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LIVROS E ARTIGOS
Dispositivos em elementos lógicos. Rádio - para iniciantes
Diretório / Rádio - para iniciantes Vamos começar com um multivibrador auto-oscilante. Sendo um dispositivo universal, pode encontrar uma variedade de aplicações. Tomemos, por exemplo, um multivibrador com três elementos lógicos. Quando montado com um indicador de transistor, torna-se um gerador de pulso de luz que pode ser usado para um modelo de farol. Se o transistor for de média ou alta potência, por exemplo, KT801A, várias lâmpadas incandescentes em miniatura conectadas em paralelo podem ser incluídas em seu circuito coletor - elas vão decorar uma pequena árvore de Natal. Se a capacitância do capacitor multivibrador for de 1 μF e o resistor constante R1 for variável, com resistência de 1,5 ou 2,2 kOhm, será obtido um gerador de oscilação de frequência de áudio, adequado para testar o desempenho de receptores de transmissão, amplificadores de frequência de áudio . Uma cápsula telefônica DEM-4m ou um indicador de transistor pode ser conectado à saída de tal dispositivo, mas com uma cabeça dinâmica no circuito coletor. Você receberá um gerador de som que pode ser usado como uma chamada em casa ou usado para estudar a recepção do alfabeto telegráfico de ouvido. Na primeira versão, a tensão de alimentação do gerador pode ser fornecida através do botão da campainha, na segunda - através dos contatos da chave do telégrafo. A frequência dos pulsos gerados dentro de 800 ... 1000 Hz é definida por um resistor variável ou pela seleção de um resistor constante substituindo-o. O próximo exemplo de uso de um multivibrador é um gerador de sinal de áudio intermitente (Fig. 1).
O dispositivo consiste em dois multivibradores interconectados, feitos nos elementos lógicos de um chip K155LAZ. O multivibrador nos elementos DD1.3 e DD1.4 gera oscilações com uma frequência de cerca de 1000 Hz, que a cápsula DEM-4m (BF1) converte em som. Mas o som é intermitente, pois o funcionamento deste multivibrador é controlado por outro, montado nos elementos lógicos DD1.1 e DD1.2. Ele gera pulsos de clock com uma taxa de repetição de cerca de 1 Hz. O sinal de tom no telefone soa apenas durante os períodos de tempo em que um nível de alta tensão aparece na saída do multivibrador de relógio. A duração dos sinais sonoros pode ser alterada selecionando o capacitor C1 e o resistor R1, e o tom do som pode ser alterado selecionando o capacitor C2 e o resistor R2. Um único vibrador, complementado por um dispositivo de sinalização luminosa (Fig. 2), pode tornar-se a base de uma máquina caça-níqueis ou atração. Por exemplo, uma atração sob o nome condicional "Apague a vela". A atração em si é um modelo de uma vela acesa em um suporte. Se você soprar fortemente a vela, a lâmpada incandescente HL1 disfarçada em seu "pavio" deve apagar e depois de um tempo acender novamente.
O "segredo" da atração é que a parede do suporte atrás da vela é um tecido leve e opaco, no verso do qual, em frente ao "pavio" da vela, é fixada uma pequena placa de estanho. Este é o contato do interruptor do sensor SF1. A uma distância de 3 ... 5 mm dele, é fixada a ponta de um pedaço de fio grosso - o segundo contato da chave. Ao soprar na "vela", o jato de ar dobra a parede de tecido da caixa e os contatos do interruptor fecham. Um pulso de baixo nível aparece na saída do one-shot, que fecha o transistor e apaga a lâmpada. Outro exemplo do possível uso de tal autômato é um campo de tiro para "atirar" uma bola de tênis. A "maçã" do alvo é uma placa de metal com diâmetro de 80 ... 100 mm - este é um dos contatos SF1. A uma curta distância do primeiro, o segundo contato é fortalecido. Com um acerto exato na mosca, os contatos se fecham por um curto período de tempo e a lâmpada de sinalização se apaga. Mas você pode fazer com que a lâmpada indicadora, ao contrário, acenda quando o alvo for atingido com precisão. Neste caso, basta utilizar um transistor p-n-p para o indicador, por exemplo, da série P213 ou KT814, e trocar a ligação de seus cabos emissor e coletor, conforme a Fig. 2, b. Neste caso, o resistor no circuito base do transistor não pode ser incluído. Um único vibrador também é interessante como gerador de pulso único para testar a operabilidade de instrumentos e dispositivos de tecnologia digital, sobre os quais falaremos um pouco mais adiante. Agora vamos dar mais alguns exemplos da aplicação prática de um multivibrador auto-oscilante em projetos de rádio amador. Na fig. 3 mostra um diagrama do dispositivo de medição mais simples - uma sonda, com a qual você pode verificar a qualidade dos contatos elétricos da instalação, o interruptor, a integridade da bobina do circuito oscilatório, a saúde do diodo, a qualidade do o capacitor, a junção pn do transistor.
