Generator szybkiego ognia: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Ci, którzy chcą odtworzyć dźwięk wystrzału z broni palnej dla zabawki, mogą być zainteresowani rozważeniem niniejszego urządzenia. Możesz usłyszeć różne odgłosy broni na www.soundbible.com i zdać sobie sprawę, że dźwięk pistoletu składa się z „huku”, po którym następuje „syk” (takie przynajmniej odniosłem wrażenie). „Hum” tworzą gazy pod wysokim ciśnieniem uwalniane nagle z lufy, a „syk” – pocisk poruszający się w powietrzu. Moje urządzenie odtwarza obydwa elementy dość dobrze jak na zabawkę (nalegałbym na tę definicję, ponieważ nie było moim zamiarem powielanie dźwięku) i jest proste, składa się z 4 tranzystorów, jednego układu scalonego i kilku elementów pasywnych. Film pokaże Ci wynik.

Krok 1: Wyjaśnienie obwodu

Układ pokazano na załączonych zdjęciach. Multiwibrator astabilny zbudowany z Q1 i Q2 wytwarza falę prostokątną, której okres T jest obliczany jako

T = 0,7*(C1*R2 + C2*R3)

Szczegółowy opis działania multiwibratora astabilnego można znaleźć tutaj: www.learnabout-electronics.org/Oscillators/osc41….

Stosunek mark-to-space* jest wybierany jako 1:1, następnie C1 = C2, R2 = R3, a częstotliwość fali jest obliczana jako

f= 1/1,4*CR

Wybrałem częstotliwość równą 12 Hz, co daje 720 „strzałów” na minutę i pojemność równą 1 mikrofaradowi (uF). Opór oblicza się wtedy jako

R = 1/1,4*fC

Obliczona wartość to 59524 Ohm, użyłem rezystorów 56K bo były najbliższe dostępne. Częstotliwość w tym przypadku wyniesie 12,76 Hz (765 „strzałów” na minutę).

* Stosunek czasu trwania części o dodatniej amplitudzie fali prostokątnej do czasu trwania części o ujemnej amplitudzie.

Multiwibrator ma dwa wyjścia: Out 1 i Out 2. Gdy Out 1 jest WYSOKIE, Out 2 jest NISKI. Stosunek znaku do przestrzeni wynosi 1:1, czas trwania „grzmotów” i „syków” jest równy; jednak obwód można zmodyfikować, aby zmienić zarówno ten stosunek, jak i okres fali, aby zmodyfikować dźwięk według własnego uznania. Podążając za powyższym linkiem, znajdziesz te zmodyfikowane obwody.

Sygnał z wyjścia Out 1 jest podawany do bazy T4 (przedwzmacniacza) przez dzielnik napięcia składający się z R8, R9 (trymer) i R10. Ta funkcja pozwala modyfikować siłę „grzmotu”, aby znaleźć najbardziej „naturalny” (w Twojej opinii) dźwięk. Możesz również zastąpić te rezystory trymerem 470K, aby móc w dowolnym momencie modyfikować dźwięk według własnego uznania. W takim przypadku, zanim po raz pierwszy doprowadzisz napięcie do obwodu, możesz rozważyć przekręcenie osi trymera do pozycji środkowej, ponieważ jest ona dość blisko pozycji, która daje „naturalny” dźwięk.

Z kolektora T4 sygnał trafia na wejście wzmacniacza końcowego zbudowanego z IC LM386; wzmocniony sygnał dociera do głośnika.

Sygnał z Out 2 dociera do emitera T3. To jest tranzystor NPN; jednak dodatnie napięcie jest przykładane do złącza baza-emiter tranzystora. Kiedy to napięcie wsteczne przekracza wartość zwaną „napięciem przebicia” (6V dla 2N3904, prąd emitera wynosi 10uA), zachodzi zjawisko zwane „przebiciem lawinowym”: swobodne elektrony przyspieszają, zderzają się z atomami, uwalniają inne elektrony i lawina powstają elektrony. Lawina ta wytwarza sygnał o jednakowym natężeniu na różnych częstotliwościach (szum lawinowy). Więcej szczegółów znajdziesz w artykułach Wikipedii „Lawina elektronowa” i „Awaria lawinowa”. Ten hałas pełni rolę „syku” w moim urządzeniu.

