Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником
Шрифт:
Для моделирования работы логического блока соберем его модель (рис. 119, е).
Ультразвуковой пучок, попавший на приемник и далее усиленный, формирует высокий уровень на входе 2 элемента N3. В модели это представлено источником Е1, ключом с управляющей клавишей Space и резистором r = 100 кОм. На вход 1 этого же элемента через резистор R12 также подается высокий уровень, а выход с него (при двух высоких уровнях на входе — низкий уровень) через R14 поступает на транзисторную сборку типа Дарлингтона (TR1,TR2) и далее на светодиод LED. При низком уровне сигнала на выводе 3 светодиод не горит. Ключ К должен замыкать контакты (7) и (8), также поддерживая высокий
Не забудьте, разумеется, при проведении моделирования нажимать предварительно на виртуальный выключатель О/I, расположенный в верхнем правом углу окна. Однако после возврата ключа Space в этой модели в исходное состояние, светодиод опять гаснет, так как был использован элемент NAND без гистерезиса.
Поэтому соберем последнюю виртуальную модель, воспользовавшись библиотечным компонентом микросхемы 4093, и используем ее и для генератора, и для логического блока, как и предусмотрено в реальном устройстве. Эта модель показана на рис. 119, ж.
Перед проведением эксперимента в окне Analysis Options, для устойчивости счета, изменим две установки: примем в закладке Global RELTOL = 0.1 и в закладке Transient ITL4 = 100. Ключи Space и К — замкнуты, включаем моделирование. Светодиод не горит.
Нажимаем два раза Space (вход в луч и выход из него) — светодиод загорается и продолжает гореть. Система сработала — виртуальный нарушитель пойман, для приведения устройства в исходное состояние надо нажать ключ К и вернуть устройство в исходное состояние. Светодиод погас и система вновь готова к регистрации прерываний луча.
Для тех, кто «поднаторел» в электронике и хотел бы поработать с полной виртуальной моделью, приводим ее возможный вариант (рис. 120). Однако наладка подобных моделей — дело не простое, и лучше вначале отладить отдельные блоки, а затем, воспользовавшись техникой субблоков, собрать из них структурную схему-модель.
Теперь, разобравшись в сути, переходим к сборке и наладке в соответствии с прилагаемым описанием. Общий вид устройства показан на рис. 121. Его следует после настройки заключить в подходящий корпус, позаботившись и об источнике питания.
Рис. 120. Полная виртуальная модель в EWB ультразвукового барьера
Рис. 121. Общий вид ультразвукового барьера Мастер КИТ NS167
Располагаем излучатель и приемник вдоль охранной линии, закамуфлировав их под безобидные и малозаметные предметы, а на место светодиода включаем реле с проводами, идущими в пункт наблюдения (или организуем местный радиоканал). Ждем реальных «непрошенных» гостей…
Пусть лучше не приходят — электроника не подведет.
Ох, лето красное! Любил бы я тебя,
Когда б не зной, да пыль, да комары, да мухи…
A.C. Пушкин
Вряд ли найдется человек (сам Великий Пушкин страдал!), которого бы не донимали комары и другие, подобные им кровососы: их занудное жужжание, особенно по ночам, просто невыносимо, укусы долго чешутся и, вообще! Человек борется с ними, как только может. В дело идут все достижения научно-технического прогресса: химия, свет, электричество, пылесосы, телевизоры, компьютеры, а заодно и все, находящиеся под рукой, предметы обихода…В Интернете можно обнаружить такое число средств, что оно уже сравнивается, с учетом тиражирования,
с самим вражеским поголовьем.Рассмотрим один из вариантов, доступный и интересный для начинающих радиолюбителей: надо все-таки самим попробовать.
Начнем с истории. Видно крепко «достали» комарики и их «братки» американцев во времена боев в джунглях Вьетнама, если специальная группа ученых-энтомологов, вплотную занимаясь этой проблемой, придумала новое «антикомариное» оружие. Янки, истреблявшие вьетнамцев напалмом, решили охранять свой покой…ультразвуком.
Тщательно изучая комариные осыпи, американские ученые обнаружили, что из всех комаров кусаются только беременные самки. «Se la vie» — «Cherchez la femme», то бишь: «Такова жизнь» — «Ищите женщину» — сказали бы остряки-французы.
