Пороговое напряжение Uпор подается на инвертирующий вход ОУ, то есть вывод 2 DA2. Величина этого напряжения определяется резисторами R7, R9 и его конкретное значение может быть установлено переменным резистором R9. Введение гистерезисных свойств позволяет избежать ложных срабатываний компаратора. Ширина гистерезиса определяется величиной сопротивления резистора R6. Выход компаратора подключен к ждущему мультивибратору на элементах DD1.2, DD1.4. Длительность его импульсов зависит от числа звуковых сигналов, а также емкости конденсатора С3 и сопротивления резистора R18.
Поданный на вход ждущего мультивибратора запускающий импульс переключает элемент DD1.2 в «единичное» состояние. Появляющийся в этот момент скачок положительного импульса на выходе DD1.2 передается через конденсатор С3 на вход элемента DD1.4, переводя его в «нулевое» состояние. Такое состояние элементов сохраняется и после окончания запускающего импульса. С появлением положительного импульса на выходе DD1.2 начинается зарядка конденсатора С3. В результате этого напряжение на входе DD1.4 уменьшается. При снижении его до порогового значения элемент DD1.4 переключается в «единичное» состояние, a DD1.2 — в «нулевое». В этот момент конденсатор разряжается через малое выходное сопротивление открытого элемента DD1.2 и устройство переходит в ждущий режим.
Счетчик импульсов построен на триггерах DD2.1 и DD2.2 и имеет коэффициент пересчета 4. Выходной сигнал с компаратора поступает также на вход С элемента DD2.1, а выходной сигнал ждущего мультивибратора поступает на входы R обоих триггеров. На триггерах DD3.1 и DD3.2 построен двухразрядный регистр нагрузок, выходы которого подключены к транзисторным ключам VT1 и VT2. При наличии логической 1 на выходе регистра включается соответствующая нагрузка, при логическом 0 — соответствующая нагрузка выключается.
В исходном состоянии, а также при отсутствии хлопков, звуковые и шумовые сигналы, поступающие на вход компаратора, не изменяют его состояния, так как амплитуда таких сигналов меньше порогового значения. В этом случае на выходе ОУ DA2 присутствует напряжение логической 1 и импульсов на выходе компаратора нет. Это говорит о том, что работа счетчика запрещена, на выходе R присутствует логическая 1, то есть триггеры принудительно обнулены.
При хлопке на вход ОУ DA2 поступает электрический сигнал, который превышает порог срабатывания компараторов. Компаратор вырабатывает импульс, поступающий на счетный вход триггера DD2.1. При этом с приходом первого импульса ждущий мультивибратор разрешает счетчику считать и запрещает запись в регистр. По окончании хлопков ждущий мультивибратор возвращается в начальное состояние, разрешая запись состояния счетчика в регистр нагрузок. После этого происходит включение или выключение соответствующего электродвигателя.
В устройстве можно использовать в качестве ОУ такие ИМС: К140УД12, К140УД6, К140УД7, К140УД8, вместо микросхем К176ЛА7, К176ТМ1 (К176ТМ2) допустимо применить ИМС серий К561, К564. Транзисторы — серии КТ312, КТ315, КТ325 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 40. Диоды — Д9, Д2. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, подстроечные резисторы типа СПО, СПЗ-1а. Конденсаторы типа КМ-5. В качестве микрофона ВМ1 используется капсюль ДЭМШ-1, но можно использовать микрофон и другого типа, включив его соответствующим образом, например, как показано в разделе 3.3. Выключатель питания может быть любого типа, например, тумблер МТ-3. В устройстве используются микроэлектродвигатели, предназначенные для детских игрушек.
Все детали устройства акустически управляемой модели смонтированы на печатной плате размером 110x75 мм, изготовленной из листа фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1… 1,5 мм (рис. 22. 15).
Рис. 22.15. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) устройства акустического управления модели
Налаживание устройства заключается в установке движков подстроечных резисторов R1, R9 в такое положение, при котором на каждый хлопок состояние выходов счетчика меняется, то есть на них последовательно возникают комбинации 00, 10, 11, 00. Для получения требуемой частоты вращения электродвигателей или тока срабатывания реле, установленных вместо двигателей, нужно подобрать величины резисторов R16 и R17.
Заметим, что данное устройство акустического управления моделью может быть использовано и для других целей. Если в схему установить вместо электродвигателей обычные реле, то появится возможность включения различных бытовых радиоэлектронных устройств, замков, света и др. При этом для подачи акустического сигнала можно использовать не хлопки ладошами или крик, а и обычный свисток. Подача сигнала свистком даже предпочтительнее, так как устройство можно настроить только на сигналы, подаваемые им и тем самым обезопасить объект от посягательства на него посторонними.
Глава VI
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА В СВОЕМ РАЗНООБРАЗИИ
«Ах, молодой человек, сколько непередаваемых картин, сколько неизгладимых впечатлений ждет вас впереди!»
А. Некрасов. Прикючения капитана Врунгеля.
Шаг 23
Симбиоз радиоэлектроники и музыки
Соединить радиоэлектронику и музыку было суждено нашему соотечественнику в 20-х годах уходящего века, научному сотруднику Ленинградского физико-технического института, Льву Термену. Его музыкальный инструмент, получивший название терменвокса, до настоящего времени является непревзойденным, благодаря чрезвычайно тонким возможностям управления. В этом плане его можно сравнить со скрипкой. В настоящее время трудно представить какой-нибудь музыкальный ансамбль без электрогитар, синтезаторов, устройств для создания различного рода акустических эффектов. Некоторые из этих электронных инструментов можно сделать самому.
23.1. Адаптеризация акустической гитары
Простейший вариант электрогитары можно получить, если под струнами обычной акустической гитары установить, например, электромагнитный звукосниматель. С помощью звукоснимателя происходит преобразование механических колебаний струн гитары в электрический сигнал звуковой частоты. В настоящее время существует большое количество самых разнообразных по сложности конструкций электромагнитных звукоснимателей.
Если удастся найти обычный наушник от электромагнитных головных телефонов типа ТОН-1 или ТОН-2, то его можно использовать в качестве звукоснимателя в акустической гитаре. Сопротивление катушек таких наушников составляет, как правило, 2200 Ом или 1600 Ом соответственно. С этой целью в центре крышки, которая навинчивается на корпус наушника следует просверлить отверстие диаметром 7…8 мм. К этой же крышке, на ее наружной плоской поверхности, приклеивают в трех местах три фетровые прокладки, размером 10x10 мм (рис. 23.1.а). Далее, в центре металлической мембраны припаивают стальной гвоздь диаметром 0,2…0,3 мм шляпкой к мембране. Длину гвоздя выбирают с таким расчетом, чтобы его конец выступал над поверхностью приклеенных к крышке прокладок на высоту 4 мм. На этом переделка заканчивается, наушник собирают и получившийся звукосниматель крепят к гитаре. Крепление звукоснимателя производят путем осторожного накалывания на поверхность гитары, следя при этом за равномерным прижатием фетровых прокладок к ее корпусу (рис. 23.1.б). После этого выводы звукоснимателя подключают к выходу усилителя звуковой частоты и начинают игру на электрогитаре.