Подборка простых и эффективных схем. Мигалки на светодиодах и транзисторных мультивибраторах (6 схем) Принцип работы мультивибратора
В данной статье описано устройство предназначенное просто для того чтобы начинающий радиолюбитель (электротехник, электронщик и т.д.) смог лучше разобраться в принципиальных схемах и набраться опыта в ходе сборки данного устройства. Хотя возможно данному простейшему мультивибратору, о котором написано ниже, можно найти и практическое применение. Рассмотрим схему:
Рисунок 1 - Простейший мультивибратор на реле
При подаче питания на схему конденсатор начинает заряжаться через резистор R1, контакты K1.1 при этом разомкнуты, когда конденсатор зарядиться до некоторого напряжения реле сработает и контакты замкнуться, при замкнутых контактах конденсатор начнёт разряжаться через эти контакты и резистор R2, когда конденсатор разрядится до некоторого напряжения контакты разомкнутся и процесс дальше будет повторяться циклически. Данный мультивибратор работает по тому что ток срабатывания реле больше тока удержания. Сопротивления резисторов НЕЛЬЗЯ изменять в широких пределах и это является недостатком данной схемы. Сопротивление источника питания влияет на частоту и из за этого данный мультивибратор будет работать не от всех источников питания. Ёмкость конденсатора можно увеличивать, частота замыкания контактов при этом будет уменьшаться. Если у реле имеется вторая группа контактов и использовать огромные значения ёмкости конденсатора то можно использовать данную схему для периодического автоматического включения/выключения приборов. Процесс сборки показан на фотографиях ниже:
Присоединение резистора R2
Присоединение конденсатора
Присоединение резистора R1
Соединение контактов реле с его обмоткой
Присоединение проводов для подачи питания
Реле можно купить в магазине радиодеталей или достать из старой сломанной техники например можно выпаивать реле из плат от холодильников:
Если у реле плохие контакты то их можно немного почистить.
МУЛЬТИВИБРАТОР
Мультивибратор. С этой схемы, уверен, многие начинали свою радиолюбительскую деятельность. Это так-же была и моя первая схема - кусок фанеры, пробитые гвоздями дырки, выводы деталей скручены проволокой за неимением паяльника. И всё прекрасно заработало!
В качестве нагрузки используются светодиоды. Когда мультивибратор работает - светодиоды переключаются.
Для сборки потребуется минимум деталей. Вот список:
- - Резисторы 500 Ом - 2 штуки
- - Резисторы 10 кОм - 2 штуки
- - Конденсатор электролитический 1 мкФ на 16 вольт - 2 штуки
- - Транзистор КТ972А - 2 штуки (пойдут также КТ815 или КТ817), можно и КТ315, если ток не более 25ма.
- - Светодиод - 2 штуки любые
- - Питание от 4.5 до 15 вольт.
На рисунке показано в каждом канале по одному светодиоду, но можно включать параллельно по несколько штук. Или последовательно (цепочкой 5 штук) , но тогда питание не меньше 15 вольт.
Транзисторы КТ972А являются составными транзисторами, то есть в их корпусе имеется два транзистора, и он обладает высокой чувствительностью и выдерживает значительный ток без теплоотвода.
Для проведения опытов не стоит делать печатную плату, можно собрать всё навесным монтажом. Спаивай так, как показано на рисунках.
Рисунки специально сделаны в разных ракурсах и можно подробно рассмотреть все детали монтажа.
Совершенство достигнуто не тогда, когда нечего добавить,
а тогда, когда нечего убрать.
Антуан де Сент–Экзюпери
Многие радиолюбители, конечно же, сталкивались с технологией поверхностного монтажа печатных плат SMT (Surface mount technology), встречали элементы SMD (Surface mount device), монтируемые на поверхность и слышали о преимуществах поверхностного монтажа, который по праву называют четвертой революцией в электронной технике после изобретения лампы, транзистора и интегральной схемы.
