Сегодняшний выпуск посвящен электронным играм. Продолжая заниматься в радиокружке, теперь уже, скажем, в условиях город-ского лагеря можно изготовить предлагаемые конструкции и создать небольшую игротеку. Ее посетителями и участниками игр могут стать как кружковцы, так и все желающие. Такую же игротеку можно организовать и в школе в летнее время. А возможно, вы отправитесь с ней в гости в ближайший лагерь и там развлечете отдыхающих ребят.

КТО СИЛЬНЕЕ?

Есть немало спортивных состязаний и игр, в которых проверяются силы и выносливость. Если же для их проведения нет подходящего помещения и снарядов, воспользуйтесь услугами электроники. Состязаться в силе, например, поможет простейший прибор, схема которого приведена на рис. 1. Он заменит кистевой эспандер.

Деталей в приборе немного. На транзисторе VT1 собран усилитель постоянного тока, к входным зажимам которого (ХТ1 и ХТ2) подключают датчики - они представляют собой металлические трубки, насаженные на отрезки деревянных стержней. В цепь коллектора транзистора включен стрелочный индикатор РА1.

В исходном положении транзистор закрыт, поскольку его база соединена через резистор R2 с эмиттером, и на базе отсутствует напряжение смещения. Но вот вы взяли в руки датчики. Между датчиками, а значит, между зажимами теперь включено сопротивление участка вашего тела, которое зависит, конечно, и от влажности ладоней. Через это сопротивление база транзистора оказывается подключенной к минусу источника питания.

Чем сильнее вы сжимаете датчики, тем большая поверхность ладоней соприкасается с металлом (он должен быть зачищен до блеска и обезжирен), тем меньше сопротивление между зажимами, тем больше ток в цепи базы транзистора. Соответственно изменяется и ток через стрелочный индикатор.

Максимальный ток, протекающий через эмиттерный переход (участок база-эмиттер) транзистора, ограничен резисторами R1 и R2, а ток через индикатор - подстро-ечным резистором R3.

Транзистор - любой из серий МП39-МП42 с возможно большим коэффициентом передачи тока. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, подстроечный - СП, СПО или другого типа. Стрелочный индикатор - с током полного отклонения стрелки 100 мкА - 1 мА и сопротивлением рамки постоянному току не более 1 кОм.

Детали усилителя смонтированы в корпусе (рис. 2), который может быть готовым или самодельным (из любого материала). На лицевой панели крепят индикатор, выключатель питания и зажимы. Остальные детали располагают внутри корпуса. Напротив оси подстроечного резистора в боковой стенке корпуса сверлят отверстие под отвертку. Источник питания (батарея 3336) устанавливают на съемной нижней крышке.

Датчики подключают к зажимам многожильным монтажным проводом в изоляции.

Налаживают устройство так. Вначале выводят движок подстроечного резистора вверх по схеме (замыкают резистор). Сжав как можно сильнее датчики, замечают отклонение стрелки индикатора. Если она уходит за конечное деление шкалы, перемещают движок резистора вниз и подбирают такое его положение, чтобы стрелка отклонялась примерно на треть шкалы.

Если же стрелка едва отклоняется даже при выведенном сопротивлении резистора, нужно заменить резистор R2 другим, сопротивлением 2,2; 3,3 или 4,7 кОм. В процессе состязаний находят такое положение движка резистора, при котором отклонить стрелку индикатора на конечное деление шкалы сможет только самый сильный из соревнующихся.

КТО БЫСТРЕЕ?

О человеке, который после подачи команды способен мгновенно выполнить ее, говорят, что он обладает хорошей реакцией. Она помогает добиться хороших результатов в спорте. Например, спринтер, стартующий почти вслед за свистком судьи или выстрелом стартового пистолета, имеет больше шансов прийти к финишу первым. Но хорошая реакция необходима не только спортсмену. Этим качеством должны обладать и шофер, и летчик-испытатель, и космонавт, и милиционер. Оно необходимо людям десятков профессий.

Хотите проверить, какая реакция у вас и ваших товарищей? Это нетрудно сделать с помощью предлагаемой игры. Она состоит из двух сигнальных ламп, двух кнопок и других деталей, показанных на схеме (рис. 3). После того как выключателем SA1 будет подано напряжение питания, судья дает команду. Каждый из игроков старается быстрее нажать на кнопки: SB1 - для первого игрока и SB2 - для второго. Если это быстрее сделает первый игрок, загорится лампа HL1, если второй, - HL2. Происходит это вот почему.

Когда нажимают кнопку SB1, на базу транзистора VT2 через контакты кнопки, резистор R2 и лампу HL2 подается напряжение батареи питания GB1. Транзисторы VT1, VT2 открываются, и лампа HL1 зажигается, поскольку она оказывается подключенной через цепь коллектор-эмиттер транзистора VT1 к батарее. При этом, конечно, уменьшается напряжение между эмиттером и коллектором транзистора VT1 - до нажатия кнопки оно было равно напряжению источника питания, а теперь составляет около 1 В.

Партнер, нажавший свою кнопку чуть позже вас, не сможет зажечь лампу HL2, потому что напряжения на коллекторе открытого транзистора VT1 недостаточно для открывания транзисторов VT3 и VT4.

Отпустив кнопку, ждите следующего сигнала судьи, чтобы вновь попытаться опередить соперника. Победителем можно считать того, кто из десяти попыток большее число раз зажжет свою лампу.

Лампы надо взять на напряжение 3,5 В и ток 0,26 А. Подойдут лампы и с меньшим (но не с большим!) током, но тогда придется заменить резисторы другими, с большим сопротивлением. Транзисторы возьмите любые из серий МП25, МП26, по возможности с одинаковым коэффициентом передачи тока. Выключатель питания - тумблер ТВ2-1, батарея питания - 3336. Кнопки - любой конструкции, например звонковые. На них и следует рассчитывать корпус конструкции. Резисторы - МЛТ - 0,125 или МЛТ - 0,5.

Детали игры (кроме батареи питания и кнопок) смонтируйте на плате (рис. 4). Монтаж простой, но при выполнении его надо соблюдать определенную последовательность. После установки монтажных стоек соедините перемычкой две крайние нижние из них. Затем припаяйте резисторы, закрепите выключатель, ввинтите лампы в просверленные заранее отверстия в плате, соедините резьбовые части ламп проводниками с выводом выключателя, а оставшиеся контакты ламп - с соответствующими монтажными стойками. В последнюю очередь распаяйте транзисторы.

Плату с деталями прикрепите к лицевой стенке корпуса (рис. 5).

Для этого просверлите в стенке отверстие под выключатель, два отверстия под лампы и еще два отверстия под винты диаметром 3 мм (через эти отверстия пропустите винты и закрепите на них внутри корпуса плату). Лампы закройте прозрачными колпачками.

Сверху к лицевой стенке прикрепите кнопки. Заранее просверлите под ними отверстия и пропустите внутрь корпуса проводники от контактов кнопок. Батарею питания расположите в удобном месте внутри корпуса. Желательно также прикрепить ее металлической скобкой к съемной нижней крышке.

Настало время проверить игру в действии и отрегулировать ее. Но вначале, как обычно, внимательно просмотрите весь монтаж и сверьте его со схемой. Затем подайте выключателем питание и нажмите кнопку SB1. Должна загореться лампа HL1. Отпустите кнопку и нажмите SB2. Теперь загорится HL2.

Проверьте четкость работы конструкции. Нажмите кнопку SB1 и, не отпуская ее, кнопку SB2. Если при этом лампа HL2 начнет постепенно зажигаться (может и вспыхнуть сразу, погасив лампу HL1), следует подобрать резистор R2 с меньшим сопротивлением (или увеличить сопротивление резистора R1).

Далее нажмите кнопку SB2, а вслед за ней - SB1. Лампа HL2 продолжает гореть. Если начнет зажигаться и лампа HL1, значит, сопротивление резистора R2 вы уменьшили слишком сильно. Нужно точнее подобрать его сопротивление.

Можно поступить иначе. Нажав сначала кнопку SB1, измерьте вольтметром напряжение на лампе HL1, затем, отпустив кнопку SB1 и нажав SB2, сделайте то же на лампе HL2. Подбором сопротивления одного из резисторов добейтесь равенства полученных напряжений (их значения не должны быть более 3 В). Причем, если нужно изменить напряжение на лампе HL1, подберите сопротивление резистора R2 (чем меньше его значение, тем больше напряжение на лампе).

Вполне вероятно, что, использовав транзисторы с одинаковыми коэффициентами передачи тока, никакой подстройки делать не придется.

В редких случаях проявляется и такой эффект, как самопроизвольное зажигание одной (а еще реже двух) лампы. Устраняют это включением между базой и эмиттером транзисторов VT1 и VT4 резисторов сопротивлением 510 Ом...1 кОм.

Добившись четкой работы самоделки, закройте нижнюю крышку и предложите друзьям посостязаться в скорости реакции.

КТО ВЫШЕ ПОДПРЫГНЕТ?

На стене висит небольшое табло с тремя металлическими контактами, расположенными на разной высоте, и сигнальными лампами (их тоже три, но одна - HL3 - окрашена в красный цвет). От табло тянется гибкий провод с щупом на конце. Участник игры (ребята должны быть примерно одного роста) берет щуп в правую руку и подпрыгивает, стараясь коснуться щупом одного из контактов. Если ему это удается, на табло вспыхивает соответствующая лампа. Побеждает тот, кто сможет зажечь красную сигнальную лампу, коснувшись наиболее высоко расположенного контакта ЕЗ.

"Начинка" этой самоделки, показанана рис. 6. Металлические контакты показаны в виде сенсоров Е1-ЕЗ, а щуп, которым до них дотрагиваются, обозначен буквами ХР1. Каждый из контактов подключен к каскаду, состоящему из оксидного конденсатора, ограничительного резистора и составного транзистора.

Стоит коснуться щупом, скажем, контакта Е1 - мгновенно заряжается конденсатор С1 и открывается составной транзистор VT1VT2. Зажигается лампа HL1. Когда щуп перестает касаться контакта, лампа еще некоторое время продолжает гореть, поскольку конденсатор, словно аккумулятор, успел зарядиться от источника и теперь питает цепь эмиттерного перехода составного транзистора, который остается некоторое время открытым. Продолжительность свечения лампы практически зависит от емкости конденсатора и сопротивления ограничительного резистора.

Так же работают и другие каскады.

Резисторы могут быть МЛТ - 0,25 или МЛТ - 0,125, конденсаторы - К50-6 или другие, емкостью 100...200 мкФ, транзисторы - любые из серий МП25, МП26 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 20, лампы - на напряжение 3,5 В, батарея питания - 3336 либо три последовательно соединенных гальванических элемента 373 (с таким источником питания продолжительность работы конструкции значительно возрастет). Выключателя питания нет, поскольку в исходном состоянии игра потребляет незначительный ток. Но при длительных перерывах в работе батарею следует отключать.

Сигнальные лампы размещают на табло вблизи "своих" контактов, а остальные элементы монтируют на внутренней стенке табло. Детали можно, конечно, установить на печатной или монтажной плате. В качестве щупа подойдет шариковая авторучка с металлическим стержнем - к нему припаивают многожильный монтажный провод в изоляции (длина - 2...3 м), либо обыкновенная вилка.

Налаживание игры сводится к подбору ограничительных резисторов. Соединив щуп с контактом Е1, подбирают резистор R1 такого сопротивления, при котором напряжение на лампе HL1 будет равным 2,5...3 В. На время налаживания вместо R1 можно установить последовательно соединенные постоянный резистор сопротивлением 100 Ом и переменный - сопротивлением 1 или 2,2 кОм. Плавным перемещением движка переменного резистора добиваются нужного результата, а затем измеряют получившееся общее сопротивление и впаивают на место R1 резистор с таким или возможно близким сопротивлением.

