Простые роботы своими руками или несерьёзная электроника

Иначе ведет себя устройство, собранное по схеме на рис. 15.

Пусковой кнопки здесь нет — игрушка откликается непосредственно на ваше приветствие — стоит медленно помахать перед ней рукой и она тут же отреагирует в ответ. Происходит это благодаря тому, что датчики — фототранзисторы VT1 и VT2 — соединены последовательно и отстоят один от другого на расстояние, чуть меньшее ширины ладони В исходном состоянии оба фототранзистора освещены сопротивление их участков эмиттер — коллектор мало и транзистор VT3 закрыт. При своем движении перед игрушкой ладонь вначале перекрывает свет к одному фототранзистору и сопротивление его участка увеличивается. Это приводит к открыванию транзистора VT3, и бумажная «ручка» начинает двигаться. При этом он остается открытым до тех пор, пока ладонь полностью не пройдет над фототранзистором. Этого времени достаточно чтобы «ручка» сделала полный взмах. Далее она оказывается над вторым датчиком и все повторяется. Таким образом, на каждый взмах руки игрушка отвечает двумя.

Детали монтируют на печатной плате, изготовленной из односторонне фольгированного стеклотекстолита и пригодной для сборки всех вариантов устройства. Её габаритные размеры 18 мм на 38 мм.

Резисторы — MЛT, С2-33, конденсаторы — оксидные К50-35 или аналогичные импортные, например, серии ТК фирмы Jamicon. В авторских вариантах игрушки применены фототранзисторы и оптопара IS03 фирмы Sharp, извлеченные из пятидюймового дисковода. При повторении конструкции можно применить фототранзисторы с максимальным рабочим напряжением не менее 10 В. Оптопару VD1,VT1 (см. рис. 14) либо составляют из отдельных светодиода красного цвета свечения и фототранзистора, либо используют оптрон с открытым оптическим каналом (например, АОТ147А, АОТ147Б).

В качестве основы узла управления «ручкой» используют механизм миллиамперметра магнитоэлектрической системы с током полного отклонения стрелки 1–3 мА. Часть его корпуса с защитным стеклом и шкалу удаляют, а к стрелке приклеивают бумажную «ручку» размерами примерно 20x30 мм. Затем из отрезка тонкой проволоки изготавливают ограничитель отклонения стрелки. Один его конец сгибают в виде колечка и зажимают правым винтом крепления шкалы, а другой изгибают так, чтобы стрелка упиралась в него при отклонении примерно на половину рабочего угла. Для установки узла на основании игрушки используют два уголка, согнутых из полосок листового алюминиевого сплава толщиной 1…1,5 мм и закрепленных с помощью гаек на шпильках-выводах прибора.

Готовый узел вместе с платой и батареей питания типоразмера 6F22 помещают внутрь прозрачного куба, склеенного из листового органического стекла (рис. 16).

Кнопочный выключатель питания размещают на его верхней грани. Фототранзистор первого варианта устройства устанавливают примерно в середине рабочего угла с таким расчетом, чтобы «ручка» перекрывала падающий на него свет при отклонении стрелки до ограничителя. Установку оптопары второго варианта игрушки иллюстрирует рис. 16 (местоположение указано стрелкой). В третьем варианте фототранзисторы удобнее расположить на верхней грани куба на расстоянии 60…70 мм один от другого. Для нормальной работы первого и третьего вариантов игрушки достаточно освещенности создаваемой стоваттной лампой накаливания на расстоянии 1…2 м.

Налаживание игрушки сводится в основном к подбору резистора R3 (чем тяжелее «ручка», тем меньше должно быть его сопротивление). От емкости конденсаторов C1, С2 зависит частота и продолжительность махания, поэтому их тоже желательно подобрать. Чувствительность фотодатчиков в некоторых пределах можно регулировать подбором резистора R1.

«Настоящий» электронный кубик

Основное отличие предлагаемой конструкции игрушки-сувенира от ранее опубликованных на страницах радиолюбительских изданий состоит в том, что вместо светодиодного индикатора, имитирующего выпавшую грань, в игрушке применён кубик из шести индикаторов (рис. 17).

