«КУД-КУДА» НА МИКРОСХЕМЕ

«КУД-КУДА» НА МИКРОСХЕМЕ

Обучить электронику кудахтать пытались многие. Зачем? Чтобы использовать столь необычный имитатор в устройствах сигнализации, игровых автоматах, часах, оригинальных детских игрушках. В результате рождались довольно-таки удачные, пользующиеся повышенным спросом у населения конструкции. Но почти все они, как правило, содержали большое число транзисторов, других электронных элементов. Были достаточно сложны и громоздки.

Предлагаемый же имитатор содержит (без усилительной части) всего две микросхемы да несколько конденсаторов и резисторов. А потому размеры и цена его — минимальные. Источником звука здесь (см. блок-схему) является управляемый генератор прямоугольных колебаний Г3 (тон-генератор). Работает он на основной частоте 2…2,5 кГц. А прерывистость звуков «куд-куд-куд…» достигается путем периодического отключения Г3 другим (прерывающим) генератором Г2, вырабатывающим импульсы с частотой 4 Гц. Причем разрешение на работу последнего дает Г1.

Так как звуки «куд-куд-куд…» должны быть по частоте значительно ниже последующего звука «да-а…», то управляющий генератор Г1 производит одновременно и коммутацию соответствующих элементов, обеспечивающих работу Г3 на более высокой частоте. По истечении 2…2,5 с, когда звуки «куд-куд-куд…» должны заканчиваться, происходит переключение Г1. На Г2 от него поступает сигнал запрета работы, Г3 переходит в режим непрерывной генерации, а его частота под действием Г1 увеличивается. Возникает звук «да-а…».

Для большего сходства с кудахтанием курицы необходимо, чтобы после окончания звука «да-а…» следующий цикл, начинающийся опять со звуков «куд-куд-куд…», наступал после некоторой паузы (0,5…0,6 с). С этой целью в устройство вводится узел паузы УП, с помощью которого тон-генератор запирается и прекращает работу еще до переключения Г1 (см. временные диаграммы).

Блок-схема «электронной курицы».
Блок-схема «электронной курицы».
Временные диаграммы напряжений в контрольных точках.
Временные диаграммы напряжений в контрольных точках.

Сформированный сигнал крика курицы с выхода Г3 поступает на усилитель низкой частоты УНЧ, где усиливается по мощности. Нагрузкой последнего служит динамический громкоговоритель ВА.

Принципиальная схема предлагаемого имитатора (см. рис.) довольно-таки проста и не содержит дефицитных деталей. Генераторы Г3 и Г2 выполнены на трех логических элементах «И-НЕ» каждый (DD1.1… DD1.3 и DD2.1 …DD2.3 соответственно). Ну а управляющий генератор Г1 построен на двух логических элементах DD1.4.. и DD2.4. Для получения требуемых частот в схемах этих трех субблоков имеются RС-цепи, отличающиеся между собой номиналами элементов.

С выхода управляющего генератора (вывод 11 DD2) сигнал поступает на вход Г2 (вывод 1 DD2) и управляет им. При этом низкий уровень сигнала (логический «0») запрещает работу прерывающего генератора, а высокий (логическая «1») — дает разрешение на его работу. С выходом Г1 через R4 VD1 связана частотно-задающая цепь С1RЗ тон-генератора. Одновременно к вводу 11 микросхемы DD2 подключается и цепочка R9C4. А выход ее (С4) подключен к одному из входов тон-генератора Г3 (вывод 1 DD1.1).

УНЧ — двухтактный, выполнен на трех транзисторах по упрощенной схеме, поскольку не предъявляется высоких требований по уровню нелинейных искажений. Усилитель обеспечивает получение на нагрузке 6 Ом мощности до 0,4…0,5 Вт, при токе покоя 10…15 мА.

Принципиальная электрическая схема имитатора.
Принципиальная электрическая схема имитатора.

Действует устройство следующим образом. При включении начинает работать Г1. Он генерирует прямоугольные импульсы амплитудой 4 В с периодом 3,5 с. Причем длительность каждого «пика» составляет 2,5 с. Под действием напряжения высокого уровня (4В) происходит заряд конденсатора 04 через диод VD2. Как только напряжение на нем достигнет порогового значения (для логических элементов серии ТТЛ — это 1,4 В), на выводе 1 микросхемы DD1 появится логическая «1». Начнет работать тон-генератор. Г3 вырабатывает последовательность прямоугольных положительных импульсов, следующих с частотой примерно 2 кГц.

В течение Т, (см. временные диаграммы) работает тон-генератор. И в громкоговорителе ВА1 звучит прерывистый звук, напоминающий знакомое всем «куд-куд-куд…». Прерывание последнего обеспечивает Г2, генерирующий последовательность прямоугольных сигналов с частотой 4 Гц. Ведь с его выхода импульсы поступают на вход 10 DD1 и своим задним фронтом (отрицательным перепадом) периодически запрещают работу Г3.