Аналогично подбирают резисторы R2 и R3.

ЛАБИРИНТ

В этой игре побеждает наиболее внимательный, сообразительный и спокойный. Именно такие качества нужны, чтобы не запутаться в сложных ходах и сообщениях, ведущих к заветной цели - "комнате". Путь к ней надо пройти металлическим щупом, перемещаемым по дорожкам лабиринта. Касаться стенок лабиринта нельзя - сразу же вспыхнет контрольная лампа и раздастся звуковой сигнал. Выигрывает тот, кто дойдет до "комнаты" с меньшим числом касаний.

Чертеж лабиринта приведен на рис. 7. Конечно, вы можете составить любой другой чертеж с более хитроумным переплетением путей, ведущих к цели. Но помните, что с усложнением рисунка увеличивается трудоемкость изготовления конструкции.

Наиболее целесообразно использовать для лабиринта, скажем, стеклотекстолит или гетинакс, покрытый с одной стороны фольгой. Тогда достаточно прорезать в фольге острым ножом или специальным резаком канавки - и лабиринт готов.

Но вероятность, что вам удастся достать такой материал, невелика. Поэтому придется запастись пластиной алюминия или дюралюминия указанных на рисунке размеров, нанести на поверхность шилом дорожки лабиринта, просверлить в дорожках отверстия возможно ближе друг к другу, пропилить надфилем промежутки между ними и опилить края дорожек, чтобы они стали ровными. Ширина дорожек может быть 4...5 мм, толщина пластины 1...1,5 мм.

Готовую металлическую пластину наложите на гладкую поверхность планки из изоляционного материала, например гетинакса, и прикрепите к ней винтами с гайками. Если есть хороший клей, то пластину можно приклеить к основанию. Прикрепите к пластине металлический лепесток (или небольшую полоску жести от консервной банки) и припаяйте к нему монтажный провод в изоляции.

Щупом служит отрезок медного провода диаметром 1,5...2 мм и длиной 10...12 см. Один конец его надо очистить от эмалевой изоляции и заточить напильником, чтобы он стал полукруглым и его удобно было вести по дорожкам лабиринта. К другому концу припаяйте многожильный монтажный провод в изоляции длиной 50...60 см, а затем натяните на щуп отрезок резиновой или поливинилхлоридной трубки такой длины, чтобы конец щупа выступал на 5...6 мм.

Сигнализатор касаний (рис. 8) собран на четырех транзисторах. Первые два (VT1 и VT2) работают как электронный ключ, подсоединяющий контрольную лампу HL1 к источнику питания при замыкании зажимов ХТ1 и ХТ2 (иначе говоря, при касании щупом, соединенным с зажимом ХТ1, стенок лабиринта, с которыми соединен проводник от зажима ХТ2). На двух других транзисторах собран генератор - он подключен параллельно лампе HL1. Как только лампа вспыхнет, на ней появится напряжение. Сразу же начинает работать генератор, и из динамической головки ВА1 слышится звук. Тональность его зависит от емкости конденсатора С2 и сопротивления резистора R2.

Касание щупом стенок лабиринта может быть мгновенным. Почувствует ли его сигнализатор, успеет ли вспыхнуть лампа? В простейшем случае, когда через щуп подается напряжение на лампу, она вряд ли успела бы накалиться. Но в устройстве такой вариант предусмотрен, и в сигнализатор введена своеобразная задержка по времени. Она состоит из конденсатора С1 и резистора R1. На эту цепочку и подается через щуп напряжение. Даже кратковременного замыкания зажимов достаточно, чтобы конденсатор С1 успел зарядиться до напряжения батареи GB1. А далее он начинает разряжаться через резистор R1 и транзисторы VT1, VT2. И хотя щуп уже отошел от стенок лабиринта, лампа горит, а из динамической головки слышен звук. Продолжительность задержки небольшая - менее секунды.

Транзисторы VT1 и VT2 возьмите серий МП25, МП26 с коэффициентом передачи тока не менее 20.

Кроме указанных на схеме, на месте VT3 можно установить другие маломощные транзисторы структуры n-p-n (например, МП37В, МП38) с коэффициентом передачи тока не менее 35, а на месте VT4 - транзистор из серий МП39 - МП42 с коэффициентом передачи тока не менее 45.

Лампа HL1 - на напряжение 3,5 В и ток 0,26 А. Но лучше, если установите лампу с меньшим током потребления, тогда транзистор VT2 будет работать в более легком режиме и меньше нагреваться при длительных касаниях щупом стенок лабиринта. Резисторы - МЛТ - 0,125 или МЛТ - 0,5, конденсатор С1 - К50 - 6, но подойдет и другой, емкостью 100...200 мкФ. Причем, чем больше его емкость, тем больше продолжительность задержки, а значит, и свечения лампы после окончания касания щупом стенок лабиринта. Выключатель SA1 - тумблер ТВ2 - 1, батарея питания - 3336, но вполне годится и другой источник напряжением 4,5 В, рассчитанный на нужный ток нагрузки - до 0,3 А (например, три последовательно соединенных элемента 373).

Детали сигнализатора смонтируйте на плате (рис. 9). Разметив заготовку платы, вырежьте в ней отверстие под диффузор динамической головки, просверлите отверстия под контрольную лампу и выключатель и установите эти детали на плату (лампа должна ввинчиваться в отверстие). Затем установите на плате монтажные стойки, припаяйте к стойкам резисторы и конденсаторы. Соедините контакты лампы соответственно со стойкой и выключателем, а затем подпаяйте к деталям платы выводы динамической головки. В заключение припаяйте к стойкам выводы транзисторов. Проследите, чтобы транзисторы были точно на своих местах в соответствии с принципиальной и монтажной схемами.

Смонтированную плату надо закрепить в корпусе (рис. 10) со съемной нижней крышкой. В верхней стенке корпуса просверлите отверстия под выключатель и лампу, напротив диффузора головки вырежьте отверстие и закройте его декоративной тканью или пластмассовой решеткой. Плату с деталями можно прикрепить к верхней стенке винтами, но она будет надежно удерживаться гайкой, навинченной поверх стенки на корпус выключателя.

На верхней стенке установите зажимы, а батарею питания разместите внутри корпуса на любой из стенок или прикрепите ее металлической скобой к нижней крышке. Соединения между платой, батареей и зажимами выполняют многожильным монтажным проводом в изоляции.

Налаживать сигнализатор несложно. Подав выключателем SA1 питание, временно соедините между собой эмиттер и коллектор транзистора VT2 и подключите таким образом генератор и лампу HL1 к источнику питания. Лампа должна загореться, а из динамической головки раздастся звук. Если это не произойдет, значит, в монтаже допущена ошибка. Устраните ее.

Затем снимите перемычку между эмиттером и коллектором транзистора VT2, а зажимы замкните между собой. Лампа может загореться ярко, как и при непосредственном подключении ее к батарее питания. Такая яркость, конечно, не нужна, и ее следует уменьшить во избежание излишнего тока через транзистор VT2 и его нагрева. Для этого включите последовательно с резистором R1 переменный резистор сопротивлением 2,2 или 3,3 кОм и, перемещая его движок, установите напряжение на лампе равным 2,5...3 В. Затем измерьте получившееся общее сопротивление (переменный резистор и постоянный R1) и впаяйте резистор с таким сопротивлением вместо R1.

Если же яркость свечения лампы при замыкании зажимов будет недостаточна, нужно несколько уменьшить сопротивление резистора R1.

НАЙДИТЕ "МИНУ"

В фильмах о Великой Отечественной войне вы не раз могли видеть, как работают саперы. С наушниками на голове они осторожно проверяют длинной штангой с кольцом - датчиком на конце каждый метр земли. Как только раздастся едва заметное изменение звука - стоп! В этом месте спрятана мина.

И в мирные дни находится работа саперам, потому что до сих пор еще не везде очищена земля от замаскированных боеприпасов. Нет-нет, да и обнаруживаются в самых неожиданных местах, даже на дне рек и прудов, залежи снарядов. И саперам вновь и вновь приходится вступать в единоборство со смертью...

Со своими друзьями и вы можете стать на время "саперами". Искать "мины" можно... в комнате. Ими могут быть, например, тонкие крышки от консервных банок или кружочки кровельного железа диаметром 6...8 см. А спрятать их надо под паласом, тонкими ковриками или дорожками.

Остается изготовить "миноискатель". Поскольку "мины" будут лежать неглубоко от поверхности поискового поля, соберем простейшую конструкцию, принципиальная схема которой приведена на рис. 11. В нашем "миноискателе" всего один транзистор - на нем собран генератор электрических колебаний звуковой частоты. В1 - это датчик, представляющий собой катушку, намотанную на постоянном магните. Частота звука зависит от емкости конденсаторов С1-C3 и индуктивности катушки датчика. Колебания генератора подаются через конденсатор С4 и разъем Х1 на головные телефоны BF1. Переменным резистором R2 устанавливают режим работы транзистора, а значит, наибольшую чувствительность "миноискателя".

Пока вблизи датчика В1 "миноискателя" нет металлических предметов, в головных телефонах слышен звук определенной тональности. Но стоит поднести датчик, например, к небольшой пластине из стали, как тональность звука изменится. Чем ближе датчик к металлу, тем сильнее изменение тональности звука. По этому признаку и обнаруживают место залегания "мины".

В качестве датчика удобно использовать капсюль от головных телефонов ТОН - 1, ТОН - 2 (рис. 12) или им подобных с сопротивлением обмотки не менее 1 кОм. Но капсюль придется доработать - удалить мембрану. Транзистор должен быть МП39Б, МП42Б с коэффициентом передачи тока не ниже 35 (иначе генератор не будет работать). Постоянные резисторы - МЛТ - 0,5, переменный - СП - 1. Конденсаторы - типа МБМ. Головные телефоны - ТОН - 1, ТОН - 2 или аналогичные. Выключатель питания - тумблер ТВ2 - 1, источник питания GB1 - батарея "Крона", разъем Х1 - любого типа с двумя гнездами под вилку головных телефонов.

Детали, кроме датчика, источника питания и разъема, надо разместить на небольшой плате (рис. 13).

На рис. 14 показан корпус устройства. К верхней его панели крепят плату. Для этого можно использовать гайки крепления выключателя и переменного резистора. На ось резистора наденьте пластмассовую ручку управления. На верхней же панели установите разъем, а на боковой стенке просверлите отверстие под проводники от датчика. Батарею питания прикрепите к съемной нижней крышке напротив конденсаторов С2 и C3. Соедините выводы батареи с деталями на плате многожильными монтажными проводниками в изоляции. Концы проводников можете припаять непосредственно к выводам батареи "Крона" или использовать колодку от такой же батареи (конечно, негодной) и припаять выводы к ней, соблюдая полярность - минусовый провод от выключателя к выводу колодки с меньшим диаметром, а плюсовой - к выводу с отогнутыми лепестками. Так удобнее менять батарею.

Теперь проверьте работу собранной части устройства. Положите на стол рядом с корпусом капсюль от головных телефонов крышкой вверх и подключите его проводниками в изоляции к деталям платы в соответствии со схемой. При выключенном питании подключите параллельно контактам тумблера миллиамперметр (у прибора типа Ц20 на пределе 3 мА) и установите переменным резистором R2 ток около 1 мА. Отметьте это положение точкой на верхней панели корпуса, проставленной против риски на ручке управления.

Отключите миллиамперметр и тумблером подайте питание на генератор. В головных телефонах, включенных в разъем Х1, будет слышен звук средней тональности. Поднесите к крышке капсюля-датчика какой-нибудь массивный железный предмет, например плоскогубцы. Вы сразу заметите, что звук, идущий от телефона, изменил свою тональность. При перемещении движка переменного резистора влево по схеме тональность звука повышается, но одновременно с этим уменьшается его громкость. Установив ручку резистора в такое положение, при котором еще слышен звук, снова приближайте тот же предмет к крышке капсюля. "Миноискатель" стал более чувствителен и обнаружит металл на расстоянии 10...15 мм отдатчика - сначала тональность звука в телефонах повысится, а затем (при дальнейшем приближении предмета к датчику) звук исчезнет. Это положение ручки управления тоже можно отметить на лицевой панели корпуса.

