Кто быстрее.

Про человека, который может после подачи команды мгновенно выполнить ее, говорят, что он обладает хорошей реакцией. Нередко такая реакция помогает в жизни. Например, спринтер, стартовавший почти вслед за свистком или выстрелом судьи, имеет больше шансов прийти к финишу первым. Хорошая реакция необходима шоферу, летчику-испытателю, космонавту и людям других профессий.

А какова реакция у вас и ваших товарищей? Это нетрудно проверить с помощью предлагаемой игры. Она состоит из двух сигнальных ламп, двух кнопок и других деталей, показанных на схеме (рис. 130). После того как выключателем S3 будет подано напряжение питания, судья дает команду. Каждый из игроков старается быстрее нажать на кнопку: S1 для первого игрока и S2 — для второго. Если это быстрее сделает первый игрок, загорится лампа H1, если второй — Н2. Происходит это вот почему.

Когда нажимают кнопку S1, на базу транзистора V2 через контакты кнопки, резистор R2 и лампу H2 подается напряжение батареи питания. Транзисторы V1, V2 открываются и лампа Н1 зажигается, поскольку она оказывается подключенной через цепь коллектор-эмиттер транзистора V1 к батарее GBI. При этом, конечно, уменьшается напряжение между эмиттером и коллектором транзистора V1 — 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 H2, потому что напряжения на коллекторе открытого транзистора V1 недостаточно для открывания транзисторов V3 и V4.

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.

Рис. 130. Схема игры «Кто быстрее?»

Рис. 131. Расположение деталей игры «Кто быстрее?» на монтажной плате

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 серии МП25, МП26, по возможности с одинаковым коэффициентом передачи тока. Выключатель питания — тумблер ТВ2-1, батарея питания — 3336Л. Кнопки могут быть, любой конструкции, например звонковые. На них и следует рассчитывать корпус конструкции. Резисторы — МЛТ-0,5.

Детали игры (кроме батареи питания и кнопок) смонтируйте на плате (рис. 131). Монтаж простой, но при выполнении его надо соблюдать определенную последовательность. После установки монтажных шпилек 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 шпильками. В последнюю очередь распаяйте транзисторы.

Рис. 132. Внешний вид игры «Кто быстрее?»

Плату с деталями прикрепите к лицевой стенке корпуса (рис. 132). 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 желательно закрыть прозрачными колпачками.

Сверху к лицевой стенке прикре пите кнопки. Заранее просверлите под ними отверстия и пропустите внутрь корпуса проводники от контактов кнопок. Батарею питания расположите в удобном месте внутри корпуса. Можно также прикрепить ее металлической кнопкой 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 51. Должна загореться лампа H1. Отпустите кнопку 51 и нажмите 52. Теперь должна загореться лампа Н2.

Проверьте четкость работы конструкции. Нажмите кнопку 51 и, не отпуская ее, кнопку 52. Если при этом лампа H2 начнет постепенно зажигаться (может и вспыхнуть сразу, погасив лампу HI), следует подобрать резистор R2 с меньшим сопротивлением (или увеличить сопротивление резистора R1).

Далее нажмите кнопку 52, а вслед за ней 51. Лампа Я2 должна продолжать гореть. Если начнет зажигаться лампа H1, значит, сопротивление резистора R2 вы уменьшили слишком сильно. Нужно точнее подобрать его сопротивление.

Можно поступить иначе. Нажав сначала кнопку 51, измерьте вольтметром напряжение на лампе HI, затем, отпустив кнопку 51 и нажав на 52, — на лампе Н2. Подбором сопротивления одного из резисторов добейтесь равенства этих напряжений (их значения не должны быть более 3 В). Причем, если нужно изменить напряжение на лампе HI, следует подбирать сопротивление резистора R2 (чем меньше значение, тем больше напряжение на лампе).

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

В редких случаях может проявиться и такой эффект, как самопроизвольное зажигание одной (а еще реже двух) лампы. Устранить это можно включением между базой и эмиттером транзисторов V1 и V4 резисторов сопротивлением по 510 Ом — 1 кОм.

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

КРАСНЫЙ ИЛИ ЗЕЛЕНЫЙ?

В этой игре могут участвовать сколько угодно человек. Каждый поочередно предсказывает появление красного или зеленого светового сигнала. За угадывание ему начисляют, например, 2 очка. Набравший наибольшее число очков за одинаковое с участниками число попыток и будет победителем.

