ФТ1 - кремниевый фототранзистор типа FPT-100; Т1 - низкочастотный n-p-n - транзистор; ИС, - двойной таймер типа 556; ИС2 - УНЧ типа LM386; Rh R9 - потенциометр 500 кОм; R2 - ре.чистор 100 «Ом, 0.25 Вт; R3 - резистор 470 кОм, 0,25 Вт; R4 - резистор 1 МОм, 0,25 Вт; R6 -резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; R6, R7 - резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R8 - потенциометр 1 МОм; R10 - резистор 10 Ом, 0.25 Вт; С1 - электролитический конденсатор 1 мкФ, 50 В; С2, С5 - конденсатор 0,1 мкФ. 50 В; С3, С7 - электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; С4, С8 - конденсатор 0,01 мкФ, 50 В; С6 - электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Tpi -громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

Если провести ладонью над фототранзистором, то получится отдельный звук. Если же провести над фототранзистором раздвинутыми пальцами, то схема вырабатывает характерный гитарный перебор струн. При этом наилучшим учителем такой игры является практика работы с собранной схемой. Другой рукой с помощью регулятора тональности подбирается частота. Кстати, регулятор чувствительности позволяет приспособить схему к различным уровням освещенности в помещении, причем положение этого регулятора выбирается опытным путем. Выполнение всех этих регулировок довольно сложно, но весьма увлекательно.

10.8. Программируемая музыкальная шкатулка

В наши дни довольно часто можно услышать о програм-мируемых устройствах, например программируемых микрокалькуляторах, программируемых видеоиграх и, конечно, о программируемых бытовых ЭВМ. Однако редко кто-нибудь имеет возможность программировать небольшую музыкальную шкатулку. Такая возможность предоставляется радиолюбителю.

На рис. 10.9,а и б представлена схема, которую можно программировать для проигрывания бесчисленного множества простых мотивов. Если ее несколько усложнить, то она обеспечит воспроизведение неограниченного количества довольно продолжительных и сложных мелодий. Однако такая схема является одной из самых сложных, предлагаемых начинающему радиолюбителю в данной книге.

Схема способна воспроизводить последовательность из 16 различных долей, которые включают паузы, а также ноты (тоны), звучащие в течение более чем одной доли. С другой стороны, радиолюбитель может подобрать мелодию на 4/4 и проиграть ее четыре полных такта. После этого схема будет бесконечно повторять последовательность из 16 выбранных нот.

Кроме воспроизведения 16 долей мелодии в схеме может также использоваться до 16 различных нот, каждая из которых имеет четыре различные длительности. Последнее обстоятельство, казалось бы, ограничивает выбор воспроизводимых мелодий. Однако практически в большинстве простых мелодий на протяжении 4 тактов редко требуется звучание одной и той же ноты более четырех разных длительностей.

Первая-часть схемы, показанная на рис. 10.9, а, определяет темп и 16 различных долей. С помощью регулятора темпа можно устанавливать любой темп в пределах от одной до четырех долей в секунду, что более чем достаточно для сочинения обычных мелодий.

Выводы на выходе этой схемы обозначены порядковыми числами (с 1-го по 16-й), которые показывают порядковые номера соответствующих долей в сочиняемой мелодии. Например, первая нота снимается с вывода i микросхемы ИСз, обозначенного как «1-й», вторая нота - с вывода 2, 12-я нота - с вывода i3 и т. д., а последняя нота - с вьь вода 17.

Рассмотрим теперь вторую часть схемы на рис. 10.9, б, С помощью этой схемы получаем нотные звуки (тоны) и усиливаем их. Регулятор диапазона определяет разность по частоте между следующими по порядку нотами, а также общий диапазон частот для всей мелодии.

Регулируя шкалу, можно определить воспроизведение мелодии в высоком, низком или среднем частотном ключе. Регулятор громкости обеспечивает, естественно, установку уровня громкости низкочастотного сигнала.

Такую схему не очень легко изготовить и запрограммировать, т. е. настроить. Для радиолюбителей с небольшим опытом работы с интегральными схемами рекомендуется сначала изготовить более простые электромузыкальные устройства, прежде чем приступать к данной схеме. Однако не следует отказываться от изготовления схемы только из-за того, что ее трудно настраивать, ибо сама настройка является довольно увлекательным делом.

Допустим, что радиолюбитель собрал устройство по схемам на рис. 10.9, а и б, но пока не подключил 16 выводов с выхода схемы (рис. 10.9, а) к 16 выводам на вход схемы (рис. 10.9, б). При включении питания устройство не должно вырабатывать никаких звуков в громкоговоритель, в противном случае следует проверить весь монтаж.

Далее следует подключить к выходу вывода «1-й» вывод АО на входе, в результате чего будет периодически воспроизводиться тональный сигнал. Его периодичность можно менять с помощью регулятора темпа. Регуляторы диапазона и шкалы обеспечат изменение высоты тона, а регулятором громкости устанавливается подходящий уровень громкости воспроизведения.

После этого следует подключить выводы А1, ВО, СО и DO на входе к выводу «2-й» на выходе при соединенных выводах «1-й» и АО. При этом схема будет последовательно воспроизводить две различные ноты (звука) и довольно длительную паузу, причем первая нота будет более высокая по звучанию, чем вторая.

Эти ноты представляют собой самый высокий и самый низкий тоны частотного диапазона, воспроизводимого схемой. Если их- различие по частоте не удовлетворяет радиолюбителя, то диапазон можно отрегулировать с помощью регулятора диапазона, при повороте которого будет слышно различие между тонами. Регулируя шкалу, можно несколько изменять действительные частоты каждого тона, но их разница по частоте остается практически неизменной, так как эта разница устанавливается только регулятором диапазона.