С наступлением же интервала Т2 на выходе Г1 устанавливается уровень логического «0» (+0,4 В). При этом прекращается работа прерывающего генератора, а на выводе 8 DD2 устанавливается постоянный высокий логический уровень, не препятствующий работе Г3. Открывается диод VD1, и резистор R4 через VD1 подключается к цепи с низким потенциальным уровнем (+0,4 В). Тон-генератор начинает работать на повышенной звуковой частоте 2,4…2,5 кГц. При этом динамик на выходе УНЧ издает продолжительный сигнал, напоминающий «да-а…». Звук прекращается до окончания интервала Т2, после чего наступает пауза — интервал Тн (см. иллюстрации), заканчивающаяся к концу интервала Т2.

С момента появления на выходе Г1 низкого потенциального уровня (+0,4 В) конденсатор С4 начинает разряжаться через R9—DD2.4 — общий провод. Пока напряжение на нем не снижается до уровня порогового (+1,4 В), тон-генератор работает и звучит «да-а…». Но с момента, когда напряжение на С4 станет меньше порогового, Г3 прекращает работу. Наступает пауза. Звучание динамика возобновляется, когда на выходе управляющего генератора Г1 вновь появится высокий логический уровень. Конденсатор С4 при этом заряжается до порогового значения напряжения, диод VD1 запирается, и цепь С1R4 отключается от DD 2.4. Но включается тон-генератор. И вновь звучит «куд-куд-куд…».

Далее процесс повторяется.

Печатная плата устройства с расположением на ней элементов монтажа.
Печатная плата устройства с расположением на ней элементов монтажа.

Разумеется, что данное устройство должно быть подключено к соответствующему источнику питания. Его электрические параметры: напряжение — постоянное, 5 + 0,5 В, ток нагрузки — 200 мА. Описание такого источника питания можно найти в «М-К» (№ 1—2 за минувший год). Можно рекомендовать и менее сложную схему (см. рис.).

Детали? Выбор их не критичен. Указанные на иллюстрациях микросхемы можно заменить на К153ЛАЗ или К155ЛАЗ. Вместо VD1 типа КД521А подойдет любой маломощный диод. R1—R3, R5—R8 малогабаритные. Например МЛТ-0,125. Подстроечные резисторы СП3-1б, СП3-22 или СП3-27а. Электролитические конденсаторы — К50-35 или К50-6, К50-16. Динамическая головка ВА1 — любая, мощностью до 2 Вт и сопротивлением звуковой катушки постоянному тону 6…10 Ом.

Что касается источника питания, то детали, используемые в нем, тоже в разряд дефицитных не отнести. Выпрямительный мостик VD1 может быть заменен на М КЦ405 или на четыре диода типа КД105, КД209 с любой буквой. Вместо микросхемы КР142ЕН5А можно применить КР142ЕН5В. (Нумерация выводов, данная в скобках,— традиционная, для старых типов.) Конденсаторы С1, С2 — типа К50-6 или К50-16, К50-35. Трансформатор должен иметь следующие данные: сердечник типа Ш или ШЛ с сечением центрального стержня 1×1,6 см. Первичная обмотка содержит 4030 витков, намотанных проводом ПЭВ2-0,08. А у вторичной обмотки — 330 витков провода ПЭВ-0,25.

Вариант принципиальной электрической схемы блока питания.
Вариант принципиальной электрической схемы блока питания.

Наладка особой сложностью не отличается. Интервалы Т1 и Т2 при работе Г1 устанавливаются переменным резистором R7. А длительность отдельного звука «куд…» определяется величиной R 10. Частота звучания «куд-куд» регулируется подбором сопротивления R2 тон-генератора. Высота же звука «да…» (большая, чем «куд…») устанавливается резистором R4.

Частоту следования «куд-куд…» можно изменять поворотом движка R10. А длительность звучания фрагмента «да…» и длительность паузы определяются величиной R9. Причем удлинение последней происходит за счет укорочения звука «да…».

В заключение нельзя не отметить, что включение (выключение) имитатора производится просто с помощью тумблера или кнопки (на иллюстрациях не показаны). Но возможно и другое: на вход А схемы (с м. рис.) подавать логические сигналы. «1» будет включать, а «0» — отключать звучание имитатора.

И. ГЛУЗМАН, г. Киев

Рекомендуем почитать

  • СТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЕНОПЛАСТАСТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЕНОПЛАСТА
    Этот станок сконструирован в машиностроительном кружке Дома пионеров имени Ю. А. Гагарина города Свердловска. Станок предназначен для изготовления деталей сложной конфигурации, которые...
  • НЕУЖЕЛИ ВСЕ — ДЕТЕКТОР!НЕУЖЕЛИ ВСЕ — ДЕТЕКТОР!
    Казалось бы, такое простое устройство, как детекторный приемник, известно всем еще со школьной скамьи. Тем не менее и сегодня публикации о нем — не редкость. Видимо, потому, что не слабеет...
Тут можете оценить работу автора: