Логотип

Музыкальный светофон

категория

Радиосхемы начинающим

материалы в категории

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" [1, 2]. 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.

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

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.

Почта сайта