Генератор быстрого огня: 4 ступени

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Тем, кому нужно воспроизвести звук скоростной стрельбы для игрушки, может быть интересно рассмотреть представленное устройство. Вы можете услышать разные звуки выстрелов на сайте www.soundbible.com и понять, что звук выстрелов состоит из «хлопка», за которым следует «шипение» (по крайней мере, таково было мое впечатление). «Взрыв» создается газами под высоким давлением, внезапно выпущенными из ствола, а «шипение» - пулей, движущейся в воздухе. Мое устройство воспроизводит оба компонента довольно хорошо для игрушки (я бы настаивал на этом определении, потому что я не собирался воспроизводить звук) и простое, состоящее из 4 транзисторов, одной микросхемы и некоторых пассивных элементов. Видео покажет вам результат.

Шаг 1: объяснение схемы

Схема показана на прилагаемых картинках. Нестабильный мультивибратор, построенный с использованием Q1 и Q2, генерирует прямоугольную волну, период T которой рассчитывается как

Т = 0,7 * (C1 * R2 + C2 * R3)

Подробное описание того, как работает нестабильный мультивибратор, можно найти здесь: www.learnabout-electronics.org/Oscillators/osc41….

Отношение метки к пространству * выбирается равным 1: 1, тогда C1 = C2, R2 = R3, а частота волны рассчитывается как

f = 1 / 1,4 * CR

Я выбрал частоту 12 Гц, что дает 720 «выстрелов» в минуту, и емкость, равную 1 микрофараду (мкФ). Тогда сопротивление рассчитывается как

R = 1 / 1,4 * fC

Расчетное значение 59524 Ом, я использовал резисторы 56K, потому что они были ближайшими из имеющихся. Частота в этом случае будет 12,76 Гц (765 «выстрелов» в минуту).

* Отношение длительности положительной амплитудной части прямоугольной волны к длительности отрицательной амплитудной части.

Мультивибратор имеет два выхода: Out 1 и Out 2. Когда Out 1 - HIGH, Out 2 - LOW. При соотношении размера метки и свободного места 1: 1 длительность «хлопков» и «шипений» одинакова; однако схему можно модифицировать, чтобы изменить как это соотношение, так и период волны, чтобы изменить звук по своему усмотрению. Перейдя по ссылке выше, вы найдете эти модифицированные схемы.

Сигнал с выхода Out 1 подается на базу T4 (предусилитель) через делитель напряжения, состоящий из R8, R9 (подстроечный резистор) и R10. Эта функция позволяет вам изменять силу "ударов", чтобы найти наиболее "естественный" (на ваш взгляд) звук. Вы также можете заменить эти резисторы триммером 470K, чтобы иметь возможность изменять звук в любое время по своему желанию. В этом случае, прежде чем подавать напряжение на схему в первый раз, вы можете подумать о том, чтобы повернуть ось триммера в среднее положение, потому что это довольно близко к положению, которое дает «естественный» звук.

С коллектора Т4 сигнал поступает на вход оконечного усилителя, построенного на ИМС LM386; усиленный сигнал поступает в динамик.

Сигнал с Out 2 поступает на эмиттер T3. Это транзистор NPN; однако на переход база-эмиттер транзистора подается положительное напряжение. Когда это обратное напряжение превышает значение, называемое «напряжением пробоя» (6 В для 2N3904, ток эмиттера составляет 10 мкА), происходит явление, называемое «лавинообразный пробой»: свободные электроны ускоряются, сталкиваются с атомами, высвобождают другие электроны, и начинается лавина электронов образуется. Эта лавина производит сигнал одинаковой интенсивности на разных частотах (лавинный шум). Более подробную информацию вы найдете в статьях Википедии «Электронная лавина» и «Лавинный пробой». Этот шум играет в моем устройстве роль «шипения».

Ток эмиттера T3 можно регулировать с помощью триммера R5, чтобы компенсировать падение напряжения батареи со временем. Однако, если напряжение аккумулятора упадет ниже напряжения пробоя (6 В), лавинного шума не произойдет. Вы также можете заменить R5 и R6 триммером 150K. (Такого у меня не было, поэтому я использовал комбинированный резистор). В этом случае, прежде чем подавать напряжение на схему в первый раз, вы должны повернуть ось триммера в положение, соответствующее максимальному сопротивлению, чтобы избежать чрезмерного тока через эмиттер T3.

С эмиттера Т3 сигнал поступает на вход оконечного усилителя, построенного на ИМС LM386; усиленный сигнал поступает в динамик.

Шаг 2: Список компонентов и инструментов

Q1, Q2, Q3, Q4 = 2N3904

IC1 = LM386

R1, R4, R11 = 2,2 К

R2, R3 = 56К

R5 = 47К (триммер)

R6, R10 = 68 К

R7 = 1 млн

R8 = 330 К

R9 = 10К (триммер)

C1, C2, C6 = 1 мкФ (микрофарад), электролитический

C3, C4 = 0,1 мкФ, керамический

C5, C8 = 100 мкФ, электролитический

C7 = 10 мкФ, электролитический

C9 = 220 мкФ, электролитический

LS1 = громкоговоритель мощностью 1 Вт, 8 Ом

SW1 = переключатель мгновенного действия, например, кнопка

B1 = батарея 9 В

Примечания:

1) Номинальная мощность всех резисторов составляет 0,125 Вт.

2) Напряжение всех конденсаторов не менее 10В.

3) R5 и R6 можно заменить триммером 150K

4) R8, R9 и R10 можно заменить триммером 470K

Схема построена на куске печатной платы 65х45 мм, соединения выполнены проводами. Для построения схемы вам понадобится паяльник, припой, провода, кусачки и пинцет. Для питания схемы во время экспериментов я использовал адаптер постоянного тока.

Шаг 3: Физическая подготовка

Печатную плату, громкоговоритель и аккумулятор можно поместить в барабан, размер которого должен быть пропорционален общему размеру игрушки. В этом случае размер и форма печатной платы должны быть такими, чтобы плата помещалась в барабан. Это решение удобно, если у вас уже есть игрушка в виде пистолета-пулемета с барабанным питанием, скажем, «Томми», изображенного во многих проектах на этом сайте.

Также возможно разместить доску в основном корпусе игрушки, особенно если вы делаете модель современной штурмовой винтовки с прямоугольным питателем. В этом случае небольшой громкоговоритель можно было вставить в «подствольный гранатомет» «пушки». Очевидно, переключатель SW1 нужно поставить там, где находится спусковой крючок настоящего пистолета.

Шаг 4: Фактическая презентация

То, что вы видите на видео и фотографиях, не является настоящей игрушкой, это просто способ лучше показать вам мое устройство в действии. Звук также лучше, когда громкоговоритель расположен в закрытом помещении. Поэтому я скачал изображение «Томми», распечатал его, наклеил на кусок картона, вырезал, изготовил небольшой барабан для динамика. Переднюю и заднюю стороны барабана сделал из фанеры толщиной 4 мм; Для изготовления боковой поверхности я использовал тонкие полоски фанеры, смоченные и сформированные на цилиндре соответствующего диаметра.