Некоторые считают поверхностный монтаж трудно реализуемым в домашних условиях в силу малых размеров SMD элементов и… отсутствия отверстий под выводы деталей.
Отчасти так оно и есть, но при внимательном рассмотрении выясняется, что малые размеры элементов требуют просто аккуратности при монтаже, конечно при условии, что разговор идет о простых SMD компонентах, не требующих для установки специального оборудования. Отсутствие опорных точек, коими являются отверстия под выводы деталей, лишь создают иллюзию трудности выполнения рисунка печатной платы.
Нужна практика в создании простых конструкций на SMD элементах, чтобы приобрести навыки, уверенность в своих силах, убедиться в перспективности поверхностного монтажа для себя лично. Ведь процесс изготовления печатной платы упрощается (не нужно сверлить отверстия, формовать выводы деталей), а получаемый выигрыш в плотности монтажа заметен невооруженным глазом.
Основой наших конструкций является схема несимметричного мультивибратора на транзисторах различной структуры.
Соберем «мигалку» на светодиоде, которая будет служить талисманом, а также создадим задел для будущих конструкций, изготовив прототип популярной у радиолюбителей, но не совсем доступной микросхемы .
Несимметричный мультивибратор на транзисторах разной структуры
(рис. 1) является настоящим «бестселлером» в радиолюбительской литературе .
Рис. 1. Схема несимметричного мультивибратора
Подключая в схему те или иные внешние цепи, можно собрать не один десяток конструкций. Например, звуковой пробник, генератор для изучения азбуки Морзе, прибор для отпугивания москитов, основа одноголосого музыкального инструмента. А применение внешних датчиков или устройств управления в цепи базы транзистора VT1 позволяет получить сторожевое устройство, индикатор влажности, освещённости, температуры и многие другие конструкции.
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»
Список источников
1. Мосягин В.В. Секреты радиолюбительского мастерства. – М.: СОЛОН-Пресс. – 2005, 216 с. (с. 47 – 64).2. Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. – М.: Альтекс-А, 2001. – 352 с.
3. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Контроль и защита источников питания. Книга 4. – М.: Альтекс-А, 2002. – 176 с.
4. Низковольтная «мигалка». (За рубежом) // Радио, 1998, №6, с. 64.
5.
6.
7.
8. Шумейкер Ч. Любительские схемы контроля и сигнализации на ИС. – М:.Мир, 1989 (схема 46. Простой индикатор разряда батареи, с. 104; схема 47. Маркер фалиня (мигающий), с. 105).
9. Генератор на LM3909 // Радиосхема, 2008, №2.Специальность по диплому - радиоинженер, к.т.н.
Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.
Читательское голосование
Статью одобрили 66 читателей.
Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
Если разобраться, вся электроника состоит из большого числа отдельных кирпичиков. Это транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, индуктивные элементы. А уже из этих кирпичиков можно сложить всё, что угодно.
От безобидной детской игрушки издающей, например, звук «мяу», до системы наведения баллистической ракеты с разделяющейся головной частью на восемь мегатонных зарядов.
Одной из очень известных и часто применяющихся в электронике схем, является симметричный мультивибратор, который представляет собой электронное устройство вырабатывающее (генерирующее) колебания по форме, приближающиеся к прямоугольной.
Мультивибратор собирается на двух транзисторах или логических схемах с дополнительными элементами. По сути это двухкаскадный усилитель с цепью положительной обратной связи (ПОС). Это значит, что выход второго каскада соединён через конденсатор со входом первого каскада. В результате усилитель за счёт положительной обратной связи превращается в генератор.
Для того чтобы мультивибратор начал генерировать импульсы достаточно подключить напряжение питания. Мультивибраторы могут быть симметричными и несимметричными .
На рисунке представлена схема симметричного мультивибратора.
В симметричном мультивибраторе номиналы элементов каждого из двух плеч абсолютно одинаковы: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Если посмотреть на осциллограмму выходного сигнала симметричного мультивибратора, то легко заметить, что прямоугольные импульсы и паузы между ними одинаковы по времени. t импульса (t и ) = t паузы (t п ). Резисторы в коллекторных цепях транзисторов не влияют на параметры импульсов, и их номинал подбирается в зависимости от типа применяемого транзистора.