Остается изготовить поисковую штангу. Отключите капсюль от генератора и прикрепите его магнитом вниз к диску, вырезанному, например, из тонкого гетинакса (рис. 15,а) или другого изоляционного материала. Диск с датчиком прикрепите к деревянной ручке (рис. 15,б), нижний конец которой срезан под углом. Такая конструкция будет имитировать настоящий миноискатель.

На ручке установите генератор. Удобнее поступить так: прикрепить к ручке шурупами съемную нижнюю крышку корпуса генератора, а уже к ней привернуть сам корпус. Можно поступить иначе - закрепить корпус на ручке металлическими уголками, привинченными к боковым стенкам корпуса. В этом случае предварительно выведите через отверстие в боковой стенке многожильные монтажные проводники в изоляции такой длины, чтобы их можно было подсоединить к выводам капсюля-датчика. После крепления корпуса к ручке проводники привяжите в нескольких местах изолентой, а концы проводников соедините с выводами датчика.

Включив генератор и вставив в разъем головные телефоны, приближайте диск с датчиком к крышке от консервной банки. Заметьте, при каком расстоянии между ними произойдет изменение тональности звука (чувствительность "миноискателя" установите вблизи максимальной). Оно должно равняться 8...10 мм.

Итак, "миноискатель" готов. Можно начинать игру. Под палас или коврик спрячьте в нескольких местах крышки от консервных банок и пригласите "сапера" (он, конечно, не должен видеть подготовительной работы). С помощью устройства "сапер" должен обнаружить максимальное число "мин" и указать места их расположения. Диск с датчиком разрешается водить по паласу (или коврику). Кто быстрее всех обнаружит все "мины", тот и выигрывает.

Конечно, игру можно проводить и по другим правилам - придумайте их с друзьями сами.

Возможен и иной вариант устройства для проведения соревнований по поиску "мин", основанный на индуктивной связи. В этом случае также понадобятся "мина", но уже электронная, и приемник. "Мину" - миниатюрный передатчик (их может быть несколько), работающий на звуковой частоте, маскируют в земле на улице или в помещении.

Каждая такая "мина" (рис. 16) представляет собой мультивибратор, выполненный на транзисторах VT1, VT2 и работающий на частоте примерно 1000 Гц.

В змиттерную цепь транзистора VT2 мультивибратора включен усилитель мощности на транзисторе VT3 с катушкой индуктивности L1 в качестве нагрузки. Вокруг нее образуется электромагнитное поле звуковой частоты. Это поле улавливает датчик приемника (рис. 17) - катушка L1. Колебания звуковой частоты с нее подаются на каскад усиления на транзисторе VT1. Прослушивается усиленный сигнал через головные телефоны BF1. Чувствительность приемника такова, что звук "мины" слышен на расстоянии до метра.

Транзисторы мультивибратора и приемника могут быть серий МП39-МП42 с возможно большим коэффициентом передачи тока, транзистор усилителя мощности - серий МП25, МП26. Катушка "мины" намотана на каркасе внутренним диаметром 8 и длиной 30 мм и содержит 800 витков провода ПЭВ - 1 0,1. Внутрь каркаса вставлен стержень таких же габаритов из феррита 400НН (можно 600НН). Катушка приемника содержит 3000 витков провода ПЭВ - 1 0,12, намотанных на стержне диаметром 8 и длиной 80...100 мм из феррита 400НН. Источник питания - батарея 3336, но "мина" может работать и от одного элемента 373, 343.

Детали "мины" монтируют на плате (рис. 18), которую вместе с источником питания крепят внутри корпуса возможно меньших габаритов. Там же размещают катушку индуктивности. Выключатель укрепляют на боковой стенке - пользуются им непосредственно перед маскировкой "мины" и после ее обнаружения.

Детали приемника, кроме катушки индуктивности, кнопочного выключателя и головных телефонов, монтируют также в небольшом корпусе и укрепляют его вблизи одного из концов деревянной рейки примерно метровой длины. Рядом с корпусом на рейке устанавливают выключатель, а на противоположном конце рейки крепят катушку (рис. 19). Головные телефоны могут быть подключены к соответствующим точкам приемника непосредственно либо через разъем и вилку. Следует заметить, что головные телефоны могут быть как высокоомные, типа ТОН - 1, так и низкоомные, например миниатюрные ТМ - 2А. Первые из них позволяют получить большую чувствительность, но меньшую громкость, а вторые, наоборот, - большую громкость, но меньшую чувствительность. Подбором резистора R1 в приемнике добиваются максимальной громкости звука.

В заключение обзора конструкций электронных игр заметим, что рекомендованные для использования в них германиевые транзисторы серии МП не всегда могут оказаться в запасах радиокружка. Вместо них можно применять кремниевые транзисторы, например, серий КТ315 (n-p-n) и КТ361 (р-n-р). Естественно, что при такой замене придется подобрать резисторы в базовых цепях транзисторов.

У кого реакция лучше? Это можно определить с помощью автомата, схема которого изображена на рис. 2. Играют четверо. Каждый держит в ру­ках небольшую планку с кнопкой. У ведущего находится в руках выносной яульт управления, с которого подается сигнал старта. А пока такого сигнала нет, на лицевой панели автомата периодически вспыхивают две лампы. Но вот ведущий незаметно от игроков нажал кнопку на пульте управления. Сразу же вспыхивает лампа сигнала старта. Теперь все зависит от реакции игроков - кто быстрее нажмет «свою» кнопку, тот и выиграет этот старт.

Рис. 2. Схема игрового автомата «Кто быстрее?»

Рассмотрим работу игрового автомата. Кнопки S1 - S4 на планках играющих включены в цепи питания обмоток соответствующих им реле К1 - К4. По­казанное на схеме положение кнопок играющих и кнопок на пульте управле­ния является исходным. Если теперь автомат включить в электроосветительную сеть, начнут периодически вспыхивать лампы HI и Н2 отвлекающего сигнала - они подключены в сеть через контакты S5 и S6 стартеров, используемых для. ламп дневного света, и замкнутые контакты переключателя S8.

Но вот ведущий нажимает на кнопку переключателя S8. Загорается лампа НЗ, что служит для играющих сигналом старта. Допустим, что первым после этого успел нажать свою кнопку S2 играющий № 2. Тогда сработает реле КЗ, контактами К.2.1 оно заблошруется, контактами К2.2 разомкнет цепь питания всех кнопок играющих, а контактами К2.3 включит сигнальную лампу Н6 к фиксирующую первенство этого играющего. Одновременно загорится и ламиа Н7, освещающая надпись «Выиграл». В случае преждевременного нажатие кнопки загорится лампа Н5, подсвечивающая надпись «Нарушены правила».

После определения лидера старта ведущий нажимает кнопку сброса S? (реле К2 отпускает) и возвращает контакты кнопочного переключателя S8 в, исходное положение.

Зачем нужны диоды VI - V4? Если их не будет (т. е. вместо них в це» пях будут проволочные перемычки), то после срабатывания одного из рел» через замкнутые контакты кнопки победителя и играющего, нажавшего кнопку вторым, напряжение питания поступит на второе реле, и оно сработает. В тай­ком случае загорятся две лампы, и лидера определить будет невозможно. Дио~ ды VI - V4 исключают такой исход игры.

Все реле в автомате должны быть одинаковые. Подойдут реле РС-13, РС-52 1 и другие с обмотками сопротивлением не менее 6 кОм, двумя группам» контактов на замыкание и одной на размыкание. Реле следует отрегулировать. так, чтобы при срабатывании сначала замыкались блокирующие контакты (К1.1, К2.1, К3.1 и К4.1), а затем размыкались нормально замкнутые (К1.2, К2.2„ К3.2 и К4.2), Если все же реле будут дребезжать, то параллельно их обмот­кам надо будет подключить электролитические или бумажные конденсатора емкостью 0,25..Л мкФ (подбирают в процессе настройки, причем емкость должна быть возможно меньшей). Номинальное напряжение конденсаторов должно быть не менее 300 В.

Кнопки S1 - S4 - звонковые; стартеры S5, S6 - СК-220; кнопка S7, рассчитанная на напряжение не менее 220, В, - любой конструкции, переклю­чатель S8 - П2К или двухсекционный тумблер. Конденсатор С1 - К.50-12, К50-3, ЭГЦ. Резистор R1 можно составить из трех резисторов МЛТ-2 соп­ротивлением по 15 кОм, соединив их параллельно. Лампы H1 - НЗ - на пе­ременное напряжение 220 В и мощностью 15 Вт, Н4 - Н9 - на напряжение ПО В и мощностью 8 Вт.

Если при налаживаний автомата реле не срабатывают, то подбирают ре­зистор R1.

Автомат, «Кто быстрее?» можно также выполнить по схеме, приведенной на рис. 3. Отличается он от автомата первого варианта лишь тем, что выполнен на более современных элементах - тринисторах.

Рис. 3. Схема варианта автомата «Кто быстрее?»

При нажатии на кнопку S2 «Старт» загорается лампа НЗ. Увидев ее сиг­нал, все играющие нажимают кнопки своих пультов (S3 - S6). Предполо­жим, что первой оказалась нажатой кнопка S5. Тогда положительное напря­жение выпрямителя на диодах V2 - V5 через замкнутые контакты кнопка S2, диод VI, резистор R1 и диод V14 будет подано на управляющий электрог тринистора V10, он откроется и загорится лампа Н6, определяющая лидера Одновременно откроется диод VII, в результате чего напряжение на нижне-(по схеме) выводе резистора R1 уменьшится до 0,5…1 В, поэтому цри нажати; кнопок остальных играющих (S3, S4, S6) соответствующие тринисторы оста­нутся закрытыми. В том же случае, если кто-то из играющих нажмет свою кнопку еще до подачи полезного сигнала, то одновременно с открыванием со­ответствующего- тринистора и загоранием лампы этого играющего сработает и реле К1, которое контактами К.1.1 включит звонок Н8 - сигнал нарушения правил игры. Диод VI предотвратит в этом случае загорание лампы НЗ. Кноп­кой S1 «Сброс» устройство устанавливают в исходное состояние.

Лампы HI и Н2, мигая, выполняют функцию отвлекающих сигналов; они переключаются простейшим генератором, собранным на реле К2, КЗ и конден­саторе С1.

Тринисторы, используемые в этом игровом автомате, могут быть серии КУ101 с любым буквенным индексом. Диоды V7, V9, VII, V13 - любые из серий Д9, Д311, V14 - Д220, Д223, Д2. Лампы HI - H7 типа МН18-0Д. Реле К1 - типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.317), К2, КЗ - РЭС-9 (паспорт РС4.524.202). Трансформатор Т1 мощностью 5…10 Вт, понижающий напряже­ние сети до 15…18 В при токе нагрузки не менее 300 мА. Кнопки тех же типов, что и в конструкции первого варианта.

Устройство, собранное без ошибок, в налаживании не нуждается. В игровой автомат, представляющий собой рефлексометр, можно внести некоторые усовершенствования. Например, вместо ламп накаливания, опреде­ляющих лидера, можно применить цифровой индикатор. Возможности такого рефлексометра значительно расширятся, если каждому из четырех играющих будет соответствовать свой цифровой индикатор и высвечиваемая им цифра позволит определить, каким по счету он среагировал на полезный сигнал. Мож­но ввести в рефлексометр и секундомер - это позволит фиксировать не только относительную, но и абсолютную реакцию.

Глава 3. Электронные игры.

3.1 Электронный кубик.