A base da sonda é um multivibrador simétrico baseado nos elementos DD1.1 e DDl.2, que gera pulsos com taxa de repetição de cerca de 1 kHz. O indicador da sonda é o LED HL1 ou os fones de ouvido de alta impedância TON-1, TON-2 ou TEG-1 conectados a um soquete de dois soquetes XS1. As sondas XA1 e XA2 atuam como contatos de uma espécie de chave, através da qual a tensão da fonte de alimentação GB1 é aplicada ao microcircuito. Enquanto as sondas não estiverem fechadas umas às outras, o circuito de alimentação é interrompido e o multivibrador não funciona. Se as pontas de prova tocarem as pontas do condutor ou os terminais de um indutor em funcionamento, o circuito de alimentação do microcircuito será fechado e o multivibrador começará a gerar oscilações elétricas de frequência sonora. Em um nível de alta tensão na saída (no pino 6) do multivibrador, o LED HL1 acenderá e, em um nível baixo, apagará. E como a frequência dos pulsos gerados é bastante alta, o olho não percebe o piscar do LED - parece brilhar continuamente. Se, no entanto, houver uma quebra no condutor testado ou na bobina, nem o LED acenderá nem o som nos fones. Para testar um diodo semicondutor, as sondas são conectadas aos seus terminais - primeiro em uma polaridade e depois trocadas na outra. Com uma conexão, quando o diodo é ligado na direção direta em relação à fonte de energia, deve haver sinais de luz e som, mas não na direção reversa. O aparecimento de sinais em qualquer polaridade da conexão da sonda indicará uma quebra térmica da junção p-n do diodo, e a ausência de sinais em qualquer polaridade da conexão indicará um circuito aberto no circuito interno do diodo. Da mesma forma, a integridade das junções p-n do coletor e do emissor dos transistores é verificada. A capacidade de manutenção dos capacitores é verificada quanto à quebra (curto-circuito das placas) pela ausência de um sinal luminoso (ou sonoro) quando seus condutores são tocados com pontas de prova. Ao verificar um capacitor de alta capacidade, no momento em que as pontas de prova são conectadas aos seus terminais, pode aparecer um sinal sonoro curto e um flash do LED. Esses sinais são causados pela corrente de carga do capacitor. Eles são mais longos, quanto maior a capacitância do capacitor testado. A fonte de energia de tal sonda pode ser uma bateria 3336 ou três células galvânicas 316, 332 conectadas em série. Nos elementos lógicos 2I-NOT, você pode construir um gerador simples de oscilações de frequência de som (3H) e frequência de rádio (RF) para testar os caminhos dos receptores de transmissão. Um exemplo é o dispositivo, cujo circuito é mostrado na Fig. quatro
O gerador de oscilações de frequência sonora (cerca de 1 kHz) é um multivibrador nos elementos D.D1.3 e DD1.4. As oscilações geradas por ele através do inversor DD2.2, do capacitor C5 e do soquete XS2 "ZCH" com o auxílio da sonda XA1 inserida neste soquete são alimentadas na entrada do amplificador de frequência de áudio em teste. O gerador de oscilação de radiofrequência é formado pelos elementos lógicos DD1.1, DD1.2, bobina L1 e capacitores C1, C2. A frequência de suas oscilações, determinada principalmente pela indutância da bobina L1, pode ser alterada dentro de pequenos limites por um capacitor variável C1. O elemento DD2.1 desempenha a função de um dispositivo de mixagem. Seu terminal de entrada 1 recebe oscilações de radiofrequência e sua saída 2 - frequência de áudio. Como resultado, um sinal de pulso de radiofrequência modulado por oscilações de frequência de áudio é formado na saída do elemento. Através do capacitor C4 e do soquete XS1 "RF", ele é alimentado na entrada do caminho de radiofrequência (ou um de seus nós) do receptor em teste. A bobina L1 do circuito do gerador de radiofrequência pode ser enrolada em uma moldura com diâmetro de 8 ... 