Частота следования импульсов такого мультивибратора легко высчитывается по несложной формуле:
Где f - частота в герцах (Гц), С - ёмкость в микрофарадах (мкФ) и R - сопротивление в килоомах (кОм). Например: С = 0,02 мкФ, R = 39 кОм. Подставляем в формулу, выполняем действия и получаем частоту в звуковом диапазоне приблизительно равную 1000 Гц, а точнее 897,4 Гц.
Сам по себе такой мультивибратор неинтересен, так как он выдаёт один немодулированный «писк», но если элементами подобрать частоту 440 Гц, а это нота Ля первой октавы, то мы получим миниатюрный камертон, с помощью которого можно, например, настроить гитару в походе. Единственно, что нужно сделать, это добавить каскад усилителя на одном транзисторе и миниатюрный динамик.
Основными характеристиками импульсного сигнала принято считать следующие параметры:
Частота . Единица измерения (Гц) Герц. 1 Гц – одно колебание в секунду. Частоты, воспринимаемые человеческим ухом, находятся в диапазоне 20 Гц – 20 кГц.
Длительность импульса . Измеряется в долях секунды: мили, микро, нано, пико и так далее.
Амплитуда . В рассматриваемом мультивибраторе регулировка амплитуды не предусмотрена. В профессиональных приборах используется и ступенчатая и плавная регулировка амплитуды.
Скважность . Отношение периода (Т) к длительности импульса (t ). Если длина импульса равна 0,5 периода, то скважность равна двум.
Исходя из вышеприведенной формулы, легко рассчитать мультивибратор практически на любую частоту за исключением высоких и сверхвысоких частот. Там действуют несколько другие физические принципы.
Для того чтобы мультивибратор выдавал несколько дискретных частот достаточно поставить двухсекционный переключатель и пять шесть конденсаторов разной ёмкости, естественно одинаковые в каждом плече и с помощью переключателя выбирать необходимую частоту. Резисторы R2, R3 так же влияют на частоту и скважность и их можно сделать переменными. Вот ещё одна схема мультивибратора с подстройкой частоты переключения.
Уменьшение сопротивления резисторов R2 и R4 меньше определённой величины зависящей от типа применяемых транзисторов может вызвать срыв генерации и мультивибратор работать не будет, поэтому последовательно с резисторами R2 и R4 можно подключить переменный резистор R3, которым можно подобрат частоту переключений мультивибратора.
Практическое применение симметричного мультивибратора очень обширно. Импульсная вычислительная техника, радиоизмерительная аппаратура при производстве бытовой техники. Очень много уникальной медицинской техники построено на схемах, в основе которых лежит тот самый мультивибратор.
Благодаря исключительной простоте и невысокой стоимости мультивибратор нашёл широкое применение в детских игрушках. Вот пример обычной мигалки на светодиодах .
При указанных на схеме величинах электролитических конденсаторов С1, С2 и резисторов R2, R3 частота импульсов будет 2,5 Гц, а значит, светодиоды будут вспыхивать примерно два раза в секунду. Можно использовать схему, предложенную выше и включить переменный резистор совместно с резисторами R2, R3. Благодаря этому можно будет посмотреть, как будет изменяться частота вспышек светодиодов при изменении сопротивления переменного резистора. Можно поставить конденсаторы разных номиналов и наблюдать за результатом.
Будучи ещё школьником, я собирал на мультивибраторе переключатель ёлочных гирлянд. Всё получилось, но вот когда подключил гирлянды, то мой приборчик стал переключать их с очень высокой частотой. Из-за этого в соседней комнате телевизор стал показывать с дикими помехами, а электромагнитное реле в схеме трещало, как из пулемёта. Было и радостно (работает же!) и немного страшновато. Родители переполошились ненашутку.