3.1 Электронный кубик

Всем знакомы игры, в которых перед началом хода требуется бросать небольшой пластмассовый кубик, на шести гранях которого нанесено от одной до шести точек (очков). Бросая по очереди кубик, играющие суммируют очки: кто больше набрал, тот и выиграл.

Можно изготовить электронное устройство, заменяющее такой кубик. На передней панели устройства должны быть шесть светодиодов, кнопка и тумблер включения. Стоит нажать кнопку - и количество светящихся светодиодов покажет число набранных в очередном туре очков.

Принципиальная схема электронного кубика представлена на рис. 17,а. На трех логических элементах 2И-НЕ микросхемы DD1 собран генератор, а на шести D-триггерах (микросхемы DD2-DD4) -кольцевой счетчик.

Как работает генератор? Он представляет собой трехкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью через конденсатор С1 и отрицательной - через резистор R1. При наличии таких связей в усилителе возникают автоколебания, частота которых определяется произведением R1C1. При этом контакты кнопки SB1 должны быть разомкнуты. Запомните эту схему - в дальнейшем она будет использоваться во многих устройствах.

Рассмотрим работу счетчика. Как видно из схемы, все синхронизирующие входы D-триггеров соединены между собой, а вход D последующего триггера соединен с прямым выходом предыдущего D-триггера. Вход же D первого триггера (DD2.1) соединен с инверсным выходом последнего триггера (DD4.2). Работу цепи триггеров (ее еще называют кольцевым триггерным счетчиком) удобно проанализировать по таблице истинности (табл. 2). Выходы Q1-Q6 - это прямые выходы триггеров. Допустим, в исходный момент все триггеры находятся в нулевом состоянии. Тогда на входе D первого триггера - напряжение высокого уровня, поступающее с инверсного выхода шестого триггера. После поступления первого импульса триггер DD2.1 переключается в единичное состояние, и с его прямого выхода напряжение высокого уровня поступает на вход D триггера DD2.2. .Поэтому после поступление импульса № 2 второй триггер переключается в единичное состояние По мере поступления на входы С шести, импульсов все триггеры

переключаются в единичное состояние. При этом светятся все светодиоды, подключенные к инверсным выходам триггеров. На вход D первого триггера теперь подано напряжение низкого уровня, и при подаче последующих шести импульсов триггеры последовательно переключаются в нулевое состояние. Из табл. 2 видно, что период работы кольцевого счетчика равен 12 тактам.

При нажатии кнопки SB1 "Пуск" импульсы частотой 1...2 МГц с генератора поступают на вход кольцевого счетчика. Последний за время удержания кнопки (1...2 с) многократно переполняется, поэтому после отпускания кнопки состояния триггеров DD2.1 -DD4.2, отображаемые горящими светодиодами HL1-HL6, практически случайны. Сколько светодиодов зажглось, столько очков и записывают в актив игроку.

Питаются микросхемы от батареи GB1, потребляя ток 50...100 мА.

Все элементы устройства, кроме SB1, Q1 и GB1, расположены на печатной плате (рис. 17, б,в). Выключатель питания Q1 (он может быть типов П2Т, МТ1, П2К) и кнопка SB1 (она может быть типов КМ1, МП1 или любого другого типа) расположены на верхней крышке. Здесь же просверлены отверстия для светодиодов HL1-HL6. Плата с деталями крепится с помощью винтов с ограничивающими втулками. Батарея GB1 может быть типа 3336 "Рубин"; светодиоды HL1-HL6 - типов АЛ102, АЛ307 АЛ310 с любыми буквенными индексами; конденсатор С1 - типов КЛС, КМ-5, К10-7в, К10-23;

резисторы - типа МЛТ-0,25.

Электронный кубик в налаживании не нуждается.

Начинающие радиолюбители могут "увидеть", как переключаются триггеры при поступлении импульсов генератора. Для этого параллельно конденсатору С1 необходимо подключить оксидный конденсатор емкостью 200...500 мкФ на напряжение 6...10 В отрицательной обкладкой к выводам 1, 2 логического элемента DD1.1. При этом частота генератора уменьшится до 0,5...2 Гц, и по зажиганию соответствующих светодиодов можно проследить последовательность переключения триггеров. Разумеется, кнопка SB1 должна быть постоянно нажата.

Рис. 17 Принципиальная схема электронного кубика

Изображение:

Таблица 2. Таблица истинности триггеров

Изображение:

3.2 "Кто выше?".

3.2 "Кто выше?"

Когда собираются гости, перед хозяином встает задача - чем их занять? Ниже описано несложное устройство, которое позволяет

хорошо размяться и в какой-то степени оценить свои физические способности.

Устройство даёт возможность определить лучшего прыгуна. За отметку высоты принимают, например, ветки деревьев. Подпрыгнул, коснулся ветки - значит, преодолел нужную высоту. С помощью предлагаемого прибора можно более объективно оценивать лидера и устраивать такие состязания не только там, где есть деревья, но и в любом другом месте.

Датчиком высоты служит плата из фольгированного стеклотекстолита, на которой расположены восемь изолированных друг от друга медных площадок (рис. 18).

Плату располагают на определенной высоте. Прикосновение пальцев руки к площадкам вызывает срабатывание соответствующих реле, которые фиксируют достигнутую высоту.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 19. Он состоит из восьми одинаковых блоков А1-А8. Каждый блок представляет собой емкостное реле, т. е. устройство, срабатывающее при прикосновении человека к сенсорному контакту (на схеме контакты обозначены Е1-Е8). Каждый блок выполнен на двух транзисторах и тринисторе и представляет собой усилитель. Поскольку тело человека обладает определенной емкостью, оно имеет некоторый электрический заряд, а следовательно, и разность потенциалов между любыми двумя точками тела. Поэтому при прикосновении руки к сенсорному контакту, допустим, блока А1, на базе транзистора VT1 относительно общего провода появляется напряжение. Транзисторы VT1, VT2 открываются и через управляющий электрод тринистора VS1 начинает протекать ток. Это вызывает открывание тринистора и срабатывание электромагнитного реле К1. Своими контактами К 1.1 реле включает лампу HL1 и снимает питание с блоков А2-А8. Если теперь дотронуться до контактов Е2-Е8, то соответствующие реле не сработают. Таким образом, лампа HL1 зафиксирует наибольшую высоту.

А если подпрыгнуть и провести пальцами снизу вверх по сенсорам? Тогда первым сработает реле К8, зажжется лампа HL8 Затем сработает реле К7, зажжется лампа HL7, а реле Е8 отпустит и лампа HL8 погаснет Затем сработает реле Кб, обесточив все предыдущие реле, и т. д. Таким образом, и в этом случае будет гореть только одна лампа, соответствующая наибольшей достигнутой высоте.

Чтобы возвратить устройство в исходное состояние, необходимо кратковременно нажать кнопку SB1 "Сброс"

Устройство питается от стабилизированного выпрямителя (стабилитрон VD1 и транзистор VT17)

Транзисторы КТ203Б можно заменить на КТ361, КТ502, КТ3107 с любыми буквами; КТ801Б - на КТ815, КТ807 с любыми буквами. Тринисторы - любые из серии КУ101 Мостовой выпрямитель VD2 -типов КЦ402, КЦ405 с любыми буквами или четыре диода Д226, Д310. Реле К1-К8 - типа РЭС-15 (паспорт РС4.591 004) или РЭС-10 (паспорт РС4 524.302). Трансформатор Т1 - типа ТВК-70, ТВК-110Л-1 или любой другой, имеющий вторичную обмотку на напряжение 12...15 В и ток не менее 200 мА

Устройство собрано в корпусе размерами 255 х 200 х 80 мм. Передняя стенка корпуса представляет собой плату с сенсорными контактами (см. рис. 18) Излишки фольги удалены с помощью ножа, В верхней части передней стенки установлены выключатель питания

Q1 и кнопка SB1 "Сброс", а слева - лампы HL1-HL8 В этом же корпусе находится и печатная плата, на которой смонтированы элементы устройства. Сенсорные контакты должны соединяться с печатной платой возможно более короткими проводами (10.. 20 см).

Устройство, собранное из исправных деталей и без ошибок, в налаживании не нуждается При пользовании прибором необходимо лишь подбирать такую полярность подключения первичной обмотки трансформатора Т1 к сети, при которой обеспечивается надежное срабатывание реле.

Рис. 18 Расположение сенсорных контактов устройства "Кто выше?"

Изображение:

Рис. 19 Принципиальная схема устройства "Кто выше?"

Изображение:

3.3 Игровое устройство "Рулетка ".

3.3 Игровое устройство "Рулетка"

В популярной телевизионной игре "Что? Где? Когда?" для определения очередного тура конкурса используют механический волчок, или рулетку. Раскручивают волчок до большой скорости и дают ему возможность свободно вращаться. Положение стрелки волчка после остановки укажет на адрес очередного вопроса или на музыкальную паузу.

Такое устройство можно сделать и электронным. На рис. 20 приведена его принципиальная схема. Схема генератора несколько отличается от использовавшейся в электронном кубике. Во-первых, транзистор VT1 повышает входное сопротивление логического элемента DD1.1, что позволяет применить конденсатор С1 сравнительно небольшой емкости. Во-вторых, частота генератора зависит от напряжения на базе транзистора VT2: чем больше это напряжение, тем больше и частота.

Нарастающее или убывающее напряжение формируется узлом, собранным на резисторах R3-R7, конденсаторе С2 и кнопке SB1. В исходном состоянии контактов кнопки, показанном на схеме, напряжение на конденсаторе С2 составляет примерно 1 В. При этом транзистор VT2 закрыт, его внутреннее сопротивление велико и.генератор не работает. Счетчик DD2 находится в произвольном состоянии, и светится один из светодиодов HL1-HL16. При нажатии кнопки SB1 "Пуск" конденсатор С2 начинает заряжаться. Ток базы транзистора VT2 плавно увеличивается, внутреннее сопротивление транзистора уменьшается, и начинает работать генератор, причем частота его импульсов постепенно увеличивается. Светодиоды HL1-HL16 расположены по окружности, поэтому создается впечатление кругового движения горящей точки (светится только один светодиод).

Когда конденсатор С2 зарядится до максимального напряжения, определяемого сопротивлением резисторов делителя, частота импульсов генератора станет максимальной. Теперь кнопку SB1 можно

отпустить. Начнется разрядка конденсатора С2, и частота генератора будет плавно уменьшаться. Через некоторое время внутреннее сопротивление транзистора VT2 увеличится настолько, что генератор остановится и будет гореть один из светодиодов HL1-HL16. Какой именно светодиод - заранее узнать невозможно. Именно эта особенность и позволяет использовать устройство в различных играх. Например, около каждого светодиода можно написать числа от 1 до 16 и соревноваться, кто больше очков наберет, скажем, за пять ходов (играют поочередно несколько участников). Если же каждому числу будет соответствовать какое-либо задание, которое должен выполнить участник, то с помощью рулетки можно проводить интересные конкурсы, викторины.

Устройство собрано в круглом корпусе диаметром 300 мм. На верхней крышке находятся 16 светодиодов, равномерно размещенных по окружности, и кнопка SB1 "Пуск" (в центре окружности). Выключатель питания Q1 и держатель предохранителя FU1 расположены на нижней крышке корпуса в углублении.