Prąd emitera T3 można regulować trymerem R5, aby skompensować spadek napięcia akumulatora w czasie. Jeśli jednak napięcie akumulatora spadnie poniżej napięcia przebicia (6V), szum lawinowy nie wystąpi. Możesz również zastąpić R5 i R6 trymerem 150K. (Nie miałem jednego łatwo dostępnego, dlatego zastosowałem opornik kombinowany). W takim przypadku przed pierwszym podaniem napięcia do obwodu należy obrócić oś trymera do pozycji odpowiadającej maksymalnej rezystancji, aby uniknąć nadmiernego prądu przez emiter T3.

Z emitera T3 sygnał trafia na wejście końcowego wzmacniacza zbudowanego z IC LM386; wzmocniony sygnał dociera do głośnika.

Krok 2: Lista komponentów i narzędzi

Q1, Q2, Q3, Q4 = 2N3904

IC1 = LM386

R1, R4, R11 = 2,2K

R2, R3 = 56K

R5 = 47K (trymer)

R6, R10 = 68K

R7 = 1M

R8 = 330K

R9 = 10K (trymer)

C1, C2, C6 = 1 uF (mikrofarad), elektrolityczny

C3, C4 = 0,1 uF, ceramika

C5, C8 = 100 uF, elektrolityczne

C7 = 10 uF, elektrolityczne

C9 = 220 uF, elektrolityczne

LS1 = głośnik 1W, 8Ohm

SW1 = wyłącznik chwilowy, np. przycisk

B1 = bateria 9V

Uwagi:

1) Moc znamionowa wszystkich rezystorów wynosi 0,125 W

2) Napięcia wszystkich kondensatorów wynoszą co najmniej 10V

3) R5 i R6 można zastąpić trymerem 150K

4) R8, R9 i R10 można zastąpić trymerem 470K

Obwód zbudowany jest na kawałku płytki drukowanej 65x45 mm, połączenia wykonane są przewodami. Do zbudowania obwodu potrzebujesz pistoletu lutowniczego, lutu, przewodów, przecinaka do drutu, pęsety. Do zasilania układu podczas eksperymentów użyłem zasilacza DC.

Krok 3: Rozmieszczenie fizyczne

Płytkę drukowaną, głośnik i baterię można umieścić w bębnie, którego wielkość powinna być proporcjonalna do wielkości zabawki. W takim przypadku rozmiar i kształt płytki drukowanej muszą być takie, aby płytka pasowała do bębna. To rozwiązanie jest wygodne, jeśli masz już zabawkę przedstawiającą pistolet maszynowy z bębnem, powiedzmy „Tommy” pokazywany w wielu projektach na tej stronie.

Możliwe jest również umieszczenie planszy w głównym korpusie zabawki, zwłaszcza gdy robisz model nowoczesnego karabinu szturmowego z prostokątnym podajnikiem. W tym przypadku mały głośnik można by umieścić w „granatniku podlufowym” „pistoletu”. Oczywiście przełącznik SW1 powinien być umieszczony tam, gdzie znajduje się spust prawdziwej broni.

Krok 4: Rzeczywista prezentacja

To, co widzisz na filmie i zdjęciach, nie jest prawdziwą zabawką, to tylko sposób na lepsze pokazanie mojego urządzenia w akcji. Dźwięk jest też lepszy, gdy głośnik znajduje się w obudowie. Dlatego ściągnąłem zdjęcie „Tommy”, wydrukowałem je, przykleiłem na kartoniku, wyciąłem, sfabrykowałem mały bębenek do głośnika. Przednią i tylną stronę bębna wykonałem ze sklejki o grubości 4 mm; do wykonania powierzchni bocznej użyłem cienkich pasków sklejki nasączonych i uformowanych na walcu o odpowiedniej średnicy.