Такая досадная промашка со слишком частым переключением не давала мне покоя. И схему проверял, и конденсаторы по номиналу были те, что надо. Не учёл я лишь одного.
Электролитические конденсаторы были очень старые и высохли. Ёмкость их была небольшая и совсем не соответствовала той, что была указана на их корпусе. Из-за низкой ёмкости мультивибратор и работал на более высокой частоте и слишком часто переключал гирлянды.
Приборов, которыми можно было бы измерить ёмкость конденсаторов в то время у меня не было. Да и тестером пользовался стрелочным, а не современным цифровым мультиметром .
Поэтому, если ваш мультивибратор выдаёт завышенную частоту, то первым делом проверяйте электролитические конденсаторы. Благо, сейчас можно за небольшие деньги купить универсальный тестер радиокомпонентов , которым можно измерить ёмкость конденсатора.
Найти в темное час суток различные предметы и объекты, в том числе подвижные (например, домашних животных), станет легче, если на них закрепить экономичный маячок, описание которого приведено ниже: с наступлением темноты он автоматически включается и начинает подавать световые сигналы. Схема маячка показана на рис.1. По сути, это несимметричный на разной структуры VT2, VT3, который вырабатывает короткие импульсы с интервалом в не сколько секунд. Источником света служит излучающий диод HL1, датчиком освещенности - фототранзистор VT1. Работает устройство следующим образом. Как видно из схемы, участок эмиттер-коллектор фототранзистора VT1 сообща с резисторами R1, R2 образует делитель напряжения в цепи базы транзистора VT2. В светлое час суток сопротивление этого участка невелико, поэтому напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT2 мало, и он закрыт. Закрыт и транзистор VT3, поскольку напряжение смещения на его базе, зависящее от тока коллектора VT2, равно нулю. Иными словами, мультивибратор не работает и потребляемый им ток не превышает 2...3 мкА. ...
Для схемы "РАДИОСТАНЦИЯ НА ТРЕХ ТРАНЗИСТОРАХ"
Радиопередатчики, радиостанцииРАДИОСТАНЦИЯ НА ТРЕХ Радиостанция предназначена для проведения двухсторонней связи в диапазоне 27 МГц с амплитудной модуляцией. Она собрана по трансиверной схеме. Каскад на транзисторе VT1 служит и приемником, и передатчиком. Усилитель на транзисторах VT1 и VT2 в режиме приема усиливает сигнал, выделенный приемником, а в режиме передачи модулирует несущую. При монтаже особое внимательность следует обратить на расположение конденсаторов С10 и С11. Они применяются для предотвращения самовозбуждения. Если самовозбуждение все же возникает, то нужно подключить дополнительно ещё несколько конденсаторов той же емкости. О настройке. Она очень проста. Сначала при помощи частотомера выставляется частота передатчика, а потом настраивается приемник прочий радиостанции по максимальному подавлению шума и наибольшей громкости сигнала. Схема недогрева паяльника Катушкой L1 настраивается передатчик, а катушкой L2 - приемник.Tp1 - любой малогабаритный выходной трансформатор. Ba1 - любой подходящий по размеру динамик с сопротивлением обмотки 8 - 10 Ом. Др1 - ДПМ-0,6 или самодельный: 75 - 80 витков ПЭВ 0,1 на резисторе МЛТ 0,5 Вт - 500 кОм. Остальные детали - любого типа. Катушки намотаны на каркасах диаметром 8 мм и содержат по 10 витков провода ПЭВ 0,5. =Печатная и монтажная платы - на рис. 2Печатная и монтажная платы - на рис. 2ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ Напряжение питания - 9 - 12 Дальность связи на открытой местности - приблизительно 1 км. Потребляемый ток: приемника -15 мА передатчика - 30 мА. Антенна телескопическая - 0,7 - 1м. Размеры корпуса - 140 х...