9 mm com um pedaço de haste de ferrite 600NM no interior. Para que a sonda funcione na faixa de 3 ... 7 MHz, 50 devem ser enrolados no quadro. . 55 voltas do fio PEV-2 0,2.. 0,3. Como um capacitor variável (C1), você pode usar o ajuste PDA-1. O projeto de tal gerador de sonda é arbitrário. Para alimentá-lo, é desejável usar uma fonte de tensão de 5V, mas também é possível uma bateria 3336. E mais um exemplo do uso prático de elementos lógicos de microcircuitos digitais é o jogo "Crossing". O conteúdo deste jogo é baseado em um antigo problema lógico sobre um lobo, uma cabra e um repolho, que o carregador deve transportar sem perdas até a margem oposta do rio. Mas o barco é tão pequeno que, além do próprio transportador, acomoda apenas um passageiro ou carga. É impossível deixar um lobo com uma cabra ou uma cabra com repolho na praia - certamente haverá perdas. Você só pode deixar um lobo com repolho sem supervisão. O que a transportadora deve fazer em tal situação? Para resolver este problema, o radioamador I. Sinelnikov de Kaliningrado propôs um dispositivo eletrônico de jogo baseado nos elementos lógicos 2I-NOT e ZI-NOT, cujo diagrama esquemático você vê na fig. cinco.
Com as chaves SA1-SA4, o jogador realiza o "transporte" de passageiros e cargas para a margem oposta do rio. Assim, por exemplo, se ele acredita que a primeira cabra deve ser transportada através do rio, ele abaixa (conforme o esquema) o contato móvel das chaves SA2 "Cabra" e SA1 "Carrier". A posição das alavancas do interruptor no painel frontal da caixa em que o jogo está montado reflete a situação atual no cruzamento. Os elementos DD1.1, DD1.2 e DD2.1, DD2.2 formam um nó lógico que gera um sinal de movimento errado, no qual surge uma situação perigosa em uma das margens do rio (um lobo pode comer uma cabra e uma cabra pode comer repolho). Um erro é sinalizado pelos LEDs HL1 e HL2, cada um localizado em seu "próprio" banco, e o sinal sonoro gerado pelo Dynamic Head BA1. Como funciona esta máquina caça-níqueis? No estado inicial, quando todos os passageiros, carga e transportadora estão na mesma margem do rio, que corresponde à posição das chaves SAI-SA4 mostradas no diagrama. Para uma história sobre o funcionamento do nó lógico, vamos supor que a máquina esteja energizada, ou seja, os contatos do botão SB1 estão fechados. Um nível de alta tensão atua na saída dos elementos DD1.1, DD1.2 e DD2.1 do nó lógico e, portanto, os LEDs não acendem (devido ao fato de o ânodo e o cátodo de cada um deles terem quase a mesma tensão, a corrente através do LED não vaza) e a saída do elemento DD2.2 é um nível baixo. Quando a energia é ligada com o botão SB1 "Crossing", ocorre um baixo nível de tensão no pino de entrada 2 do elemento DD1.1 e no pino de entrada 3 do elemento DD1.2, bem como em ambas as entradas do elemento elemento DD2.1. Para os elementos 2I-NOT e ZI-NOT, isso é suficiente para que um alto nível de tensão apareça em sua saída. Ambas as entradas do elemento DD2.2 neste momento permanecem livres, portanto, há um alto nível de tensão nelas e na saída do elemento (pino 8) e, portanto, na entrada inferior do elemento DD1.2 de acordo ao circuito, com o qual está conectado, - baixo nível de tensão. Suponha que o jogador na primeira jogada transporte uma cabra para o outro lado. Para fazer isso, ele deve mover os botões das chaves SA2, SAI para outra posição e pressionar o botão SB1. Nesse caso, todos os quatro elementos do nó lógico permanecerão