Лучше всего, конечно, понять устройство игры позволяет ее схема (рис. 133). Правда, на первый взгляд она сложновата, но после подробного изучения многое прояснится. Поэтому постарайтесь внимательно проследить по схеме за всеми происходящими процессами, о которых будет сказано ниже.

Рис. 133. Схема игры «Красный или зеленый?»

Начнем справой части самоделки, собранной на транзисторах V3, V4 и V7, V8. Нетрудно заметить, что схема ее похожа на схему устройства для игры «Кто быстрее?». Исключение составляет подстроечный резистор R10 и постоянные резисторы R7 и R8. Что касается подстроечного резистора, то он помогает подобрать лучший режим работы этой самоделки. А резисторы R7 и R8 помогают заменить механическое включение той или иной лампы, которое производилось кнопками в предыдущей игре, подачей управляющего сигнала на базу транзисторов V4 и V7.

Управляющие сигналы снимаются с мультивибратора (его устройство вам уже знакомо), собранного на транзисторах V1 и V2. Причем эти сигналы подаются на базы транзисторов через диоды V5 и У6 поочередно — то на базу одного транзистора, то на базу другого. И, надо сказать, подаются чаще, чем это можно сделать вручную, — несколько десятков раз в секунду. Однако происходит это лишь при нажатой кнопке 51. Лампы зажигаются тоже поочередно, хотя из-за большой частоты включения и выключения кажется, что обе они горят постоянно, но с меньшей яркостью.

Стоит отпустить кнопку, как останется горящей лишь одна из ламп. Какая — трудно угадать. Все зависит от того, на базу какого транзистора поступил последний сигнал перед отпусканием кнопки. А это, как вы понимаете, никто предсказать не может. Поэтому и приходится угадывать, какая из ламп, красная (например, HI) или зеленая (H2), будет гореть после отпускания кнопки.

Лампы лучше взять такие же, как и в предыдущей конструкции, — на напряжение 3,5 В и ток 0,26 А. А транзисторы V3, V4 и V7, V8 должны быть МП25Б, МП26Б с коэффициентом передачи тока 40 — 50. С таким же коэффициентом следует взять и транзисторы V1, V2 (они могут быть, кроме МП42Б, типа МП39Б, МП41, МП41А). Диоды V5, V6 типа Д2 с любым буквенным индексом (Д2А, Д2Б, Д2В и т. д.). Постоянные резисторы — МЛТ-0,5, подстро-ечные — СП-1. Электролитические конденсаторы — ЭМ, К50-3, К50-12, но вполне подойдут и К50-6. В любом варианте рабочее напряжение конденсаторов не должно быть ниже указанного на схеме. Выключатель питания 52 — тумблер ТВ2-1, кнопка 51 любой конструкции, например, от электрического звонка, батарея питания — 3336Л. Подойдет и другой источник питания, например, составленный из трех последовательно соединенных элементов 343 или 373. Но это повлечет увеличение габаритов конструкции.

Рис. 134. Монтажная плата игры «Красный или зеленый?»: а — расположение деталей; б — внешний вид смонтированной платы

Рис. 135. Металлический уголок для крепления подстроенного резистора

Рис. 136. Внешний вид игры «Красный или зеленый?»

Все детали игры, кроме кнопки и 6atapen питания, смонтируйте на плате (рис. 134) из изоляционного материала в такой последовательности. Сначала, конечно, установите монтажные шпильки и просверлите по углам платы крепежные,отверстия диаметром 3,5 мм. Затем просверлите отверстия под цоколи ламп и тумблер, установите тумблер и вверните в плату лампы. Как и в предыдущей конструкции, соедините проводниками резьбовую часть ламп с выводом тумблера. Припаяйте к шпилькам все постоянные резисторы и подпаяйте перемычки между шпильками. Припаяйте диоды, а затем электролитические конденсаторы. Соедините проводниками шпильки, к которым припаяны верхние по схеме выводы резисторов R1, R4, R5, с резьбовой частью лампы H1. Подпаяйте оставшиеся выводы ламп к соответствующим шпилькам (здесь нужен провод в изоляции). Припаяйте все транзисторы.

Изготовьте из алюминия или дюралюминия два уголка (рис. 135) и установите на них подстроечные резисторы. Прикрепите уголки винтами к плате (предварительно, конечно, просверлите для этого четыре отверстия диаметром 3,5 мм) и подпаяйте выводы резисторов к деталям на плате. Впаяйте между оставшимся выводом резистора R2 и соответствующей шпилькой на плате постоянный резистор R3, а между таким же выводом резистора R 10 и платой — постоянный резистор R9.