В устройстве можно применить следующие радиодетали. Транзисторы VT1, VT2 любые из серий КТ312. КТ315, КТ342, КТ3117. VT3 -типов КТ801, КТ807, КТ815 с любыми буквами. Светодиоды HL1-HL16 могут быть типов АЛ102; АЛ307; АЛ310 с любыми буквами Вместо них можно применять также миниатюрные лампы накаливания НСМ6,3-20, но при этом вместо резистора R10 следует поставить перемычку и включить резисторы сопротивлением 510. .680 Ом между выходами дешифратора DD3 и общим проводом (это уменьшит бросок тока при включении ламп накаливания, поскольку нити ламп все время будут разогреты небольшим током, протекающим через резисторы). Конденсаторы С1-С4 - типов К50-6, К50-16, К50-3. Резисторы - типа МЛТ-0,25. Кнопка SB1 - типа КМ1-1, П2К, выключатель питания - тумблер (МТ1, П1Т-1-1, Tl, T2 и др.). Трансформатор Tl - любой, имеющий вторичную обмотку на напряжение 8...12 В и ток не менее 200 мА (подойдут, например, без переделки трансформаторы типов ТВК-70Л2, ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2) Транзистор VT3 установлен на небольшом уголке площадью 15... 20 см - он служит радиатором.

При налаживании, прежде всего отключив от стабилизатора цепи питания микросхем, с помощью резистора R8 устанавливают на эмиттере VT3 напряжение 5 В. Затем восстанавливают цепи питания микросхем. Нажимают на кнопку SB1 "Пуск" и подбором резистора R6 устанавливают требуемую скорость "разгона" (т. е. скорость нарастания частоты генератора). Затем кнопку SB1 отпускают, резистор R7 закорачивают, резистор R5 временно заменяют переменным такого же номинала и, уменьшая его сопротивление, добиваются срыва колебаний генератора. После этого снимают перемычку с резистора R7, нажатием кнопки SB1 "Пуск" вновь "разгоняют" генератор, кнопку отпускают и подбором резистора R7 устанавливают требуемую скорость остановки. На этом налаживание можно считать законченным.

При использовании устройства в большом зале размеры его могут оказаться недостаточными. В этом случае целесообразно изготовить выносное табло размером 1. .1,5 м с лампами на напряжение сети и мощностью 40 ..60 Вт Для коммутации ламп применяют бесконтактные ключи на тринисторах (рис. 21). При подаче напряжения низкого уровня на вход ключа транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 и тринистор VS1 открыты, лампа HL1 светится

При использовании выносного табло светодиоды HL1-HL16 можно не отключать от выходов дешифратора.

Рис. 20 Принципиальная схема игрового устройства "рулетка"

Изображение:

Рис. 21 Схема бесконтактного ключа для выносного табло "рулетки"

Изображение:

3.4 Генератор случайных чисел.

3.4 Генератор случайных чисел

По принципу действия это устройство аналогично описанному выше, но оно выдает случайные числа в виде цифр, высвечиваемых цифровым индикатором. Принципиальная схема генератора случайных чисел приведена на рис. 22. Устройство выполнено на двух микросхемах серии К176.

Названная серия отличается от уже знакомой нам серии К155 тем, что выполнена на полевых транзисторах. Поэтому микросхемы этой серии потребляют очень малую мощность. Так, для используемых в описываемом ниже генераторе случайных чисел микросхем К176ЛА7 и К176ИЕ8 ток потребления (в статическом режиме) не превышает 0,1 и 100 мкА соответственно. Кроме того, логические элементы, входящие в состав микросхем, имеют высокое входное сопротивле

ние (несколько мегаом), что также является их достоинством (в этом вы убедитесь ниже).

На микросхеме DD1 собран генератор, а на микросхеме DD2 -счетчик с дешифратором. Микросхема Е176ЕА8 представляет собой десятичный счетчик, совмещенный с дешифратором. Напомним, как работает микросхема. Вход R служит для установки исходного состояния (для этого на него необходимо кратковременно подать напряжение высокого уровня), а вход СР - для подачи счетных импульсов положительной полярности (в данном случае на него в процессе работы подается напряжение высокого логического уровня). Микросхема имеет также вход CN для подачи импульсов отрицательной полярности. В процессе счета на выходах микросхемы последовательно появляется напряжения высокого уровня, которое через резисторы R3-R12 подается на базы высоковольтных транзисторов VT1-VT10. Последние управляют цифровым газоразрядным индикатором HG1. Поскольку за время удержания кнопки SB1 счетчик многократно переполнялся, высвечиваемое индикатором число будет практически случайным.

Контакты кнопки SB1 отключают питание индикатора на время нажатия кнопки, чтобы исключить мерцание цифр.

Питание генератора чисел осуществляется от простейшего однополупериодного выпрямителя с параметрическим стабилизатором и

фильтром VD1VD2C2 Резистор R2 необходим для подачи напряжения высокого уровня на вывод 12 микросхемы DD1

Генератор случайных чисел собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита (рис 23). В налаживании устройство не нуждается.

При работе с генератором случайных чисел необходимо соблюдать меры безопасности, поскольку все элементы устройства имеют гальваническую связь с сетью

Прибор можно использовать для иллюстрации некоторых вопросов теории вероятностей и математической статистики, при проведении различного рода экспериментов, а также в ряде игр.

Рис. 22 Схема генератора случайных чисел

Изображение:

Рис. 23 Монтажная плата и схемы размещения на ней

Изображение:

3.5 Тремометр.

3.5 Тремометр

Название прибора происходит от латинского слова tremor, т. е. дрожание. Тремор - это непроизвольные колебательные движения всего тела или отдельных его частей. Чаще всего они охватывают пальцы рук, веки, язык, нижнюю челюсть, голову. У здоровых людей тремор может возникать вследствие мышечного напряжения, эмоционального возбуждения, действия холода.

Предлагаемый прибор позволяет количественно оценивать тремор пальцев рук и тренировать пальцы. Для этого испытуемый должен специальным щупом совершать движение вдоль прорезей определенной формы (рис 24). не касаясь их краев.

Рассмотрим работу тремометра, руководствуясь его принципиальной схемой (рис 25) После подачи питания необходимо дотрону-

ться щупом Q1 до контакта Б. При этом срабатывает реле К1 и контактами К 1.1 самоблокируется, загорается лампа HL2, подсвечивающая табло "Работа". Одновременно через резисторы R3 и R4 начнется зарядка конденсатора С1 - пойдет отсчет времени, отведенного на один цикл. Теперь можно начать выполнение требуемого задания. Вначале щуп поочередно помещают в отверстия, затем проводят слева направо вдоль сужающейся щели, далее -вдоль прямоугольного выреза, и т.д. При этом надо стараться не коснуться краев.

Пластина с прорезями выполнена из металла (на схеме обозначена буквой А), поэтому при касании ее щупом Q1 замыкается электрическая цепь. При этом на вывод 1 логического элемента DD1.1 подается напряжение высокого уровня, транзистор VT1 открывается, срабатывает электромагнитный счетчик импульсов Y1 и загорается лампа HL1, подсвечивающая табло "Касание" Одновременно напряжение высокого уровня, поданное на вывод 9 логического элемента DD1.3, запускает генератор, выполненный на логических элементах DD1.3 и DD1.4 и транзисторе VT6. В звуковом излучателе НА1 раздается звуковой сигнал частотой 300...400 Гц, означающий касание. При каждом касании показание счетчика Y1 увеличивается на единицу. Но ведь можно умышленно прижать щуп к одному из краев прорези и таким образом проделать весь путь, совершив лишь одно касание. В приборе предусмотрено "наказание" за такие неправильные действия. Как только замкнутся контакты Q1 и А, напряжение +5 В окажется приложенным к левому по схеме выводу резистора R6, и через него начнет заряжаться конденсатор С2. Через 1 . 1,5 с откроются транзисторы VT4 и VT5, на входы логического элемента DD2.1 поступит напряжение низкого уровня, а на вывод 4 элемента DD2.2 - напряжение высокого уровня. Начнет работать генератор, выполненный на логических элементах DD2.2-DD2.4. Импульсы с выхода генератора (их частота равна 10.. 15 Гц) будут поступать на вывод 2 логического элемента DD1.1 и вывод 12 элемента DD1.4 Счетчик будет срабатывать с частотой 10...15 Гц. накапливая штрафные очки, а звуковой излучатель НА1 будет издавать прерывистые звуковые сигналы.

Через 15... 20 с после начала выполнения задания конденсатор С1 зарядится до напряжения, достаточного для открывания составного транзистора VT2VT3. Сработает электромагнитное реле К2 и контактами К2.1 самоблокируется. Контактами К2.2 оно включит лампу HL3, подсвечивающую транспарант "Конец", а также снимет питание с лампы HL1 и счетчика Y1. Зазвучит прерывистый звуковой сигнал, извещающий об истечении отведенного времени.

Для установки устройства в исходное состояние необходимо нажать кнопку SB1 "Сброс". Диоды VD1 и VD3 нужны для быстрой разрядки конденсаторов С1 и С2 после снятия с катодов диодов положительного напряжения.

Теперь о деталях тремометра. Вместо микросхемы К155ЛАЗ можно применить аналогичные микросхемы серий К133, К134, К158, КР531, К555 Транзисторы VT2-VT6 могут быть любыми из серий КТ312, КТ315, КТ503, КТ603, КТ608, КТ3117, VT1 - любой из серий КТ801. КТ815, КТ817. Диоды VD1, VD3 - любые из серий Д9, Д311, КД509, КД510, КД521, КД522. Стабистор КС119А (VD2) можно заменить КС 11 ЗА, а также применить взамен два-три последовательно соединенных диода из перечисленных выше Конденсаторы С1-СЗ - оксидные К50-6, К50-16, К50-35; С4 - КМ-6. К10-17, К10-23, К73-17. Переменный резистор R4 - типа СП-1 или СПЗ-4а, остальные резисторы - МЛТ-0,25 Звуковой излучатель ДЭМШ-1А можно заменить телефонным капсюлем любого типа сопротивлением 60...200 Ом, а также вызывным прибором ВП-1. Реле К1 - РЭС-10 (паспорт РС4.524.304 или РС4.524315). или РЭС-15 (паспорт РС4.591.002 или РС4.591.005). Электромеханический счетчик Y1 -типа СИ206 или СИ100. Кнопка SB1 - любого типа с контактами на размыкание.

Для питания тремометра потребуются источник постоянного стабилизированного напряжения 5 В при токе не менее 300 мА и источник постоянного нестабилизированного напряжения 24 В при токе не менее 500 мА.

Переднюю панель прибора, в которой сделаны прорези, желательно выполнить из нержавеющей стали толщиной 1...1,5 мм. Щуп Q1 можно сделать из вязальной спицы диаметром 1...1,5 мм и длиной 150...200 мм.

Переменным резистором R4 можно устанавливать различное время выполнения задания.

Для расширения возможностей тремометра можно рекомендовать замену электромеханического счетчика счетчиком на цифровых микросхемах, изменение тона звукового сигнала по окончании отведенного времени. Эти усовершенствования предлагается сделать самостоятельно.

Рис. 24 Эскиз верхней панели тремометра

Изображение:

Рис. 25 Принципиальная схема тремометра

Изображение:

3.6 "Кто быстрее?".

3.6 "Кто быстрее?"

У кого реакция лучше? Это можно определить с помощью автомата, схема которого изображена на рис. 26. Играют четверо. Каждый держит в руках небольшой пульт с кнопкой. У ведущего находится в руках выносной пульт управления, с которого подается

сигнал старта. А пока такого сигнала нет, на лицевой панели периодически вспыхивают две лампы. Но вот ведущий незаметно от играющих нажал кнопку на пульте управления. Сразу же вспыхивает лампа сигнала старта. Теперь все зависит от реакции играющих: кто быстрее нажмет "свою" кнопку, тот и выиграет этот старт.

