Аналоги. Микроконтроллер, примененный в нашей конструкции — типа ATTiny13. Заменить его можно на микроконтроллеры ATTiny25, ATTiny45 или ATTiny85, хотя они стоят заметно дороже. Кроме того, эта замена потребует небольшой переделки программы, поскольку разводка сигналов по ножкам этих контроллеров немного различается.
Примечание.
Обратите внимание — не переделки печатной платы, а переделки программы! Это— огромное преимущество программируемых микроконтроллеров по сравнению с обычными микросхемами — гибкость.
Все резисторы в нашей конструкции — SMD типоразмера 0805 (соответствуют резисторам МЛТ-0,125). Неэлектролитические конденсаторы — также SMD типоразмера 0805 (их можно заменять только керамическими конденсаторами). Резистор R3 — любой с допустимой мощностью рассеяния не менее 1 Вт. Симисторы — любые с рабочим напряжением не ниже 400 В, допустимым током не ниже тока потребления лампочек, и как можно меньшим током управляющего электрода (в пределах 20–30 мА, а лучше 5—10 мА). Выходные линии микроконтроллера достаточно слабенькие, симистор с большим управляющим током они могут просто не включить. Остальные детали — любые.
Внешний вид устройства приведен на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Внешний вид устройства
Внимание.
При изготовлении этого устройства следует иметь в виду, что оно не имеет гальванической развязки от сети! Поэтому при его наладке следует особенно внимательно соблюдать правила техники безопасности.
Смотрим ролик. Работу устройства демонстрирует ролик «Видеоурок 1» — > «Бегущие огни на микроконтроллере» на прилагаемом диске.
Не смейтесь, уважаемый радиолюбитель! Если вы думаете, что до изобретения транзистора люди жили в пещерах и питались съедобной плесенью, то вы очень глубоко заблуждаетесь. Схему, которая приведена на рис. 1.9, можно было собрать и пятьдесят, и сто лет назад. И — что удивительно, — их собирали!
Рис. 1.9. Схема варианта «бегущих огней» на электромагнитных реле
Итак, имеются два реле, два конденсатора и три резистора, соединенные кучкой проводов. Как же они обеспечат нам бег огней в этой, без всякого преувеличения, исторической схеме? Разберем ее работу подробнее, потому что в силу древности таких схем прочитать об этом в другом месте вам вряд ли удастся.
В начальный момент времени конденсатор С2 через первую контактную группу реле Rel1, резистор R2 и третью контактную группу реле Rel2 соединен с шиной питания и заряжен до напряжения +36 В.
Конденсатор С1 через резистор R1 и четвертую контактную группу реле Rel1 начинает заряжаться от шины питания. Когда напряжение на нем достигнет величины 24 В (это произойдет примерно через секунду после включения питания), сработает реле Rel1, обмотка которого подключена параллельно конденсатору С1.
В результате срабатывания резистор R1 отключается от напряжения питания, и конденсатор начинает разряжаться через обмотку реле Rel1, удерживая его в сработавшем состоянии. Когда напряжение на конденсаторе упадет примерно до 7 В, реле отпустит якорь, резистор R1 снова окажется подключен к напряжению питания, и цикл повторится. Все это есть не что иное, как мультивибратор, только собранный на реле.
Что же происходит в это время с реле Rel2? В момент срабатывания реле Rel1 конденсатор С2 через первую контактную группу реле Rel1 оказывается подключенным к обмотке реле Rel2. Напряжение на нем, как мы уже говорили, равно напряжению питания. Поэтому в обмотке реле Rel2 немедленно возникает бросок тока, приводящий к срабатыванию реле Rel2. Через свою четвертую контактную группу реле Rel2 подключает резистор R3 к напряжению питания. И теперь через обмотку реле Rel2 все время будет течь ток, поддерживающий его во включенном состоянии, т. е. новое состояние реле будет устойчивым.
Когда реле Rel1 отпустит якорь, конденсатор С2 отключается от обмотки реле Rel2 и через первую контактную группу реле Rel1, резистор R2 и третью контактную группу реле Rel2 оказывается подключен — не к напряжению сети, как было ранее, а к общему проводу (потому что уже сработало реле Rel2).
Напряжение на нем, разумеется, быстро падает до нуля. Когда в следующий раз сработает реле Rel1, это конденсатор окажется подключенным к обмотке реле Rel2, и фактически замкнет его обмотку. Реле Rel2 при этом немедленно отпустит якорь, резистор R3 окажется отключенным от шины питания и реле останется в этом новом устойчивом состоянии.
Узнаете, уважаемый радиолюбитель, какое устройство автор только что описал? Конечно же, это — триггер, еще один компонент цифровой электроники! Недаром первые ЭВМ, изготовленные еще в 30-е годы прошлого столетия, собирались на электромагнитных реле!
Ну а вторая и третья контактные группы реле Rel1 и вторая контактная группа реле Rel2 образуют еще один известный в цифровой электронике блок — дешифратор, выбирающий для горения одну из четырех гирлянд.
Автор отнюдь не случайно так подробно расписывает работу этого простейшего устройства. Именно такими километровыми текстами были буквально напичканы радиотехнические книги тех давних лет.
Думается, теперь Вы, уважаемый читатель, сильнее почувствуете, какой огромный путь прошла электроника с тех далеких времен. Мы не предлагаем читателю сделать эти «бегущие огни» самому, а вот посмотреть (а главное — послушать!) их работу можно на ролике (с прилагаемого диска): «Видеоурок 1» — > «Бегущие огни на электромагнитных реле». Представляете, с каким звуком работали в те годы те уже далекие первые ЭВМ!
Шаг 2
СВЕТОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Светодинамические установки (та самая «цветомузыка») пользовались огромной популярностью в 70—80-х годах прошлого века. Ныне же интерес к ним в значительной степени угас. Идея, положенная в основу этих устройств (далее будем называть их СДУ) заключается в том, чтобы связать спектральный состав звукового сигнала с определенным цветом светового сопровождения музыки.
Существует такой интересный, хотя и весьма редкий, феномен человеческой психики, который называется «цветной слух». Заключается он в том, что в мозгу некоторых людей образуется связь между слуховым и зрительным каналами восприятия, и они в самом прямом смысле «видят» звуки окрашенными в тот или иной цвет зрительными образами. Бесполезный с точки зрения выживания особи, феномен этот не закрепился в процессе эволюции, тем не менее, он существует. Люди, подверженные этому феномену, называются синестетиками. Синестетиками были многие музыканты, в частности, великий русский пианист А. Н. Скрябин. Именно он еще в 1910 году, т. е. уже более ста лет назад, впервые в мире включил в партитуру своей симфонии «Прометей» партию совершенно нового инструмента «Luce» (световая клавиатура), создав, таким образом, первое в мире светомузыкальное произведение.
Принцип работы СДУ довольно несложен. На вход устройства подается звуковой сигнал, который надо «освЕтить» (по аналогии со словом «озвучить»). Сигнал этот разделяется на несколько частотных полос, обычно на три или на четыре (Luce Скрябина содержал 12 цветов, как и положено нормальной гамме). Затем сигнал каждой из частотных полос подается на амплитудный детектор, выделяющий его огибающую, а с него — на устройство управления светоизлучателем (например, лампой накаливания).