Автоматичний вмикач світла і просте піаніно: пристрої, які можна зібрати вдома власноруч (з детальними інструкціями)
Ми підготували для вас цікаві електронні пристрої, які можна просто зібрати вдома, не маючи особливих знань з фізики чи навичок у паянні. Вони дозволять вам дізнатися більше про чудернацький світ радіотехніки та, можливо, захопитися ним настільки, що ви поринете в нього з головою. І це не потребує великих затрат.
Моя історія
Доступність інформації завдяки інтернету дозволяє щоденно займатися самоосвітою та відкривати нові галузі знань. В інеті можна знайти безліч матеріалів з детальним описом простих столярських, металообробних, ткацьких, гончарських та інших проєктів.
Ці описи дають змогу повторити дії, зображені на світлинах, і зрозуміти фізику процесу. Тому навчатися дома зараз дуже комфортно, оскільки не потрібно витрачати багато часу на гуртки і репетиторів.
Для себе я обрав радіотехніку – це не тільки цікаво, а й корисно (завжди можна відремонтувати побутові електроприлади, наприклад, чайник).
Мені насамперед хотілося створювати синтезатори – від простих шумових приладів до напівпрофесійних інструментів. Приємно, коли твій витвір не просто тішить око на полиці, але й має функціонал, який можна творчо використовувати. А знання з виготовлення синтезаторів можна чудово застосувати щодо інших девайсів. Наприклад, створити автоматичну поливалку для квітів чи модуль керування відчиненням/зачиненням воріт гаражу.
З чого почати свій шлях в радіотехніку, якщо не вмієш паяти? Можна купити diy-набори (do it yourself – зроби самостійно) та збирати їх, ніби конструктори лего. Коштують вони недорого, якщо це не роботи на радіокеруванні чи невеликі модульні синтезатори, як-от Little Bits Synth Kit від Korg.
Основною ідеєю цього матеріалу було презентувати проєкти, які були б дешевими, простими для вивчення новачками та не потребували би навичок пайки радіодеталей.
З чого почати
Вам потрібно буде придбати макетну плату (як на світлині нижче). Її перевага полягає у тому, що для з’єднання деталей потрібно вставити конектори у отвори. Кожен пронумерований горизонтальний ряд – це одне суцільне підключення. + та – отвори використовуються для подачі живлення.
Щоб зібрати пристрій, необхідно повторити розміщення деталей на макетній платі, зображене на світлинах.
Перелік компонентів можна знайти в описі проєктів. Придбати їх можна у будь-якому магазині радіотехніки чи на радіоринку.
Починаємо!
Елементи схеми та їхні властивості
В проєктах використані легкодоступні компоненти, про властивості котрих ми коротко розповімо.
Резистор
Резистор – це пасивний елемент електронних схем, який зменшує струм в ланцюзі, створюючи опір для протікання електричного струму. Наприклад, ви можете підключити світлодіод безпосередньо до живлення, а можете через резистор. В першому випадку яскравість світлодіоду біде більшою, ніж у другому.
Конденсатор
Конденсатор – елемент, що зберігає електроенергію і видає її в ланцюзі, коли спостерігається втрата. Це як акумуляторна батарея, але з деякими нюансами.
Конденсатор може зберігати невелику кількість струму і може заряджатись миттєво, тоді як акумулятор може зберігати велику кількість струму і заряджається певний час.
Транзистор
Транзистор підсилює малий струм, що подається на його базовий штифт, задля отримання більшого струму, який протікає між колекторним та емітерним штифтами. Він не створює великого струму, але діє як перемикач, який за подачі малого струму на базовий штифт замикає перемикач.
Інтегральна схема (ІС)
Інтегральна схема (мікрочіп) – сукупність компонентів у корпусі, яка виконує певне завдання. Наприклад, LM386 – це операційний підсилювач, він підсилює звукові сигнали та напругу. Таймер NE555 призначений для синхронізації взаємодії елементів схеми за певний проміжок часу.
Діод
Діод дозволяє струму текти лише в одному напрямку, він є таким собі дороговказом.
Світлодіод (LED)
Світлодіод – особливий тип діодів, який може випромінювати світло при пропусканні через нього струму. Як і діод, світлодіод також дозволяє струму текти лише в одному напрямку.
Потенціометр
Потенціометр, або змінний резистор дозволяє завдяки спеціальній ручці регулювати опір для протікання електричного струму.
Фоторезистор (LDR)
Фоторезистор, або світлозалежний резистор змінює свій опір відповідно до інтенсивності світла, що потрапляє на нього.
Джамп-кабелі
Джам-кабелі, або перемикачі – це проводи з роз’ємом (мама) або штирем на кожному кінці (тато). Вони використовуються для з’єднання деталей між собою. Нам потрібні будуть джамп-кабелі формату тато-тато.
Тактова кнопка
Дозволяє замкнути між собою два контакти шляхом натискання кнопки. Все просто.