Принципиальная схема конструкции изображена на рис. 18.

Устройство состоит из двух взаимосвязанных генераторов на элементах микросхемы DD1 и микросхемы счётчика-дешифратора DD2. Работает оно так: генератор на элементах DD1.1 и DD1.2 генерирует колебания частотой около 200 Гц, которые подаются на вход счётчика, его работой управляет в свою очередь генератор на элементах DD1.3, DD1.4. Он генерирует тактовые импульсы с частотой следования около 1–2 Гц. Импульсы на вход счётчика поступают только тогда когда на выходе тактового генератора (вывод 4) действует напряжение высокого уровня. Резистором R3 можно регулировать частоту переключения триггеров счётчика в небольших пределах. В итоге на выходах 0–6 счётчика происходит последовательный перебор логической единицы с её временной фиксацией при логическом нуле на выводе 4 тактового генератора. Внешне работа кубика такова: сначала все грани светятся, потом некоторое время какая — то одна — далее процесс повторяется.

На транзисторах VT1-VT3 собраны ключи для управления частью светодиодов. Обратная связь (выводы 5-15 микросхемы DD2) производит обнуление счётчика при каждом седьмом такте на его входе.

Далее о конструкции сувенира. Основную часть элементов схемы монтируют на платах, сделанных из односторонне фольгированного гетинакса рис. 19, рис. 20.

Между плат соединение производят посредством жгута из 8 проводов.

Грани кубика соединяют проволочными перемычками с длиной заготовки 10–12 мм. После монтажа светодиодов, проводов, резисторов все грани гнут под 90 градусов по отношению друг к другу, получая сам кубик. Провода выпускают в отверстие треугольной формы, образующееся при сборке кубика. Боковые грани поджимают, подпаивая Г-образные кусочки проволоки к соответствующим перемычкам (рис. 17).

Затем приступают к сборке корпуса. Провода пропускают через шайбу, потом через корпус от ручки вплотную к отверстию кубика и сажают эти элементы друг на друга при помощи клея. Получившуюся стойку крепят посредством пластиковой втулки к пластмассовому футляру, подходящего размера. Внутри его размещают выключатель питания, источник питания, плату с микросхемами, регулировочный резистор и производят их окончательное соединение.

В заключение несколько слов о деталях и настройке схемы. В конструкции можно использовать практически любые светодиоды с рабочим током около 5 ма и напряжением в районе 2В. Транзисторы любые маломощные соответствующей структуры. Питается игрушка от батареи «Крона» с током потребления около 10–15 ма. Настройка сводится к подбору номиналов резисторов R4-R15 для одинакового свечения светодиодов и элементов времязадающих цепей генераторов для установки желаемых рабочих интервалов времени.

Игра «Минное поле»

Эта занятная игра имитирует действия сапера по обнаружению мин и составлению карты минного поля. Игроки поочередно с помощью «миноискателя» исследуют «минное поле. Поле — это листы плотной бумаги или картона. Цель минера постараться обнаружить спрятанные под «землей» (бумагой) «мины» (монеты, мелкие плоские стальные предметы, магниты, ферритовые кольца). Обнаружив «мину», игрок ставит в этом месте бумажного листа крестик с указанием типа «взрывного устройства». После обхода всего поля лист бумаги снимают и сравнивают полученную карту с реальным расположением «мин». Побеждает тот, кто допустил меньше ошибок (оцениваются точность определения местонахождения и тип каждой «мины»).

Основа игры — «металлоискатель», принципиальная схема которого изображена на рис. 21.

По сути, это генератор сигнала звуковой (около 1 кГц) частоты с емкостной обратной связью. Колебательный контур образован катушкой L1 и конденсаторами С1 и С2. Режим работы транзистора VT1 задан резистором R1.

При плавных колебательных движениях катушки L1 над «миной» частота сигнала, воспроизводимого звукоизлучателем BF1, изменяется и вместо монотонного звука слышен звук завывающий.