Рассмотрим работу игрового автомата. При нажатии на кнопку SB2 "Старт" загорается лампа HL3. Увидев ее сигнал, все игроки нажимают кнопки своих пультов (SB3-SB6). Предположим, что первой оказалась нажатой кнопка SB5. Тогда положительное напряжение выпрямителя VD2-VD5 через замыкающие контакты кнопки SB2, диод VD1, резистор R1, диод VD10 и контакты кнопки SB5 поступит на управляющий электрод тринистора VS3, он откроется и загорится лампа HL6, определяющая лидера. Одновременно откроется диод VD8, что приведет к уменьшению на нижнем по схеме выводе резистора R1 напряжения до 0.5...1 В. Поэтому при нажатии кнопок остальными игроками соответствующие тринисторы не смогут открыться. В том же случае, если кто-либо из игроков нажмет свою кнопку до подачи полезного сигнала, одновременно с открыванием соответствующего тринистора и загоранием лампы этого игрока сработает реле К1 и своими

контактами К 1.1 включит звонок НА1 - сигнал нарушения правил игры. Диод VD1 предотвратит в этом случае загорание лампы HL3. Кнопкой SB1 "Сброс" ведущий устанавливает устройство в исходное состояние.

Лампы HL1 и HL2, мигая, выполняют функцию отвлекающих сигналов; они переключаются простейшим генератором, собранным на реле К2, КЗ и конденсаторе С1.

Тринисторы, используемые в этом игровом автомате, могут быть серии КУ101 с любыми буквами. Диоды VD6-VD9 - любые из серий Д9 (кроме Д9Б), Д311 (эти диоды имеют малое прямое падение напряжения, что требуется для надежного шунтирования управляющих переходов тринисторов); VD10 - любой из серий КД509, КД510, КД521, КД522. Реле К1 - РЭС-10 (паспорт РС4.524.317), К2, КЗ -РЭС-9 (паспорт РС4.524.202). Трансформатор Т1 - мощностью 5...10 Вт, понижающий напряжение сети до 16... 18 В при токе нагрузки не менее 300 мА. Подойдут, например, трансформаторы типов ТВК-110Л-1, ТВК-110Л-2. Кнопки SB1, SB3 - SB6 - КМ1-1, SB2 -тумблер МТ1-1, ТВ2-1; можно также использовать переключатели П2К. В качестве разъемов использованы магнитофонные разъемы типа СГ-5.

Устройство, собранное без ошибок, в налаживании не нуждается. Игровой автомат "Кто быстрее?" можно выполнить также и на интегральных микросхемах.

Работает такой прибор аналогично описанному выше варианту на тринисторах. Его принципиальная схема приведена на рис. 27.

На логических элементах микросхем DD2, DD4 выполнены RS-григгеры. После подачи питания необходимо нажать кнопку SB6 "Сброс", расположенную на пульте ведущего. При этом все RS-триггеры установятся в нулевое состояние (на их верхних по схеме выходах - напряжение низкого уровня). На выходах логических элементов микросхем DD1 и DD3 - напряжение высокого уровня, поскольку через нормально замкнутые контакты кнопок SB1-SB4 на один из входов каждого из этих логических элементов подано напряжение низкого уровня. Лампы HL1-HL4 не светятся. Работает генератор отвлекающих сигналов, собранный на логических элементах DD6.1, DD6.2 и транзисторе VT5. (Этот транзистор повышает входное сопротивление логического элемента DD6.1, что позволяет использовать резистор R10 сопротивлением в несколько десятков килоом и конденсатор С1 относительно небольшой емкости. Аналогичный генератор встречается и в других конструкциях данной книги). "Перемигиваются" лампы HL5 и HL7 отвлекающего сигнала с частотой около 2 Гц.

После перевода ведущим контактов переключателя SB5 "Старт" в противоположное указанному на схеме положение лампы отвлекающего сигнала отключаются и загорается лампа HL6 полезного сигнала "Старт". Игроки нажимают свои кнопки SB1-SB4. Допустим, обладатель кнопки SB1 среагировал первым. При этом на выходе логического элемента DD 1.1 появится напряжение низкого уровня, и триггер DD2.1DD2.2 переключится в противоположное состояние, которому соответствует напряжение высокого уровня на выходе элемента DD2.1. На другом выходе триггера (выход элемента DD2.2) при этом будет напряжение низкого уровня, которое поступит на входы логических элементов DD1.2, DD3.1 и DD3.2 (выводы 13,2 и 12 соответственно), поэтому остальные RS-триггеры уже не смогут изменить своего состояния. Одновременно откроется транзистор VT1 и загорится лампа HL1, фиксирующая лидера.

А если первый игрок среагировал преждевременно, т.е. нажал кнопку SB1 до включения лампы "Старт"? В этом случае устройство будет работать так же, как и ранее, однако одновременно с загоранием лампы HL1 в этом случае зазвучит сигнал фальстарта. Этот звуковой сигнал формируется генератором на логических элементах DD6.3 и DD6.4, а работа генератора будет разрешена подачей напряжения высокого уровня, поданного с выхода DD5.1 на вход DD6.3. В случае своевременного старта генератор не заработает, поскольку на выводе 9 логического элемента DD6.3 будет напряжение низкого уровня, поданное через замыкающие контакты переключателя SB5.

В устройстве можно применить микросхемы серий К133, К134, К158, КР531, К555. Транзисторы КТ3117А можно заменить КТ603, КТ608, КТ801, КТ815 с любыми буквами, КТ315Б - любым из серий КТ201, КТ315, КТ503. Конденсатор С1 - оксидный К50-6, К50-16, К50-35; С2 - КМ-6, К10-17, К73-17. Кнопки, переключатели и разъемы - тех же типов, что и в предыдущем варианте игрового автомата.

Для питания устройства потребуется источник, обеспечивающий постоянное напряжение 5 В при токе не менее 300 мА. Он может быть собран, например, по схеме блока питания логического прибора "Версия", описание которого будет приведено ниже.

В игровой автомат "Кто быстрее?" при желании можно внести некоторые усовершенствования. Например, вместо ламп накаливания, определяющих лидера, можно применить цифровые индикаторы (газоразрядные, светодиодные или люминесцентные). При этом каждому игроку будет соответствовать свой цифровой индикатор, и высвечиваемая им цифра позволит определить, каким по счету он среагировал на полезный сигнал. Можно также ввести и электронный

секундомер - это позволит определять не только относительную, но и абсолютную реакцию игрока.

Рис. 26 Схема игрового автомата "Кто быстрее?" (вариант 1)

Изображение:

Рис. 27 Схема игрового автомата "Кто быстрее?" (вариант 2)

Изображение:

3.7 Логический прибор "Версия ".

3.7 Логический прибор "Версия"

На верхней панели такого прибора-автомата (рис. 28; расположение на рисунке элементов управления относится ко второму варианту прибора) находятся шесть кнопок и несколько табло. Нажимая эти кнопки в определенной последовательности, требуется зажечь световое табло "Конец". Добиться этого можно последовательным нажатием только трех определенных кнопок, а нажатие любой из трех других кнопок возвращает устройство в исходное состояние, т.е. сводит на нет все предыдущие ходы. Время, которое дается на ходы, ограничено.

Принципиальная схема прибора приведена на рис. 29. При подключении источника питания загорается лампа HL1, подсвечивающая табло "Начинайте игру". После этого игрок начинает нажимать кнопки SB1-SB6 в той последовательности, которую он считает правильной Допустим, первой нажата кнопка SB1. При этом сработает реле К1 и своими контактами К1 2 самоблокируется Начинается зарядка конденсатора С1, работающего в реле выдержки времени, а контакты К 1.1 подготавливают к срабатыванию цепь реле К2 и отключают табло "Начинайте игру" Если следующей будет нажата кнопка SB2, то сработает реле К2, а после нажатия кнопки SB3 - реле КЗ, которое контактами КЗ 2 зажжет лампу HL2 табло "Конец" - игра окончена. Но реле КЗ сработает только в том случае, если три кнопки будут нажаты именно в указанной последовательности: SB1-SB2-SB3. Если же будет нажата одна из кнопок SB4-SB6,

то все сработавшие ранее реле (К1-КЗ) отпустят. А если игрок не успеет угадать необходимую последовательность нажатия кнопок в течение заданного времени? В таком случае сработает реле К4 выдержки времени, и зажжется лампа HL3 табло "Время истекло". Таким образом, игрок, предлагая свою версия последовательности нажатия кнопок, должен включить табло "Конец".

По окончании каждого цикла игры устройство возвращают в исходное состояние нажатием кнопки SB7 "Сброс". Выигрывает тот из игроков, кто угадает нужную последовательность нажатия кнопок за наименьшее число попыток.

Как работает реле выдержки времени? После срабатывания реле К1 его контакты К 1.2 размыкаются, и начинается зарядка конденсатора С1 через резисторы R1 и R2. При определенном напряжении на положительной обкладке конденсатора откроется стабилитрон VD1, а также откроется составной транзистор VT1VT2 и сработает реле К4 - зажжется лампа HL3 табло "Время истекло". Резистор R3 ограничивает ток разрядки конденсатора.

О деталях устройства. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми из серий КТ312, КТ315, КТ503. Конденсатор С1 - оксидный К50-6, К50-16, К50-35. Реле К1-К4 - РЭС-9, паспорт РС4.524.200. Кнопки SB1-SB7 - КМ 1-1, П2К и др Источник питания прибора должен обеспечивать постоянное напряжение 18...20 В при токе не менее 300 мА.

Кнопки SB1-SB6 на лицевой панели прибора располагают в произвольном порядке.

Налаживание устройства состоит в установке подстроенным резистором R1 выдержки времени, равной 5...10 с.

Несколько рекомендаций по расширению возможностей игрового автомата. Во-первых, можно предусмотреть изменение требуемой последовательности нажатия кнопок, использовав для этого галетный переключатель. Во-вторых, игру можно сделать в расчете на двух игроков, которые будут делать ходы поочередно - игра станет интереснее.

Схема второго варианта игрового автомата "Версия", выполненного на тринисторах и интегральных микросхемах, показана на рис. 30. Логика его работы несколько отличается от предыдущего

варианта. На передней панели прибора (см. рис. 28) расположены шесть кнопок, каждой из которых присвоен порядковый номер. По сигналу автомата "Ход" требуется за 5. .7 с последовательно нажать три кнопки, после чего цикл можно повторить. Задача состоит в том, чтобы зажечь последовательно три лампы HL1-HL3, расположенные на передней панели прибора, и таким образом угадать искомое число. Каждую последующую цифру числа можно определять только после того, как отгадана предыдущая. Если, допустим, искомое число 132, а игрок нажмет одну за другой кнопки 2, 3, 1, то ни одна из ламп не загорится, хотя вторая цифра определена верно. В соответствии с этим выстраивают и версии поиска: сначала нужно найти первую цифру числа, затем, начиная последующие ходы с нажатия уже известной первой кнопки, определить вторую цифру, а затем - и третью.

Как работает это игровое устройство? После подключения его к сети выключателем Q1 следует нажать кнопку SB7 "Сброс". При этом кратковременно сработает реле К1 и своими контактами К 1.2 установит в исходное состояние RS-триггер на логических элементах DD1.3 и DD1.4, а также счетчик DD2. В отличие от RS-триггера, который устанавливается в нулевое состояние подачей напряжения низкого уровня на его вход, счетчик К155ИЕ2 устанавливается в нулевое состояние подачей напряжения высокого уровня на его входы &R0. В счетном режиме на этих входах должно быть напряжение низкого уровня. Счетные импульсы должны подаваться на вход С1, при этом на выходах 1, 2, 4, 8 появляются сигналы, соответствующие в двоичном коде числу импульсов, поданных на вход счетчика.

Итак, устройство в исходном состоянии, светится лампа HL5 "Ход". Можно нажимать кнопки. Допустим, игрок первой нажал кнопку SB1. При этом откроется тринистор VS1 и загорится лампа HL1. Если затем нажать кнопку SB2, то откроется тринистор VS2, на управляющий электрод которого будет подано напряжение с лампы HL1 через резистор R2 и замыкающие контакты кнопки SB2. Очевидно, что если лампа HL1 не светится, то тринистор VS2 не откроется.

