Игрушка-сувенир «Привет! — Пока!»
Если вы смотрели мультфильм «Мадагаскар» то, наверное, помните реплику короля Джулиана в финальной сцене прощания лемуров с Алексом и его друзьями: «Морис! У меня рука устала! Помаши за меня!». Предлагаемая игрушка-сувенир прекрасно справляется с этой задачей: легкое нажатие на кнопку — и она тут же помашет вам «ручкой». Здесь же описан вариант, который реагирует непосредственно на помахивание рукой перед ним.
Схема основного варианта игрушки изображена на рис. 13.
По сути, это оптомеханический генератор, состоящий из фототранзистора VT1, конденсатора С1, усилителя постоянного тока на транзисторе VT2 и включенного в его коллекторную цепь миллиамперметра РА1. Транзистор VT3 выполняет функцию электронного ключа в цепи питания устройства. При нажатии на кнопку SB1 конденсатор С2 мгновенно заряжается и транзистор VT3 открывается, подключая устройство к батарее питания GB1.
При освещении фототранзистор VT1 также открывается, сопротивление его участка эмиттер — коллектор становится малым и конденсатор С1 начинает заряжаться Транзистор VT2 при этом закрыт и ток через миллиамперметр РА1 не течет.
По мере зарядки конденсатора Cl напряжение на нем растет, и когда оно достигает примерно 0,6…0,7 В, транзистор VT2 начинает открываться. При этом ток через миллиамперметр увеличивается, его стрелка отклоняется к середине рабочего угла (здесь и далее под рабочим понимается полный угол отклонения стрелки прибора до переделки) и закрепленная на ней бумажная «рука» перекрывает свет, падающий на фототранзистор. Сопротивление его участка эмиттер — коллектор резко возрастает, и конденсатор С1 начинает разряжаться через резистор R1 и эмиттерный переход транзистора VT2. По мере разрядки конденсатора напряжение на его базе понижается, и он плавно закрывается. В результате «ручка» падает, после чего процесс повторяется.
Помахивание продолжается до тех пор, пока на генератор поступает питание. После отпускания кнопки SB1 транзистор VT3 некоторое время поддерживается в открытом состоянии разрядным током конденсатора С2 который течет через его эмиттерный переход, резистор R4 и генератор…???…
Затем транзистор закрывается и генератор перестает работать до следующего нажатия на кнопку SB1.
Достоинством этого варианта генератора можно считать малое потребление тока в рабочем режиме (всего около 6 мА) и ничтожное (несколько микроампер) в дежурном. Недостаток этого варианта — необходимость «стабильного» внешнего источника света.
На рис. 14 представлена схема варианта генератора, работающего при любом внешнем освещении, но потребляющего больший ток в рабочем режиме из-за введения светодиода VD1.
Он в этой конструкции установлен напротив фототранзистора VT1, и размещены они вблизи от нулевого положения стрелки таким образом, что в исходном состоянии «ручка» находится между ними. При включении питания транзистор VT2 открывается, стрелка миллиамперметра с «ручкой» отклоняется от нулевого положения и между светодиодом и фототранзистором возникает оптическая связь. В результате сопротивление участка эмиттер-коллектор фототранзистора резко уменьшается, транзистор VT2 закрывается и «ручка» возвращается в исходное положение, перекрывая световой поток. Далее процесс повторяется до тех пор, пока не закроется транзистор VT3.
Иначе ведет себя устройство, собранное по схеме на рис. 15.
Пусковой кнопки здесь нет — игрушка откликается непосредственно на ваше приветствие — стоит медленно помахать перед ней рукой и она тут же отреагирует в ответ. Происходит это благодаря тому, что датчики — фототранзисторы VT1 и VT2 — соединены последовательно и отстоят один от другого на расстояние, чуть меньшее ширины ладони В исходном состоянии оба фототранзистора освещены сопротивление их участков эмиттер — коллектор мало и транзистор VT3 закрыт. При своем движении перед игрушкой ладонь вначале перекрывает свет к одному фототранзистору и сопротивление его участка увеличивается. Это приводит к открыванию транзистора VT3, и бумажная «ручка» начинает двигаться. При этом он остается открытым до тех пор, пока ладонь полностью не пройдет над фототранзистором. Этого времени достаточно чтобы «ручка» сделала полный взмах. Далее она оказывается над вторым датчиком и все повторяется. Таким образом, на каждый взмах руки игрушка отвечает двумя.