После выбора положений всех регуляторов можно считать, что радиолюбитель отрегулировал схему для воспроизведения нужного мотива. Далее, устранив все соединения, сделанные для воспроизведения двух контрольных нот (тонов), можно приступать к настройке частоты первой ноты этого мотива.

Рис. 10.9. Принципиальная схема программируемой музыкальной шкатулки.

ИС - двойной таймер типа 556; ИС2 - 4-разрядный двоичный счетчик тина 7493; ИС3 - дешифратор/демультиплексор из 4 в 16 типа 74154; ИС4 - ИС6 - два четырехвходовыхлогических вентиля И-НЕ тина 74LS20; ИСу - шесть инверторов типа 74LS04; ИС8 - J - К-триггер типа 74LS76; ИС9 - УНЧ типа LM386; Rh R14 - потенциометр 1 МОм; R2 - резистор 270 кОм, 0,25 Вт; R3 - резистор 27 кОм, 0,25 Вт; Ri - R7 - резистор 4,7 кОм, 0,25 Вт; R8 - R11, R15 - резистор 10 кОм, 0,25 Вт; Ri2 - резистор 1,5 кОм, 0.25 Вт; R,3 -

-потенциометр 50 кОм; Ric - резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R17 - потенциометр 500 кОм; С1? С3 - танталовый конденсатор 1 мкФ, 35 В; Сг - конденсатор 0,47 мкФ; С4 - электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; C5

-электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Гр, - громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

Bjt>-

»

Рис. 10.9. (продолжение).

Первая нота всегда образуется на выходе вывода «1-й» (рис. 10.9, а). Этот вывод можно подключить к любому из четырех групп выводов на рис. 10.9, б и даже более чем к одному выводу, но не в пределах одной и той же группы. Например, вывод «1-й» может быть подключен к выводам АО, ВЗ, С2 и D1 или только к выводу В2, но его нельзя соединять одновременно с выводами ВО и В1.

Как вы заметили, при первоначальной калибровке самая высокая нота была получена при соединении одного из выводов на выходе с любым выводом группы А на входе, а самая низкая нота - при подключении одного из выводов на выходе к любым четырем выводам четырех различных групп на входе схемы.

Ниже приведена последовательность подключения выводов, дающая постепенное снижение высоты звука (ноты) с изменением частоты.

1.Отсутствие соединений (ноты не воспроизводятся).

2.Выходной вывод с одним выводом из группы А (самая высокая нота).

3.Выходной вывод с одним выводом из группы В.

4.Выходной вывод с одним выводом из групп А и В.

5.Выходной вывод с одним выводом группы С.

6.Выходной вывод с одним выводом из групп А и С.

7.Выходной вывод с одним выводом из групп В и С,

8.Выходной вывод с одним выводом из групп А, В и С.

9.Выходной вывод с одним выводом из группы D.

10.Выходной вывод с одним выводом из групп А и П.

11.Выходной вывод с одним выводом из групп В и D,

12.Выходной вывод с одним выводом из групп А, В и D.

13.Выходной вывод с одним выводом из групп С и D,

14.Выходной вывод с одним выводом из групп А, С и D,

15.Выходной вывод с одним выводом из групп В, С и D.

16.Выходной вывод с одним выводом из групп А, В, С и D (самая низкая нота).

С учетом такой последовательности следует соединять выход вывода «1-й» с выводами на входе до тех пор, пока не получится первая нота подбираемого мотива. Аналогичным образом находится соединение для выхода вывода «2-й», при этом следует избегать более чем одного соединения с любым из выводов на входе. Такт паузы получается, если остается неподключенным (свободным) выход вывода, соответствующий тому месту в мотиве, где должна быть пауза.

Подобный подбор мотива требует определенного времени и терпения, но по окончании настройки подобранный мотив будет проигрываться непрерывно, пока будет включено питание. Настройка схемы на определенный мотив остается неизменной и после выключения питания, так что мотив можно прослушать в любое время, включив схему.

Глава 11

ЗАБАВЫ И ЭЛЕКТРОННЫЕ ИГРЫ

Существует целый ряд электронных игр - от простых до самых сложных и утонченных. Так, к самым простейшим можно отнести игру «крестики-нолики», а к сложным - автоматизированные видеоигры с программированием. Промежуточное положение между ними занимают множество других развлекательных электронных игр.

С учетом общих целей и назначения книги в данной главе описываются электронные игры, близкие к простейшим. Однако если освоить все описанные устройства, то можно научиться изготавливать более разнообразные и сложные игры, описанные в других изданиях.

Будем надеяться, что приобретенный после этого опыт даст радиолюбителю уверенность и навыки, необходимые для конструирования и изготовления собственных электронных игр.

11.1. Электронная игра «орел - решка»

Трудно себе представить более простую схему, чем та, которая имитирует бросание монетки. Основное назначение такой схемы - вырабатывать в произвольном порядке два различных знака. Выигрывает при этом тот, кто угадывает знак, получаемый при нажатии кнопки.

После сборки схемы на рис. ИЛ и подсоединения источника питания напряжением 5 - 6 В следует поставить переключатель Кл! в положение «Вкл». При этом загорается один из светодиодов, причем не известно, какой из двух. Если включаются сразу оба светодиода или не включается ни один из них то следует проверить правильность сборки схемы.