Для схемы "Прибор для контроля уровня воды в радиаторе"
Автомобильная электроникаПрибор для контроля уровня воды в радиаторе Радиатор автомобиля должен содержать достаточное количество воды. Если шофер своевременно не заметит значительного уменьшения воды в радиаторе, то мотор перегреется. Прибор для контроля уровня воды в радиаторе (см. схему), имеет то преимущество, перед аналогичными устройствами, что при его использовании не возникает электролиза, приводящего к постепенному разрушению стенок радиатора. Применение кремниевых транзисторов делает прибор мало чувствительным к значительным перепадам температуры. Основа прибора - с одним устойчивым состоянием на Т2 и Т3. Его нагрузкой служит сигнальная лампа Л7. Транзистор Т4 способствует более четкой фиксации рабочего состояния (открыт - закрыт) транзистора Т2.Когда щуп в радиаторе погружен в воду, на базу транзистора Т1 поступает напряжение смещения и он открыт. Т160 схема регулятора тока При этом база и эмиттер транзистора Т2 имеют одинаковый потенциал и тот самый транзистор будет закрыт. В результате мультивибратор не работает, а сигнальная лампа Л1 обесточена. Диод Д1 защищает базу транзистора T2 от перенапряжений. При понижении уровня воды в радиаторе, щуп оказывается в воздухе. В результате этого транзистор Т1 закрывается, а Т2 открывается. Теперь будет работать с частотой, определяемой постоянной времени цепочки R4 С1 (около 2 гц). Сигнальная лампа Л1 будет загораться с той же частотой, привлекая чуткость водителя. Конденсатор С1 должен быть бумажным, так как при работе полярность заряда на нем изменяется на обратную. Щуп изготовляют из...
Для схемы "Зарядно-питающее устройство"
Для схемы "Модулятор для АМ радиостанции"
Узлы радиолюбительской техникиМодулятор для АМ радиостанцииДмитрий Малахов, [email protected]Этот модулятор я разработал для носимой радиостанции, но его удачные характеристики позволяют использовать его и вдостаточно мощных стационарных передатчиках АМ. При изменении напряжения питания, обратите внимательность на режим работымикрофона по постоянному току, либо используйте микрофон другого типа, например "Сосна". Микросхема К140УД20А, к сожалению, не позволяет работать при более невысоких значениях питающего напряжения, по крайней мере меня такое качествоработы не устраивало. С иной стороны, подъем напряжения питания приводит к подъему мощности, рассеиваемойна выходных транзисторах, поэтому их лучше заместить на более мощные типа КТ819, КТ818.Отсутствие начального смещения на оконечных транзисторах не оказывает сильного влияния на качество речевого сигнала,так как выходной трансформатор довольно действенно подавляет высшие гармоники.Рис.1Трансформатор лучше осуществить нажелезном сердечнике сечением не менее 200 квадратных миллиметров, первичная обмотка содержит не менее 500 витковпроводом ПЭЛ 0.3. Укв схема Вторичная мотается более толстым проводом, количество витков расчитывается с использованиемкоэффициента 0.65(КПД трансформатора), для получения необходимой амплитуды напряжения модуляции. На первичнойобмотке в моем модуляторе получалось до 20 вольт от пика до пика, при 20 милливольтах сигнала с микрофона...Можно применить ферритовый сердечник, но придется жать высокие частоты, выравнивая сквозную АЧХ в нужнойполосе частот.Печатная плата не разрабатывалась, из соображений экономии места. Мой скромный опыт показал, что порой кривой объемныймонтаж занимает меньше места, чем самая изощренная печатная плата. В данном случае, микросхема, электролиты итранзисторы были приклеены к трансформатору в удобных местах, а все остальное на них "внавес". Исключение составилтолько микрофон. Желательно весь моду...