Каждое нажатие одной из кнопок SB1-SB6 приводит к формированию на выходе RS-триггера DD1.1DD1.2 (вывод 3) импульса, и состояние счетчика DD2 будет увеличиваться на единицу. После поступления на счетчик четырех импульсов на выходе 4 микросхемы DD2 появится напряжение высокого уровня, откроется тринистор VS4 и загорится лампа HL4 "Нарушено". Таким образом, по правилам игры за один цикл поиска можно нажимать не более трех кнопок.

В устройстве предусмотрено и ограничение времени совершения ходов. После первого же нажатия одной из кнопок переключится в противоположное состояние RS-триггер DD1.3DD1.4 - на выводе 8 появится напряжение высокого уровня и через резистор R8 начнется зарядка конденсатора С1. Как только напряжение на нем достигнет 2...3 В, откроется составной транзистор VT1VT2 и сработает реле К1. Устройство возвратится в исходное состояние.

Диод VD1 обеспечивает быструю разрядку конденсатора С1 после возвращения устройства в исходное состояние.

Микросхемы устройства питаются от стабилизатора, выполненного на транзисторе VT4, который включен эмиттерным повторителем. Лампы и реле К1 питаются выпрямленным нестабилизированным напряжением, снимаемым с конденсатора С3.

В игровом автомате можно использовать микросхемы серий К133, К155, КР531, К555. Тринисторы - любые из серии КУ101. Транзисторы КТ315Б и КТ608Б можно заменить любыми из серий КТ608, КТ815, а также на КТ603А, КТ3117А. В качестве VT4 можно применить транзисторы типов КТ807, КТ815, КТ817 с любыми буквами. Диодную сборку КЦ405А можно заменить на КЦ402, КЦ405 с любыми буквами, а также на КЦ407А. Реле К1 - типа РЭС-9, паспорт РС4.524.201. Кнопки SB1-SB7 - типов КМ2-1, П2К, выключатель питания Q1 - тумблер любого типа (ТВ2-1, ТП1-2, МТ1 и др.). Трансформатор Т1 - ТВК-110Л-1 (использована обмотка II). Самодельный трансформатор может быть выполнен на магнитопроводе ШЛ 16х25. Обмотка I содержит 2400 витков провода ПЭВ-1 0,14, обмотка II - 250 витков провода ПЭВ-1 0,27.

Большая часть элементов устройства размещена на печатной плате (рис. 31). Транзистор VT4 установлен на небольшом радиаторе (площадью 20...30 см^2). Если монтаж выполнен без ошибок и все детали исправны, то в налаживании устройство не нуждается.

Это устройство - не только игра. Его можно использовать и для тренировки логичности мышления, способности быстро принимать решения. Для этого прибор можно усовершенствовать, например, ввести счетчик суммарного затраченного времени, счетчик числа ходов. Подумайте, как это сделать.

Рис. 28 Эскиз передней панели прибора "Версия"

Изображение:

Рис. 29 Схема логического прибора "Версия" (вариант 1)

Изображение:

Рис. 30 Схема варианта прибора "Версия" на тринисторах и микросхемах

Изображение:

Рис. 31а Печатная плата прибора "Версия" - расположение элементов

Изображение:

Рис. 31б Печатная плата прибора "Версия" - расположение печатных проводников

Изображение:

3.8 Рефлексометр.

3.8 Рефлексометр

Как известно, реакцией человека называют время, которое проходит от момента воздействия на наши органы чувств какого-либо раздражителя до момента принятия конкретных действий. Например, шофер увидел на дороге яму и нажал на тормоза. Промежуток времени "увидел - нажал" и будет составлять в этом

случае время реакции. Несомненно, есть люди с хорошей и плохой реакцией от рождения. Но реакцию можно тренировать. Хорошо подходит для этого прибор "Кто быстрее?", описание которого было приведено выше. Рефлексометр, о котором речь пойдет ниже, также предназначен для тренировки реакции и внимания.

Сущность работы рефлексометра состоит в следующем. На табло в случайной последовательности зажигаются цифры от 0 до 9. В течение времени горения цифры испытуемый должен успеть нажать кнопку с номером, соответствующим появившейся цифре. Если нажата нужная кнопка и в срок, в актив испытуемому засчитывается одно очко, в противном случае очко не засчитывается. Чем больше очков будет набрано, тем лучшими перечисленными выше способностями обладает человек.

Рассмотрим работу устройства по его принципиальной схеме, представленной на рис. 32. На микросхемах DD3-DD8 выполнены три декадных счетчика. На работе счетчика остановимся подробнее. Микросхема К155ИЕ2 представляет собой двоично-десятичный четырехразрядный счетчик. Для обеспечения счетного режима работы выход первого триггера (вывод 12) соединен с входом второго триггера (вывод 1). Входные импульсы подают па вход С1 (вывод 14). Установка всех четырех триггеров счетчика в нулевое состояние обеспечивается подачей напряжения высокого уровня на входы &R0. В режиме счета импульсов на эти входы должно быть подано напряжение низкого уровня. При поступлении импульсов на вход С1 происходит последовательное переключение триггеров микросхемы таким образом, что число, записанное в триггерах и выведенное в двоичной форме на выходы 1-2-4-8, соответствует числу поступивших на счетчик импульсов после его сброса. Выходы счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора (микросхема К155ИД1), который преобразует двоично-десятичный код в десятичный и управляет работой газоразрядного индикатора ИН-14.

Индикатор HG1 первого счетчика "выдает" случайные числа, второй счетчик фиксирует набранные очки, а третий считает общее число циклов. На логических элементах DD1.4 и DD2.1 собран генератор, вырабатывающий импульсы с частотой следования в несколько десятков килогерц, а на логических элементах DD1.1-DD1.3 - генератор инфранизкой (доли герца) частоты. Допустим, что второй генератор находится в состоянии, при котором на выходе элемента DD1.3 напряжение высокого уровня (на все элементы устройства подано питание, и микросхемы установлены в исходное состояние нажатием кнопки SB 11 "Сброс", а затем нажата кнопка SB12 "Пуск"). В этом случае на счетный вход С1 микросхемы DD3

будут поступать импульсы высокой частоты. Через некоторое время конденсатор С1 перезарядится, и на выходе DD1.3 появится напряжение низкого уровня, генератор DD1.4DD2.1 затормозится. Но счетчик DD3 многократно переполнялся импульсами генератора, поэтому после его остановки цифровой индикатор HG1 будет высвечивать практически случайное число. Допустим, это число "2". Тогда испытуемый должен нажать кнопку с таким же номером (SB2). Напряжение низкого уровня с вывода 8 дешифратора DD4 через диод VD4 и замыкающие контакты кнопки SB2, через резистор R10 поступит на базу транзистора VT3. Транзисторы VT2 и VT3 откроются. На вход RS-триггера DD2.2DD2.3 (вывод 4 микросхемы DD2) поступит напряжение низкого уровня и переключит его в противоположное предыдущему состояние. При этом с выхода триггера (вывод 8 микросхемы DD2) на вход второго счетчика поступит импульс, который запишет в счетчик одно очко. Если же испытуемый нажмет любую другую кнопку, кроме SB2, состояние RS-триггера и второго счетчика не изменится. После этого цикл работы рефлексометра повторится.

Импульсы с выхода элемента DD1.3 поступают на вход третьего счетчика, который фиксирует общее число циклов. После прихода на счетчик девятого импульса RS-триггер DD9.1DD9.2 сигналами с выходов 1 и 8 (выводы 12 и 11 микросхемы DD7) переключится в противоположное состояние, загорится лампа HL1, сигнализирующая об окончании одного цикла эксперимента. Индикатор HG2 высветит число набранных очков, которое в лучшем случае может быть равно 9. Для начала новой серии циклов необходимо нажать кнопку SB12 "Пуск".

Переменным резистором R3 можно изменять продолжительность свечения цифры, выдаваемой генератором случайных чисел (индикатор HG1), и тем самым упрощать или усложнять задачу испытуемого. Диоды VD1 и VD2 позволяют раздельно устанавливать длительность действия напряжений высокого и низкого уровней на выходе генератора. Транзистор VT4 отключает цифровой индикатор HG1 в моменты работы генератора случайных чисел и тем самым исключает мерцание цифр индикатора. Резисторы R6, R12, R14, конденсаторы СЗ, С4 обеспечивают необходимую помехоустойчивость микросхем рефлексометра.

Транзисторы VT1, VT2 могут быть любыми из серий КТ312, КТ315, КТ503; VT3 - любой из серий КТ203, КТ361, КТ502; VT4 -любой из серий П308, П309, КТ601, КТ604, КТ605, КТ940; VT5 -КТ603, КТ608, КТ3117, КТ815, КТ817 с любыми буквами. Диоды VD1,VD2 - любые из серий Д9, Д311, КД509, КД521, КД522;

VD3-VD12 - Д104А, Д105А, Д223А, Д223Б, КД521 (А-В), КД509А,

КД226 с любыми буквами (эти диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 70 В и малое прямое (0,5...1 В) напряжение). Конденсатор С1 - оксидный К50-6, К50-16, К50-35;

С2-С4 - типов КМ-6, К10-7, К10-17, КЛС. Переменный резистор R3 - СП-1, СПЗ-4ам, остальные резисторы - МЛТ-0,25. Кнопки SB I-SB 12 желательно применить с герконовыми контактами (у них малое усилие нажатия), однако при их отсутствии возможно использование кнопок и других типов. Цифровые газоразрядные индикаторы HG1-HG3 - типов ИН-1, ИН-4, ИН-8, ИН-12, ИН-14, ИН-18. Лампа HL1 - КМ6-60 или НСМ6,3-20.

Источник питания 5 В должен быть рассчитан на ток не менее 300 мА. Переменное напряжение для питания анодов цифровых индикаторов желательно подавать не непосредственно от сети, а снимать с одной из вторичных обмоток питающего трансформатора - это повысит и помехоустойчивость, и электробезопасность при работе с прибором.

Монтаж элементов рефлексометра выполнен на унифицированной печатной плате N 2 (см. рис. 16,6), соединения сделаны одножильным изолированным проводом. На передней панели прибора (рис. 33) расположены индикаторные лампы HG1-HG3 с соответствующими надписями около них, а также лампа HL4, кнопки SB I-SB 12 и ручка переменного резистора R3.

Если рефлексометр собран из исправных деталей и без ошибок, он начинает работать сразу. Следует лишь резисторами R10, R15, R16 установить необходимую яркость свечения цифровых индикаторов.

Рис. 32 Схема рефлексометра

Схема электронного светофора, выполненного на интегральных микросхемах, приведена на рис. 34 Принцип его работы иллюстрируют временные диаграммы, представленные здесь же.

Логические элементы DD1.1-DD1.3 образуют генератор импульсов с частотой около 1 Гц. Транзистор VT1 повышает входное сопротивление элемента DD1.1, что позволяет использовать в генераторе конденсатор С1 сравнительно небольшой емкости при большом сопротивлении резистора R1. Импульсы с выхода генератора поступают на входы элементов DD1.4 и DD2 1, работой которых управляет RS-триггер на элементах DD2.2 и DD2.3. Если на выводе 6 элемента DD2.2 напряжение высокого уровня, то импульсы поступают на вывод 4 микросхемы DD3, если же напряжение высокого уровня на выводе 8 элемента DD2.3, то импульсы подаются на вывод 5 микросхемы DD3

Эта микросхема (К155ИЕ7) - параллельный реверсивный четырехразрядный двоичный счетчик, работающий в коде 1-2-4-8. Вход R0 служит для установки счетчика в нулевое состояние, вход С - для предварительной записи в счетчик информации, поданной на входы (на схеме они не показаны). В данном случае на вход С постоянно подается напряжение высокого уровня, а на вход R0 - низкого уровня. При подаче счетных импульсов на вход +1 происходит увеличение числа, записанного в счетчик (прямой счет); если же импульсы поступают на вход -1, то число в счетчике уменьшается (обратный счет).