Автоматичний вмикач світла з настанням темряви
Цей проєкт побудований на 555 таймері, який найчастіше використовується радіотехніками. Він формує одиночні і повторювані імпульси зі стабільними тимчасовими характеристиками.
Таймер 555 спрацьовує, тобто подає напругу з одного з виходів, коли фоторезистор отримує слабке світло. В результаті світлодіод вмикається. І навпаки – коли на фоторезистор поступає багато світла, напруги стає недостатньо для ввімкнення світлодіода.
Цей тип ланцюга використовується в автоматичних вуличних ліхтарях, які автоматично включаються, коли темніє.
Список деталей:
1x 555 таймер (чіп, запитуйте NE555)
1x резистор 10K (КілоОм)
1x резистор 100K
1x резистор 220 Ом
1x конденсатор 100 нф (нанофарад)
1x конденсатор 10 нф
1x LDR (фоторезистор)
1x світлодіод
1х батарейка 9В (крона) з гніздом живлення
джамп-кабелі формату тато-тато
Звертайте увагу на кольорове маркування резисторів (воно вказує на номінал резистора) та правильне розташування чіпу на платі (на корпусі чіпу є спеціальна виїмка).
Для перевірки функціоналу проєкту просто закрийте фоторезистор рукою.
Світлодіодний диммер
Цей проєкт змінює яскравість світлодіода шляхом зміни опору за допомогою потенціометра. Схема дещо схожа на схему ШІМ (широтно-імпульсна модуляція), яка використовується для управління швидкістю обертання двигунів. Яскравість змінюється шляхом швидкого перемикання станів світлодіода між увімкненим та вимкненим.
Список деталей:
1x 555 таймер
1x резистор 1 кОм
1x 220 Ом резистор
1x 100n конденсатор
2x 1n4001 або 1n4148 діоди
1x потенціометр 50K або 47K
1x світлодіод
1х батарейка 9В (крона) з гніздом живлення
Джамп-кабелі формату тато-тато
Детектор статичної електрики
Статична електрика – це такий тип електрики, в якому заряди перебувають у спокої. Вона присутня майже скрізь навколо нас. Цей простий пристрій дозволяє її фіксувати.
Світлодіод світитиметься, якщо ви піднесете до антени будь-який предмет. Схема настільки чутлива, що може виявити вашу руку, якщо ви будете тримати її на відстані 5 см від антени.
Список деталей:
• 3 транзистори bc547або 2n2222 або 2n3904
• 1x резистор 220 Ом
• 1x резистор 100 кОм
• 1x резистор 1M (МегаОм)
• 1x світлодіод
1х батарейка 9В (крона) з гніздом живлення
Джамп-кабелі формату тато-тато
Про ці та інші проєкти ви можете дізнатися більше за посиланням.
Atari Punk Console
Якщо ви успішно справилися з попередніми проектами, пропонуємо вам перейти до простого генератора звукових хвиль Atari Punk Console.
Вперше cхема Atari Punk Console була опублікована в журналі Engineer’s Notebook: Integrated, Circuit, Applications в 1980-ому році. Розробив її інженер Форест М. Мімс. Команда радіотехніків Kaustic Machines назвала її Atari Punk Console, оскільки вона імітувала синтезаторні звуки ігрової приставки Atari 2600.
Пристрій побудований на подвійному таймері NE555 – NE556. Крутячи потенціометри, ви змінюєте частоту звукових хвиль.
Список деталей:
1x 556 таймер (подвійний чіп NE555)
1x резистор 1K (КілоОм)
1x тактова кнопка (4 піна)
2x кондесатор 100 нф (нанофарад)
1х динамік 8Ом (потужність будь-яка)
3х лінійні потенціометри на 100 КілоОм (крутилки)
Просте піаніно
Ми використаємо генерацію звукових хвиль на основі 555 таймеру, але додамо до схеми тактові кнопки, з’єднані між собою резисторами з певним номіналом. Натискання на кнопку дозволить нам генерувати сигнал певної частоти, який відповідає конкретній ноті. Кожна кнопка відповідає ноті до-мажорного ладу: до, ре, мі, фа, соль, ля, сі.
Список деталей:
1x 555 таймер
1x резистор 1K (КілоОм)
8x тактова кнопка (4 піна)
1x кондесатор 100 нф (нанофарад)
1 набір резисторів – 390 Ом, 620 Ом, 910 Ом, 2 x 1 кОм, 1,1 кОм, 1,3 кОм, 1,5 кОм, 6,2 кОм
1х динамік 8Ом (потужність будь-яка)
Обов’язково звертайте увагу на кольорове маркування резисторів. Більше про проєкт ви дізнаєтеся за посиланням.
Якщо ці та інші проєкти були корисними і сподобалися вам, ми продовжимо розповідати про те саморобні електронні пристрої більш детально. Попереду буде багато цікавого.