Для схемы "Широкополосные усилители мощности на полевых транзисторах"
ВЧ усилители мощностиШирокополосные усилители мощности на полевых Усилитель мощности с нейтрализацией проходной емкости транзистораОднотактный усилитель данного типа может работать только в классе А. Его энергетическиепоказатели аналогичны показателям однотактных трансформаторных усилителей невысоких частот.Типовое роль КПД обычно не превышает 35...40% (при этом довольно заметны нелинейные искажения, обусловленные прежде всего второй гармоникой). Усилитель на транзисторе VMP1 приUc=24 В обеспечивает Рвых=4 Вт при Ku=15 дБ и полосе усиливаемых частот от 2 до 150 МГц.Рис.1Т1 наматывается скруткой из двух проводов диаметром 0.3 мм и содержит 4 витка. Сердечник типа F625-BQ2. Можно применить отечественное ВЧ кольцо с низкой магнитной проницаемостью.Усилитель мощности с цепью параллельной отрицательной обратной связиДанный вариант усилителя без входного трансформатора и без нейтрализации проходной емкостиСзс имеет вдвое меньшую полосу.Рис.2Различные вырианты подобных усилителей (в зависимости от конструкции трансформаторов и использованных транзисторов) обеспечивают усиление Ku=12...30 дБ в полосе частот до 300 МГцпри коэффициенте шума 3...5 Дб.Двухтактный широкополосный усилитель мощностиСущественное улучшение энергетических параметров широкополосных УМ быть может лишь при использовании двухтактных каскадов, работающих в режиме класса АВ. Схемы конвертера радиолюбителя Такой вариант схемы приведен на рис.3. При К=15 Дб в полосе 2...100 МГц он обеспечивает Рвых=8 Вт. Входное и выходное сопротивление усилителя - 50 Ом....
Для схемы "Тахометр для автомашины"
Автомобильная электроникаТахометр для автомашиныВодителю иногда интересно ведать, какое число оборотов развивает мотор автомашины. Определить это можно с помощью несложного транзисторного тахометра (рис. 1), измерительный прибор которого, градуированный в числах оборотов, удобно расположить поблизости от рулевого менеджмента.рис. 1Основой тахометра является управляемый мультивибратор на транзисторах Т1. Т2. Он дает узкие прямоугольные импульсы, длительностью приблизительно 0,5 мксек, с постоянной амплитудой. Постоянство амплитуды выходных импульсов достигается стабилизацией питающего мультивибратор напряжения с помощью стабилитрона Д1.Транзистор ТЗ, включенный по схеме эмиттерного повторителя, служит для согласования выходного сопротивления мультивибратора с внутренним сопротивлением измерительной головки ИП. Индикатор дает показания при поступлении на базу транзистора ТЗ импульсов от мультивибратора. Так как их амплитуда и длительность постоянны, то показания прибора прямо пропорциональны частоте следования этих импульсов. Т160 схема регулятора тока Чем они чаще, тем больше показание прибора.Управляющие мультивибратором импульсы подаются на конденсатор С3 и базу транзистора Т2. Их получают с емкостного датчика, выполненного в виде нескольких витков (5-10) провода ПЭЛШО 0,31 навитых на общий провод, подводящий питание к распределителю (рис. 2). Чтобы датчик не смещался по проводу, его начало и конец укрепляют липкой хлорвиниловой изоляционной лентой.рис. 2Калибровку прибора производят по схеме рис. 3 при помощи генератора прямоугольных импульсов. Напряжение на выходе генератора устанавливают приблизительно двух вольт. При работе тахометра он получает по 4, 6 или 8 импульсов (от системы зажигания) за один оборот вала двигателя, в зависимости от числа его цилиндров. Таким образом, число оборотов буде...
Вольт от батареи на 2 … 4.5 вольт, в том числе и для источников аварийного питания. Максимальная мощность преобразователя до1.5 - 2 вт, ток холостого хода при выходном напряжении 9 вольт и питании от источника 2.2 в составляет приблизительно 30-35 ма. КПД преобразователя при выходном напряжении 9 в и питании от источника 2.2 в приблизительно 75 процент(ов). Выходное напряжение преобразователя задается применяемым стабилитроном. Дроссель намотан на ферритовом кольце диаметром 10 мм и имеет 40 витков провода ПЭВТЛ - 0.35. Размер печатной платы 40х23 мм.Вопросы по конструкции можно задать автору [email protected]...