Сигналы с четырех выходов счетчика поступают на входы дешифратора DD4 (К155ИДЗ). В любой момент на одном из выходов этого дешифратора имеется напряжение низкого уровня, причем номер этого выхода соответствует десятичному эквиваленту двоичного числа, поданного на вход дешифратора.

Рассмотрим работу светофора при прямом счете импульсов. Когда на выходе элемента DD2.3 напряжение высокого уровня, на выходе элемента DD2.2 - напряжение низкого уровня. Импульсы с генератора через DD1.4 поступают на вход +1 микросхемы DD3. При этом происходит увеличение числа, записанного в счетчик, и напряжение низкого уровня появляется последовательно на выходах микросхемы DD4 Пока напряжение низкого уровня присутствует на выводах 1, 2, . ., 7 микросхемы DD4, на выходе микросхемы DD5 -

напряжение высокого уровня. В это время на выходе логического элемента DD8 1 имеется напряжение высокого уровня, срабатывает реле К1 и своими контактами К1 1 замыкает цепь питания лампы красного цвета (на схеме не показана) Лампы желтого и зеленого сигналов при этом не горят, так как на выходах элементов DD7.1 и DD8.4 - напряжение низкого уровня. При появлении напряжения низкого уровня на выводах 8, 9, 10 микросхемы DD4 на выводе элемента DD7.1 появится напряжение высокого уровня, сработает реле К2 и зажжется лампа желтого сигнала Продолжает гореть и красный сигнал, так как на выходе элемента DD8.2 - напряжение низкого уровня, а на выходе элемента DD8.1 - по-прежнему напряжение высокого уровня (заметим при обратном счете импульсов при напряжении низкого уровня на выводах 8,9,10 микросхемы DD4 на выходе элемента DD8.2 будет напряжение высокого уровня, поскольку RS-триггер DD2 2DD2 3 будет находиться уже в другом состоянии). При дальнейшем счете импульсов напряжение низкого уровня последовательно появляется на выводах 11, 13,...,17 микросхемы DD4. В это время реле К1 и К2 отпустят, а реле КЗ сработает, потому что на выходе микросхемы DD6 появится напряжение высокого уровня и на выходах элементов DD7.3 и DD8.4 - также напряжение высокого уровня. Горит лампа зеленого сигнала светофора. Когда напряжение низкого уровня появится на выводе 17 микросхемы DD4, RS-триггер переключится в противоположное состояние (см. импульс 16 временной диаграммы) Теперь импульсы будут поступать на вход -1 микросхемы DD3 и счет будет происходить в обратном направлении. Лампа зеленого сигнала

продолжает гореть. Когда напряжение низкого уровня появляется последовательно на выводах 14, 13 и 11 микросхемы DD4, зеленый сигнал "мигает". Это достигается подачей напряжения высокого уровня на выводы 9 и 10 элемента DD7.3 и импульсов с генератора на вывод 11 этого же элемента. При появлении напряжения низкого уровня на выводах 10, 9, 8 микросхемы DD4 сработает реле К2, а реле КЗ отпустит. При дальнейшем счете импульсов загорится лампа красного сигнала. При появлении напряжения низкого уровня на выводе 1 микросхемы DD4 RS-триггер переключается, начинается прямой счет импульсов, и весь цикл работы автомата повторяется.

Частоту генератора, а следовательно, и время горения сигнальных ламп светофора можно изменять подбором резистора R1. Вместо микросхем серии К155 можно использовать аналоги из серий К133, КР531, К555. Все резисторы - МЛТ-0,25. Конденсатор С1 - оксидный К50-6, К50-16, К50-35; С2 - К10-7, КМ-6, К10-17. Транзисторы КТ315Б (VT1-VT4) можно заменить на КТ312, КТ315, КТ503 с любыми буквами. Реле К1-КЗ - типа РЭС-22 (паспорт РФ4.500.129). Нормально разомкнутые контакты этих реле включают последовательно в цепи питания ламп светофора: К1.1 - с красной, К1.2 - с желтой, КЗ.1 - с зеленой. Использованы лампы напряжением 220 В и мощностью 25...60 Вт.

Для уменьшения обгорания контактов реле параллельно им следует включить искрогасящие цепи из последовательно соединенных резистора мощностью не менее 0,5 Вт и сопротивлением 100...200 Ом и конденсатора емкостью 0,1...0,5 мкФ на номинальное напряжение не менее 400 В. Для повышения помехоустойчивости работы микросхем лампы желательно питать постоянным напряжением. Еще лучше применить бесконтактную коммутацию ламп с помощью тиристоров, как это сделано в переключателе елочных гирлянд, описанном ниже. Тогда релеК1-КЗ не понадобятся.

Источник питания должен быть рассчитан на ток не менее 300 мА.

Монтаж устройства выполнен на унифицированной печатной плате 2 (см. рис. 16,б): выводы элементов припаивают к контактным площадкам платы, а соединения делают одножильным изолированным проводом.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу после включения и дополнительного налаживания не требует.

Подумайте, как можно превратить этот светофор в "мигалку"? Такие светофоры устанавливают на перекрестках с небольшим движением транспорта.

Приведена схема самодельного игрового автомата Кто Быстрее, который рассчитан на четырёх игроков. Позволяет определить с 1-го по 4-ое места и измерить время реакции каждого игрока после подачи звукового и светового сигнала.

Техническое описание прибора

Принципиальная схема прибора изображена на рисунке 1. Возможность определять и отображать места и время реакции игроков реализуется на микроконтроллере DD1 PIC16F628A и знакосинтезирующем дисплее HG1 WH2002L-YYB-CT. Обмен данными между микроконтроллером DD1 и знакосинтезирующем дисплее HG1 происходит полубайтами. RS - выбор режима, а Е - разрешение на принятие данных.

Резисторы R1, R3, R5, Р7ограничивают ток на входах RA0-RA3 микроконтроллера DD1. Резисторы R2, R4, R6, R8 устанавливают низкий логический КМОП уровень в отжатом положении тактовых клавиш SB1-SB4.

Рис. 1. Схема игрового автомата Кто Быстрее на микроконтроллере PIC16F628A.

Функция принудительного сброса отсутствует - вход микросхемы NMCLR подключен к положительному потенциалу питания через токоограничивающий резистор R9.

Резистором R10 происходит ограничение тока для пьезоизлучателя звука BZ1. С помощью резистивного делителя напряжения собранного на резисторах R11 и R12 устанавливают напряжение для контрастности знакосинтезирующего дисплея HG1.

Двух-ватный резистор R13 устанавливает напряжение 4,5 В для подсветки знакосинтезирующего дисплея HG1. Мощный полевой MOSFET транзистор VT1 предназначен для управления подсветки дисплея HG1. Затвор подключен к выводу RB2 микроконтроллера.

Для генерации тактовой частоты микроконтроллера DD1 предназначен кварцевый резонатор ZQ1 на 4 МГц. Конденсаторы С1 и С2 стабилизируют генерацию частоты. Линейный интегральный стабилизатор напряжения DA1 стабилизирует напряжение 5 В. Питание постоянного или переменного тока от 9 В до 15 В подаётся на разъём Х1. Ток выпрямляется диодным мостом VD1.

Конденсаторы СЗ-С7 выполняют фильтрующую функцию. На рис. 2 изображена печатная плата размерами 180x40 мм на одностороннем фольгиро-ванном текстолите и расположение деталей.

Настройка прибора и замена электронных компонентов аналогами

Правильно собранный прибор работает сразу. Настройка прибора сводится к подбору резистора R11, которым можно установить контрастность дисплея. Номинал резисторов R1, R3, R5, R7 может быть от 200 Ом до 470 Ом. Номинал резисторов R2, R4, R6, R8 может быть от 4,7 кОм до 10 кОм.

Рис. 2. Печатная плата для игрового автомата.

Ёмкость конденсаторов С1 и С2 может быть от 10 пФ до 30 пФ. Ёмкость конденсаторов С3, С4, С7 может быть от 0,01 мкФ до 1 мкФ. Ёмкость конденсатора С5 может быть от 47 мкФ до 220 мкФ. Ёмкость конденсатора С6 может быть от 100 мкФ до 470 мкФ.

Пьезоизлучатель звука BZ1 (без встроенного генератора) может быть любой аналог с рабочей частотой генерации звука 2400 Гц, так как эту частоту генерирует микроконтроллер с помощью модуля ССР1 и модуля таймера TMR2, которая формируется на выходе ССР1 микроконтроллера DD1.

Практическое описание прибора (пользовательский вариант)

Подключите прибор к источнику энергии. Подсветка работает. Теперь четыре игрока должны нажать свои кнопки. Начало предстартовой паузы сигнализируется гашением подсветки дисплея. Как только игроки услышат монотонный звуковой сигнал и увидят свечение подсветки, они должны как можно быстрее нажать на кнопки.

Если кто-то из игроков нажмёт свою кнопку до начала подачи сигнала, то прибор фиксирует фальстарт. Теперь игроки опять должны нажать свои кнопки включая второго игрока. Бывает и так, что в данных игрокам 999 мс не хватает, чтобы определить реакцию тогда в скобках после номера игрока будет написан “0”, а ниже ’’.Out”. Отключить прибор можно в любое время для этого отсоедините источник энергии.

Прошивка для PIC микроконтроллера - Скачать (43 КБ).

Ковалев А. Ю. РК-2015-10.

Простые радиосхемы начинающим

Е. МУХУТДИНОВ, с. Новый Тихонов Волгоградской обл.
Радио, 2002 год, № 3

Данное устройство, способно определять игрока с более быстрой реакцией.
Наверное все знают телевизионную игру "Сто к одному"- ведущий задает вопрос, а один из игроков должен первый нажать на кнопку..

Схема устройства для определения игрока с наиболее быстрой реакцией показано на рисунке ниже.

Выполнено устройство на базе цифровой ТТЛ микросхемы, двух транзисторов и двух светодиодов разного цвета свечения.

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран первый RS-триггер, а на элементах DD1.3, DD1.4 - второй. На транзисторах VT1, VT2 собраны электронные ключи, управляющие светодиодами красного (VD1) и зеленого (VD2) свечения. Резистор R4 ограничивает ток через светодиоды.

Резисторы R1-R3 служат "подвеской" к плюсовой шине питания входов триггеров, что дает увеличение напряжения на них и улучшение помехозащищенности устройства. Конденсатор С1 шунтирует источник питания с целью подавления высокочастотных помех.

После подачи на устройство питающего напряжения может гореть один или два светодиода либо не гореть ни одного - все зависит от состояния триггеров. Устанавливают триггеры в нулевое состояние нажатием кнопки SB3. При этом на выводах 3 элемента DD1.1 и 8 элемента DD1.3 устанавливается низкий уровень: транзисторы закрыты, светодиоды не горят.

Предположим теперь, что первой была нажата кнопка SB1. Низкий уровень с вывода 8 элемента DD1.3 поступает на вход первого триггера - вывод 1 элемента DD1.1. Триггер переходит в единичное состояние, т. е. на выводе 3 устанавливается высокий уровень, в результате чего открывается транзистор VT1 и загорается красный светодиод VD1.

Если нажать кнопку SB2, то второй триггер не изменит своего состояния, поскольку на выводе 9 элемента DD1.3 остается высокий уровень.

Для приведения триггеров в исходное состояние нужно вновь нажать кнопку SB3.

Вместо светодиодов в устройстве допустимо использовать лампы накаливания, обладающие большей яркостью (например, МНЗ,5-0,26). Но тогда придется установить более мощные транзисторы, поскольку лампы в холодном состоянии обладают сопротивлением, примерно в десять раз меньшим по сравнению с горящими, и исключить резистор R4.

Устройство питают от сетевого источника со стабилизированным напряжением 5 В либо от батареи гальванических элементов напряжением 4,5 В.