em seu estado original e nenhum dos LEDs acenderá. E se você tentar ser o primeiro a transportar o lobo? Neste caso, a chave SA3 criará um nível baixo de tensão na entrada superior do elemento DD2.2 de acordo com o circuito e um nível alto aparecerá na entrada inferior do elemento DD1.2. O sinal de mesmo nível ficará nas outras duas entradas do elemento DD1.2, pois estarão livres. Como resultado, um nível de baixa tensão aparecerá na saída do elemento DD1.2 e o LED HL2 acenderá - um sinal de situação perigosa (uma cabra que permanecer na praia pode comer repolho!). E o LED HL1, localizado do outro lado do rio, permanecerá apagado, pois neste momento a chave SAI criará um nível de tensão baixo na entrada superior do elemento DD1.1. Das saídas dos elementos DD1.1 e DD1.2, um sinal de situação perigosa (nível baixo) também é fornecido aos terminais de entrada 9 e 10 do elemento DD1.3. Quando um nível baixo aparece em pelo menos um deles, o elemento muda para um único estado, o que leva ao lançamento de um multivibrador montado nos elementos DD2.3 e DD2.4. As oscilações geradas por ele com uma frequência de cerca de 500 Hz amplificam o passo no transistor VT1, que é acionado por um seguidor de emissor, e a cabeça BA1 emite um sinal sonoro de alarme. A chave SA5 pode ser utilizada para desligar a sinalização sonora, que notifica um erro durante a solução do problema, deixando apenas a sinalização luminosa. O resistor R5 limita a corrente de base do transistor VT1. Através do resistor R3, um alto nível de tensão é aplicado na entrada superior do elemento DD1.3, que protege a unidade de sinalização de várias interferências elétricas. O resistor trimmer R6 define o volume de som desejado da cabeça BA1. Os detalhes da máquina de jogos, exceto os elementos de comutação, LEDs e cabeçote dinâmico, podem ser montados em uma placa de circuito impresso com dimensões de 70x25 mm (Fig. 6, a) e colocados em uma caixa de plástico ou compensado com dimensões de aproximadamente 120x90x50 mm (Fig. 6, b).
No painel frontal da caixa está o desenho de um rio, ao longo do canal do qual estão fixados os interruptores SAI-SA4, e nas margens opostas - LEDs HL1 e HL2. Aqui estão a chave SA5 e o botão SB1 "Crossing". Interruptores SAI-SA5-interruptores MT-1 ou TV2-1, botão SB1-KM1-1. Cabeça dinâmica VA1-potência 0,1 ... 0,25 W, por exemplo 0,25GD-10. A fonte de alimentação pode ser um retificador de onda completa de 5 V ou uma bateria 3336. Antes de começar a resolver o problema, todos os interruptores devem estar em sua posição inicial, correspondendo à situação em que todos os passageiros, carga e transportadora estão na mesma margem do rio. Em seguida, iniciam a travessia para o outro lado - colocam as alças dos respectivos interruptores de forma que fiquem direcionados para a costa onde o barco deve navegar, e ao apertar o botão "Cruzamento", verificam a exatidão do movimento. Se ao mesmo tempo aparecer um sinal luminoso ou sonoro de erro, o movimento é considerado incorreto - você precisa procurar outra solução para o problema. Para garantir que a máquina caça-níqueis funcione corretamente, você precisa conhecer o curso de resolução de um problema lógico. Ele pode ser assim. Primeiro, o transportador transporta a cabra para o outro lado. Então ele volta e pega o repolho. Do outro lado deixa o repolho e pega o cabrito. Depois de transportar a cabra de volta, ele coloca o lobo no barco e o transporta até o repolho, após o que ele volta e pega a cabra. Assim, o problema é resolvido em sete lances. Pode haver outras soluções para o problema? Pensar.
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