«Дрессированная змея»

Акустический автомат, реагирующий на звуковой сигнал, может срабатывать не только при определенной громкости звука, но и при соответствующей частоте. Таким избирательным свой­ством обладает предлагаемая ниже игрушка.

Внешне игрушка выполнена в виде корпуса квадратного сечения (рис. 66) с отверстием в верхней стенке. Из отверстия выглядывает фигурка змеи. Стоит заиграть, скажем, на дудочке или электронном рояле — и из корпуса игрушки, словно живая, поднимается змея. Туловище ее покачивается из стороны в сто­рону, язык колеблется, глаза горят.

Селективное акустическое устройство, смонтированное внутри корпуса, реагирует на звук определенной частоты, скажем, когда на рояле исполнитель периодически нажимает клавишу нужного тона. Селективное устройство срабатывает и включает механизм подъема змеи и покачивания ее из стороны в сторону. Как только звучание выбранного тона прекращается, змея засты­вает в неподвижности.

Рис. 66. Внешний вид иг­рушки «Дрессированная змея»

Рис. 67. Схема игрушки «Дрессированная змея»

Схема электронной «начинки» игрушки приведена на рис. 67. Селективное устройство выполнено на транзисторах VT1 — VT6. Звуковой сигнал воспринимается микрофоном ВМ1 и преобразует­ся им в электрический сигнал звуковой частоты. Он усиливается тремя каскадами, причем в третьем каскаде благодаря введению диода VD1 происходит ограничение максимальной амплитуды выходного сигнала, необходимое для четкой работы устройства — выбора только сигнала «своей» частоты.

С нагрузки третьего каскада (резистор R7) сигнал поступает на селективное электронное реле, срабатывающее от входного сигнала частотой примерно 1000 Гц — на эту частоту настроен контур L1C6. При срабатывании реле К1 его контакты К1.1 вклю­чают реле выдержки времени, выполненное на транзисторах VT5, VT6 и электромагнитном реле К2. Продолжительность выдержки реле изменяют подстроечным резистором R12.

Как только хотя бы на мгновенье замыкаются контакты К1.1, сразу же срабатывает реле К.2. Контактами К2.1 оно включает электродвигатель Ml, приводящий в действие механизм подъема (или опускания) и покачивания змеи.

На транзисторах VT7, VT8 собран мультивибратор, а на VT9 — усилитель тока, питающий электромагнитное реле КЗ. Между якорем реле и язычком змеи натянута швейная нить, поэтому колебания якоря с частотой мультивибратора передают­ся язычку — он устроен так, что примерно посередине закреплен на оси, вокруг которой перемещается выступающая наружу часть, а нить дергает за конец утопленной части.

Глаза змеи сделаны из светодиодов HL1 и HL2, вспыхиваю­щих сразу же после подачи на игрушку сетевого напряжения.

Транзисторы VT1 — VT5, VT7, VT8 могут быть серий МП39 — МП42, a VT6, VT9 — серий МП25, МП26 с возможно большим статическим коэффициентом передачи тока. Диоды VD1, VD2 — любые из серий Д9, VD3 — VD8 — любые из серий Д226, VD9 — любой, рассчитанный на выпрямленный ток не менее 3 А.

Электромагнитные реле К1 и КЗ — РЭС10, паспорт РС4.524.303, РС4.524.308, либо другие, срабатывающие при на­пряжении до 7 В и токе не более 80 мА; К2 может быть таким же, но более надежно будет работать РЭС9, паспорт РС4.524.202, — его замыкающиеся контакты нужно включить параллельно.

Рис. 68. Конструкция ме­ханизма подъема и пока­чивания фигурки змеи

Катушка индуктивности L1 выполнена на магнитопроводе, составленном из трех вместе сложенных колец типоразмера К10Х Х6ХЗ из феррита 400НН или 600НН. Число витков 600, провод ПЭВ-1 0,1. Подстроечные резисторы СПЗ-16 или другие, осталь­ные резисторы МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы — К50-6; С6, С7 — МБМ. Светодиоды — любые другие, с постоянным прямым напряжением не более 4 В. Нужный ток через них, а значит, яркость свечения устанавливают подбором резистора R20. Микро­фон — МД200 или капсюль от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2. Электродвигатель Ml — СП201 от стеклоочистителя автомобиля, но подойдет и любой другой подобный двигатель. Он удобен тем, что содержит редуктор, обеспечивающий небольшую частоту вра­щения выходной оси. А это упрощает конструкцию механизма перемещения змеи. Трансформатор питания — готовый или само­дельный, мощностью не менее 40 Вт, с переменным напряжением на обмотке II — 6…7 В при токе до 0,2 А, а на обмотке III — 12 В при токе до 3 А.

