Светофон - генератор, управляемый светом

Приступая к проектированию радиотехнических конструкций для действительно начинающих  радиолюбителей, руководителю приходится решать во истине сложную задачу: разработка должна быть актуальной, информативной, способной заинтересовать, но, в тоже время быть легка для него, способна «прощать» его многие оплошности и не точности (ошибки), оставляя большое поле для экспериментаторской и конструкторской деятельности. Да и вообще, понятие – «начинающий» весьма размыто. Начинать можно и в десять лет, и в шестнадцать и в тридцать лет… Разный пониматийный аппарат, разный уровень мышления, разная мотивация, а, следовательно, разными должны быть и конструкции старта. Перечисленные выше конструкции предназначались мною для старшеклассников, т.е. более подготовленных ребят. О конструкции для несколько меньшего возраста я рассказывал в своей статье «Многотональный автомат звуковых эффектов». В этот раз я хочу рассказать о «светофоне», да, собственно, и идея создания этой конструкции, её схемотехнические решения, были подсказаны мне самими ребятами, которые собирали и экспериментировали с многотональным автоматом звуковых эффектов.

Итак, светофон – это генератор управляемый светом. В основе его лежит генератор тона. Генератор тона, чаще всего, представляет собой генератор управляемый напряжением (ГУН), имеет различные схемотехнические решения, но ориентируя устройство для повторения юными начинающими радиолюбителями, оптимальным следует признать, выполнение его на биполярных транзисторах различной проводимости с RC время задающей цепочкой (Рис.№1).

Рис.1 Структурная схема генератора управляемого напряжением (ГУН).

Генерируемая частота такого устройства зависит, в основном, от параметров цепочки Cx – Rx, а так же от напряжения питания схемы. Управляя величиной Rx, а, следовательно, электрическим потенциалом на базе транзистора VT1, можно управлять генерируемой частотой. Управлять величиной электрического сопротивления резистора Rx можно как по какому либо закону, например, заменив постоянный резистор на переменный, либо случайно. Пример случайного управления с помощью мигающих светодиодов рассмотрен мною в конструкции многотонального автомата звуковых эффектов. Если резистор Rx заменить фототранзистором, мы получим генератор управляемый светом.

Рис.2 Структурная схема генератора управляемого светом.

Рис.3 Электрическая схема генератора управляемого светом (светофон).

Фототранзистор VT1 применён PTR1. Но в этой схеме будут работать любые транзисторы  соответствующей структуры. Потребуется только подобрать значение резистора R1 по достижению желаемой чувствительности. Не плохой результат был получен при применении в качестве фототранзистора МП38 со спиленной головкой. Но при этом схему устройства необходимо изменить.

Рис.4 Светофон на четырёх транзисторах.

Выбор той или иной схемы светофона для повторения определяется только наличием или отсутствием фототранзистора PTR1. Специально печатная плата для этой конструкции не разрабатывалась, а использовалась готовая от многотонального автомата звуковых эффектов с соответствующей коррекцией.

Рис.5 Печатная плата светофона на трёх транзисторах.

Следует признать, что это было сделано специально для того, что бы мягко, корректно подтолкнуть к самостоятельной постановке исследовательской задачи: а что если объединить светофон и многотональный автомат звуковых эффектов в одну конструкцию? В результате многочисленных экспериментов была получена схема:

Рис.6 Электрическая схема «гибрида» многотонального автомата звуковых эффектов и светофона.

Рис.7 Печатная плата «гибрида» многотонального автомата звуковых эффектов и светофона.

Светодиоды VD1 – VD3 любые мигающие, побираются при настройке. Динамическая головка ВА1 мощностью 0,1 – 0,15 Вт, должна иметь сопротивление звуковой катушки 8 Ом. Транзисторы КТ3107 могут быть заменёны любым транзистором из списка: МП39, МП40, МП41, МП42, КТ361. Вместо транзисторов КТ3102 можно применять транзисторы МП37, МП38, КТ315. Любую замену транзисторов следует проводить с учётом их цоколёвки. Экспериментально было установлено, что при применении германиевых транзисторов звучание всех автоматов получается более мелодичным. Печатная плата имеет размеры 42,5*30 мм. Настройка всех приведённых схем при правильном монтаже и исправных деталях сводится, в основном, к установке чувствительности фотодатчика (резисторами помеченными *) и желаемого тембра звучания (конденсатором С1).

P.S. Все перечисленные мною схемы, по той или иной причине, не имеют практического значения и разрабатывались в качестве учебных конструкций для начинающих, юных радиотехников. Об универсальности этих разработок может свидетельствовать тот факт, что если в схемах приведённых на Рис. 3 и Рис. 4 разорвать цепочку положительной обратной связи (исключить конденсатор С1), а фотодатчик облучить промодулированным потоком света можно построить фототелефон. Для этого эти же схемы (Рис. 3 и Рис. 4) легко превращаются в фотопередатчик. Но это другие конструкции. Это другой рассказ.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}