рис. 4
Генератором коливань звукової частоти (близько 1 кГц) є мультивібратор на елементах D.D1.3 і DD1.4. Генеровані ним коливання через інвертор DD2.2, конденсатор С5 і гніздо XS2 "ЗЧ" за допомогою щупа ХА1, що вставляється в це гніздо, подають на вхід підсилювача звукової частоти, що перевіряється. Генератор коливань радіочастоти утворюють логічні елементи DD1.1, DD1.2, котушка L1 та конденсатори C1, C2. Частоту його коливань, що визначається в основному індуктивністю котушки L1, в невеликих межах можна змінювати конденсатором змінної ємності C1. Елемент DD2.1 виконує функцію змішувача приладу. На вхідний висновок 1 надходять коливання радіочастоти, а на висновок 2 - звукової частоти. В результаті на виході елемента формується імпульсний сигнал радіочастоти, модульований коливаннями звукової частоти. Через конденсатор С4 і гніздо XS1 "РЧ" його подають на вхід радіочастотного тракту (або одного з його вузлів) приймача, що перевіряється. Котушку L1 контуру генератора радіочастоти можна намотати на каркасі діаметром 8...9 мм з відрізком стрижня з фериту 600НМ усередині. Щоб пробник працював у діапазоні 3…7 МГц, на каркас треба намотати 50. . .55 витків дроту ПЕВ-2 0,2.. .0,3. Як конденсатор змінної ємності (C1) можна використовувати підстроювальний КПК-1. Конструкція такого генератора-пробника – довільна. Для живлення бажано використовувати джерело напруги 5В, але можна і батарею 3336. І ще один приклад практичного використання логічних елементів цифрових мікросхем – гра "Переправа". В основу змісту цієї гри покладено старовинне логічне завдання про вовка, козу та капусту, яких перевізник повинен без втрат переправити на протилежний берег річки. Але човен такий малий, що крім самого перевізника він може вмістити лише одного пасажира чи вантаж. Залишати на березі вовка з козою або козу з капустою не можна - обов'язково будуть втрати. Без нагляду залишити разом можна лише вовка з капустою. Як у такій ситуації має вчинити перевізник? Для вирішення цього завдання радіоаматор І. Синельников із Калінінграда запропонував ігровий електронний пристрій на логічних елементах 2І-НЕ та ЗІ-НЕ, принципову схему якого ви бачите на рис. 5.
Перемикачами SA1-SA4 граючий виконує "перевезення" пасажирів та вантажу на протилежний берег річки. Так, наприклад, якщо він вважає, що першою через річку має бути переправлена коза, він переводить вниз (за схемою) рухомий контакт перемикачів SA2 "Коза" та SA1 "Перевізник". Положення ручок перемикачів на лицьовій панелі коробки, в якій змонтовано гру, відображає ситуацію, що склалася зараз на переправі. Елементи DD1.1, DD1.2 та DD2.1, DD2.2 утворюють логічний вузол, що формує сигнал помилкового ходу, при якому виникає небезпечна ситуація на одному з берегів річки (вовк може з'їсти козу, а коза – капусту). Про допущену помилку сигналізують світлодіоди HL1 і HL2, кожен з яких розташований на "своєму" березі, і звуковий сигнал, що створюється Динамічною головкою ВА1. Як працює такий ігровий автомат? У вихідному стані, коли всі пасажири, вантаж та перевізник знаходяться на одному березі річки, що відповідає показаному на схемі положенню перемикачів SAI-SA4. Для розповіді про роботу логічного вузла вважатимемо, що живлення автомата подано, тобто замкнуті контакти кнопки SB1. На виході елементів DD1.1, DD1.2 та DD2.1 логічного вузла діє високий рівень напруги і, отже, світлодіоди не світять (через те, що на аноді та на катоді кожного з них практично однакова напруга, струм через світлодіод не протікає), але в виході елемента DD2.2- низький рівень. При включенні живлення кнопкою SB1 "Переправа" на вхідному виведенні 2 елементи DD1.1 та вхідному виведенні 3 елементи DD1.2, а також на обох входах елемента DD2.1 виникає низький рівень напруги. Для елементів 2І-НЕ та ЗІ-НЕ цього достатньо, щоб на їх виході з'явився високий рівень напруги. Обидва входи елемента DD2.2 в цей час залишаються вільними, на них, отже, є високий рівень напруги, а на виході елемента (висновок 8), а значить, і на нижньому за схемою вході елемента DD1.2, з яким він з'єднаний, - Низький рівень напруги. Припустимо, що той, хто грає першим ходом, переправляє на інший берег козу. Для