Как уже было сказано ранее, конструктивно игрушка выпол­нена в виде корпуса с отверстием в верхней стенке. Внутри корпуса расположена вертикальная стойка 8 (рис. 68) с пазами, в которых с небольшим трением перемещается деревянная пло­щадка 9. К площадке прикреплена фигурка змеи 6, выпиленная из фанеры и обклеенная эпоксидной шпаклевкой, и металлический уголок 10. На уголке размещено реле КЗ со снятым кожухом. Через отверстие в фигурке пропущена нить, связывающая якорь реле с язычком 7.

Рядом со стойкой укреплен на кронштейне 2 электродвига­тель 1 так, что его выходная ось опущена вниз. На ось надета резиновая втулка 13, через которую она прижимается к ободу диска 3 — он может быть как металлический, так и деревянный. На некотором расстоянии от центра к диску прикреплена нить 4, пропущенная через прикрепленные к дну корпуса и верху стойки колечки 5 и закрепленная другим концом на площадке. Когда электродвигатель поворачивает диск, нить то натягивается, то отпускается. Площадка с фигуркой то поднимается вверх, то опускается (под действием массы фигурки).

А чтобы фигурка поворачивалась из стороны в сторону, стойка закреплена вверху и внизу в опорах, как в подшипниках. С помощью рычага 11 нижний конец стойки соединен с небольшим диском 12, прикрепленным к концу выходной оси электродвига­теля. Причем точка крепления рычага немного отстоит от центра диска (как и в случае крепления нити 4), благодаря чему при вращении диска рычаг поворачивает стойку в стороны.

Детали электронной части игрушки, кроме микрофона, транс­форматора, выключателя и предохранителя, смонтированы на плате (рис. 69), которая размещена на боковой стенке корпуса. Рядом с платой к стенке прикреплен на кронштейне и поролоновой прокладке микрофон. Трансформатор прикреплен к дну корпуса, выключатель расположен на задней стенке, здесь же установлен и держатель с предохранителем.

Рис. 69. Монтажная плата электронного устройства игрушки

Налаживают игрушку поэтапно. Убедившись в том, что по­стоянное напряжение на конденсаторе СП равно примерно 9 В, отсоединяют минусовый вывод конденсатора С4 от выводов коллектора транзистора VT3 и резистора R7 и подают на него (относительно общего провода) сигнал с генератора ЗЧ амплиту­дой 3 В, а в коллекторную цепь транзистора VT4 включают миллиамперметр на 50…100 мА. Перестраивая частоту генератора, при неизменной амплитуде сигнала находят резонансную частоту контура L1C6 (по максимальному току коллектора транзистора VT4). При необходимости ее подстраивают до требуемой частоты (скажем, 1000 Гц) подбором конденсатора Сб.

Ток коллектора, при котором срабатывает реле К1, устанав­ливают на резонансной частоте подстроечным резистором R9. Когда амплитуда сигнала генератора будет уменьшена почти до нуля, ток коллектора должен быть меньше тока отпускания реле — его устанавливают подбором резистора R10.

Далее восстанавливают соединение конденсатора С4 с дета­лями устройства и проверяют чувствительность акустического включателя, издавая на некотором расстоянии от микрофона звук частотой около 1000 Гц. Можно воспользоваться для этих целей покупными детскими дудочкой либо роялем или построить по описанию, приведенному в одной из последующих глав, электро­музыкальный инструмент. Максимальную чувствительность (т. е. наибольшее удаление от источника сигнала, при котором автомат сработает) устанавливают подбором резисторов Rl, R3.

Затем проверяют реле времени. Замкнув кратковременно кон­такты К1.1, включают секундомер и замечают время, в течение которого контакты реле К2 будут находиться в замкнутом состоя­нии. Перемещением движка подстроечного резистора R12 уста­навливают его равным приблизительно 5 с.

Если напряжение на электродвигателе будет недостаточно, можно подключить параллельно его выводам оксидный конден­сатор (плюсовым выводом к катоду диода VD9) такой емкости, чтобы постоянное напряжение на электродвигателе составило 11…12 В.