Смонтированную плату установите внутри корпуса самоделки (рис. 136) так, чтобы наружу выступали баллоны ламп и ручка выключателя питания. В задней стенке корпуса просверлите отверстия напротив ручек подстроечных резисторов. К верхней стенке корпуса прикрепите кнопку, пропустив проводники от ее контактов через отверстия внутрь корпуса. Металлической скобой закрепите батарею питания на съемной нижней крышке. Подпаяйте к плате проводники от кнопки и выводов батареи. Баллон одной лампы окрасьте лаком в красный цвет, а другой — в зеленый или закройте их сверху прозрачными колпачками соответствующих цветов.

После тщательной проверки всех соединений (монтаж этого устройства довольно сложен) установите движок резистора R10 в крайнее левое по схеме положение (до упора против часовой стрелки) и подайте тумблером питание. Должна загореться лампа HI. Плавно перемещая движок резистора R10 в другое крайнее положение, периодически включайте и выключайте питание. Вы заметите, что при определенном положении движка лампа Н1 при последующих подачах питания перестанет зажигаться, а вместо нее будет гореть лампа H2. Установите движок резистора в такое положение, чтобы при подаче питания зажиганию лампы Н1 предшествовала слабая вспышка лампы H2. Если такого положения не удастся установить, придется подобрать резистор R9 — заменить его другим, с большим или меньшим сопротивлением.

Как определить, в какую сторону нужно изменять сопротивление резистора R9? Если лампа H2 не вспыхивает даже в крайнем правом по схеме положении движка резистора R10, значит, сопротивление резистора R9 должно быть несколько большим — 2; 2,2; 2,4; 2,7 кОм. Если же лампа H2 зажигается вместо лампы H1 уже при крайнем левом положении движка, сопротивление резистора R9 следует уменьшить до 1,6, 1,3 или 1,2 кОм. Резистор R9 можно считать правильно подобранным, если переключение ламп происходит примерно в среднем положении движка резистора R10.

Закончив эту операцию, приступайте к подстройке генератора-мультивибратора. Нажав на кнопку 51, вы увидите, что обе лампы будут гореть примерно вполнакала и немного мигать — это результат поочередного поступления сигналов на базы транзисторов V4 и V7. И все же нетрудно заметить, что одна из ламп будет светиться несколько ярче другой. Попробуйте уравнять яркость ламп перемещением движка подстроечного резистора R2. Проверьте правильность подстройки, отпустив и нажав кнопку, скажем, десять раз. Если лампы после отпускания кнопки зажгутся примерно одинаковое число раз, все в порядке. Если же одна из ламп будет зажигаться чаще другой, придется точнее установить движок резистора R2. Руководствуйтесь правилом: чтобы увеличить число зажиганий лампы H1, нужно переместить движок резистора в более верхнее по схеме положение (повернуть по часовой стрелке). А чтобы чаще вспы хивала лампа H2, движок резистора устанавливают ближе к нижнему по схеме выводу.

Естественно, лучшим вариантом настройки можно считать тот, при котором лампы зажигаются примерно одинаковое число раз в среднем положении движка резистора R2.

Может случиться, что добиться этого удастся лишь при одном из крайних положений движка резистора R2. Избавиться от такого положения можно либо подбором сопротивления резистора R3, либо перемещением движка резистора 7? 10 в небольших пределах в ту или другую сторону.

Таким образом, совместной подстройкой резисторов R2 и R10 постарайтесь добиться, чтобы из десяти попыток лампы зажигались близкое друг к другу или одинаковое число раз.

Закончив подстройку, закройте нижнюю крышку — игру можно использовать по назначению. По мере разряда батареи следите за правильностью настройки, периодически проверяйте перед длительной игрой вероятность зажигания ламп и в случае необходимости пользуйтесь подстроечными резисторами. Старайтесь экономить батарею, включая питание непосредственно перед игрой. Не допускайте продолжительных пауз между «ходами», стремитесь играть возможно быстрее.

НАЙДИ «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 в наушниках раздастся едва заметное изменение звука — стоп! В этом месте в земле спрятан смертоносный груз.

И в мирные дни находится работа саперам, потому что не всюду еще очищена земля от замаскированных фашистами складов боеприпасов. Нет-нет, да и обнаруживаются в самых неожиданных местах, даже на дне рек и прудов, залежи снарядов. И чтобы обезопасить нашу мирную жизнь, саперы вновь и вновь вступают в единоборство со смертью.