цього він повинен перевести в інше положення ручки перемикачів SA2, SAI та натиснути на кнопку SB1. При цьому всі чотири елементи логічного вузла залишаться у вихідному стані і жоден із світлодіодів не ввімкнеться. А якщо спробувати першим перевезти вовка? У такому разі перемикач SA3 створить на верхньому за схемою вході елемента DD2.2 низький рівень напруги та на нижньому вході елемента DD1.2 з'явиться високий рівень. Сигнал такого ж рівня буде і на двох інших входах елемента DD1.2, оскільки вони виявляться вільними. В результаті на виході елемента DD1.2 з'явиться низький рівень напруги і ввімкнеться світлодіод HL2 - сигнал небезпечної ситуації (коза, що залишилася на березі, може з'їсти капусту!). А світлодіод HL1, що знаходиться на іншому березі річки, залишиться вимкненим, тому що на верхньому вході елемента DD1.1 перемикач SAI створить низький рівень напруги. З виходів елементів DD1.1 та DD1.2 сигнал небезпечної ситуації (низького рівня) подається також на вхідні висновки 9 та 10 елемента DD1.3. При появі хоча б одному з них низького рівня елемент переключається в одиничний стан, що призводить до запуску мультивібратора, зібраного на елементах DD2.3 і DD2.4. Генеровані їм коливання частотою близько 500 Гц посилює ступінь на транзисторі VT1, включеному емітерним повторювачем, і ВА1 головка випромінює тривожний звуковий сигнал. Перемикачем SA5 звукову сигналізацію, що сповіщає про помилку під час вирішення завдання, можна відключити, залишивши лише світлову сигналізацію. Резистор R5 обмежує струм бази транзистора VT1. Через резистор R3 верхній вхід елемента DD1.3 подано високий рівень напруги, що захищає вузол сигналізації від різних електричних перешкод. Підрядковим резистором R6 встановлюють бажану гучність звучання головки ВА1. Деталі грального автомата, крім елементів комутації, світлодіодів та динамічної головки, можна змонтувати на друкованій платі розмірами 70х25 мм (рис. 6, а) та розмістити її у пластмасовій або виготовленій із фанери коробці розмірами приблизно 120Х90х50 мм (рис. 6, б).
На передній панелі коробки виконаний малюнок річки, вздовж русла якої укріплені перемикачі SAI-SA4, а на протилежних берегах - світлодіоди HL1 та HL2. Тут же знаходяться перемикач SA5 та кнопка SB1 "Переправа". Перемикачі SAI-SA5-тумблер МТ-1 або ТВ2-1, кнопка SB1-KM1-1. Динамічна головка ВА1-потужністю 0,1...0,25 Вт, наприклад, 0,25ГД-10. Джерелом живлення може служити двонапівперіодний випрямляч з вихідною напругою 5 або батарея 3336. Перед початком вирішення завдання всі перемикачі повинні бути у вихідному положенні, що відповідає ситуації, коли всі пасажири, вантаж та перевізник знаходяться на одному березі річки. Потім починають переправу на інший берег - ставлять ручки відповідних перемикачів так, щоб вони були спрямовані у бік берега, куди повинен пливти човен, і натиснувши на кнопку "Переправа", перевіряють правильність ходу. Якщо при цьому з'являється світловий або звуковий сигнал помилки, хід вважається неправильним – треба шукати інший варіант розв'язання задачі. Щоб переконатися у правильній роботі грального автомата, треба знати хід розв'язання логічного завдання. Він може бути таким. Спершу перевізник переправляє на інший берег козу. Потім повертається і забирає капусту. На іншому березі він залишає капусту та забирає козу. Переправивши назад козу, садить у човен вовка і перевозить його до капусти, після чого повертається і забирає козу. Таким чином, завдання вирішується за сім ходів. Чи можуть бути інші варіанти розв'язання задачі? Подумайте.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Контролер Silicon Motion SM2262 для SSD ▪ Пам'ять у 1000 разів швидше за флеш ▪ Операційна система Google Chrom OS
▪ Розділ сайту Особистий транспорт: наземний, водний, повітряний. Добірка статей ▪ стаття Діти, кухня, церква. Крилатий вислів ▪ стаття Хто і як навчив собак водити машину? Детальна відповідь ▪ стаття Козлик. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Імітатор незвичайних звуків. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Карельські прислів'я та приказки. Велика добірка
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page