Дальнейшие, очевидно еще более скрупулезные исследования, показали, что в эти периоды самки не переносят звуков, издаваемых комарами-самцами. Остальное, как говорится, было делом техники. Выяснили, что якобы эти звуки лежат в ультразвуковом диапазоне частот, да и создали прибор, названный акустическим репеллентом (от лат. repeliense — отталкивающий, отгоняющий).
Отойдя от правил латинской грамматики в образовании имен существительных, а, напротив, на американский манер, его можно было бы назвать «репеллером», чтобы не путать с одноименными химическими средствами защиты, репеллентом (который уместнее было бы называть по-русски «антикомарином»). Этот самый «репеллер» (ассоциация с «пропеллером» не вредит пониманию сути дела и в чем-то даже полезна) представляет собой обыкновенный ультразвуковой генератор, снабженный соответствующим излучателем, который и посылает самкам, увы, не вовремя, столь ненавистные ими призывы любви…
Советские ученые тоже не спали, и в прямом и в переносном смысле, «комаров, да мошек» в тайге почище, чем во вьетнамских джунглях, ну а левшей-то у нас всегда было хоть отбавляй. Вот и подковали комариков: хвать их и на электрический стульчик (американцы, по обыкновению, на него людей сажают, а наши-то гуманисты — комаров). Те запищали, заголосили… Дальше, не подумайте, что стала вся «оборонка» особые «электростулья» выпускать, а просто записали все это аккуратненько на пленочку, и давай на тайгу вещать: «Здесь вашего брата убивают! Спасайся, кто может!». А чтобы понятнее было для этих меньших, но отнюдь не наших братьев, вещание велось на столь ненавистной ими ультразвуковой частоте, на которой они сами во время пыток орали… Вот, вам и «Кыш, комарик!», по-советски.
Создание на подобных же принципах акустических «репеллеров» для отпугивания птиц с сельхозугодий, аэродромов и т. п. объектов позже вошло в обычную мировую практику, хотя вопросы привыкания, индивидуализации и прочие остались и по сию пору.
Здесь, хочется еще сделать небольшое отступление-экскурс в область биоакустики (есть и такая наука). Согласно последней, гудение (жужжание) комаров связано с колебаниями воздуха при взмахах их крыльев.
Основная частота этого процесса составляет 500…550 Гц — до ультразвука-то, ой, как далеко! Возможно, это только несущая частота, а сам сигнал внутри закодирован, наука пока еще это не исследовала. Это гудение для «комарильи» (так я назову эскадрилью комаров, близкую по духу и фонемам к испанской «камарилье» — свите-клике около монарха) является боевым сигналом самцам к сбору. Ибо именно такова частота звуков, исходящих от крыльев их «боевых подруг», конечно же, самцы, в отличие от исследованных американцами самок, охотно летят на этот зов любви. То, что эти звуки столь привлекательны, косвенно подтверждается тем фактом, что высоковольтные трансформаторные подстанции обычно буквально забиты всякого рода мошкарой. Правда, гипотез насчет того, как они туда попали и по какой причине сдохли, можно выдвинуть великое множество, но предположим, что их привлекают звуки, издаваемые элементами конструкций трансформаторов, работающих на переменном токе. Ну, а как «гудят» трансформаторы, хорошо известно каждому. Наличие же высших (но отнюдь не ультразвуковых) гармоник в их звуке также легко понять, так как в кривой тока, из-за нелинейности намагничивания сердечника, они всегда присутствуют.
Далее, помимо колеблющихся крылышек, звуки могут порождаться еще и по принципу смычка и струны: так «стрекочут» кузнечики, сверчки, цикады и другие насекомые.
Наконец, пенье птиц и ультразвуки, издаваемые летучими мышами — это третий механизм возникновения звука, голосовой, за счет модуляции выдыхаемого воздуха. Как возникают ультразвуковые (!) колебания у комаров? Не очень понятно, но примем это за клинический факт, отталкиваясь от которого, начнем активно бороться с паразитами. Ниже представляются специальные разработки лаборатории Мастер КИТ для решения столь актуальной проблемы.