Если вы участвовали в пионерской военно-патриотической игре «Зарница», то знаете, что один из видов соревнования предусматривает имитацию деятельности сапера — ребята разыскивают консервные банки или небольшие металлические предметы, зарытые в землю «противником».

Со своими друзьями и вы можете стать на время сапером. Для этого совсем не обязательно зарывать банки в землю, 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 можно под паласом, тонкими ковриками или дорожками.

Остается изготовить «миноискатель». Поскольку «мины» будут лежать неглубоко от поверхности поискового поля, соберем простейшую конструкцию, схема которой приведена на рис. 137. В нашем «миноискателе» всего один транзистор — на нем собран генератор электрических колебаний звуковой частоты. Новое обозначение. — В1 — это датчик, представляющий собой катушку, намотанную на постоянном магните (П-образная скоба и обозначает постоянный магнит). Частота звука зависит в основном от емкости конденсатора С1 и индуктивности катушки датчика. Колебания генератора подаются через конденсатор С4 и разъем X1 на головные телефоны В2. Переменным резистором R2 устанавливают режим работы транзистора, а значит, наибольшую чувствительность «миноискателя». Питается устройство от батареи GB1, напряжение подается через выключатель S1.

Пока вблизи датчика В1 «миноискателя» нет металлических предметов, в головных телефонах В2 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».

Рис. 137. Схема «миноискателя»

Рис. 138. Расположение деталей генератора «миноискателя» на монтажной плате

В качестве датчика удобно использовать капсюль от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2 или им подобных с сопротивлением обмотки не менее 1 кОм. Но капсюль придется доработать — об этом будет сказано позже. 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 Gfil — батарея «Крона», разъем XI любого типа с двумя гнездами под вилку головных телефонов.

Рис. 139. Внешний вид генератора «миноискателя»

Монтаж генератора достаточно простой — его детали, кроме датчика, источника питания и разъема, надо разместить на небольшой плате (рис.138). Сначала установите на плате монтажные шпильки, затем просверлите соответствующие отверстия и прикрепите тумблер и переменный резистор. Припаяйте постоянные резисторы, соедините вывод движка переменного резистора с его крайним выводом и с выводом тумблера, припаяйте конденсаторы. После этого впаяйте транзистор.

Плату прикрепите к верхней панели корпуса (рис. 139). Для этого можно использовать гайки крепления выключателя и переменного резистора. На ось резистора наденьте пластмассовую ручку управления. На верхней панели установите разъем, а на боковой стенке просверлите отверстие под проводники от датчика. Батарею питания прикрепите к съемной нижней крышке напротив конденсаторов С1 и СЗ. Соедините выводы батареи с деталями на плате многожильными монтажными проводниками в изоляции. Концы проводников можете припаять непосредственной 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 плюсовый от деталей 51, СЗ, R3, XI к выводу с отогнутыми лепестками. Теперь станет удобнее менять батарею.

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 включенном 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 подайте питание на генератор тумблером. 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 из телефона, изменил свою тональность. При перемещении движка переменного резистора влево по схеме (что соответствует повороту ручки управления против часовой стрелки) 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. Теперь «миноискатель» более чувствителен и обнаружит металл на расстоянии 10 — 15 мм от датчика — 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, отвинтите от капсюля крышку и снимите с магнита металлический диск — мембрану (рис. 140). В таком виде прикрепите капсюль магнитом вниз к диску, вырезанному, например, из тонкого гетинакса (рис. 141, а) или другого изоляционного материала. Диск с датчиком прикрепите к деревянной ручке (рис. 141, б), нижний конец которой срезан под углом. Такая конструкция будет имитировать настоящий миноискатель.

На ручке установите корпус генератора. Удобнее поступить так: прикрепить к ручке шурупами съемную нижнюю крышку корпуса, а уже к ней привернуть сам корпус. Но 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.

Рис. 140. Устройство капсюля головных телефонов

Рис. 141. Устройство «миноискателя»: а — размещение датчика; б — размещение генератора

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.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Борисов В. Г. Практикум значкиста «Юный радиолюбитель». — М.: ДОСААФ, 1975.

2. Борисов В. Г. Юный радиолюбитель. — М.: Энергия, 1979.

3. Иванов Б. С. Когда в доме волшебник. — М.: Мол. гвардия, 1977.

4. Иванов Б. С. В помощь радиокружку. — М.: Радио и связь, 1982.

5. Путятин Н. Н. В помощь начинающему радиолюбителю. — М.: Энергия, 1980.

6. Сворень Р. А. Электроника шаг за шагом. — М.: Дет. литература, 1979.

ПРИЛОЖЕНИЕ