Музыкальная шкатулка

May 19, 2010 by admin Комментировать »

С давних пор людей восхищали музыкальные шкатулки. Их создание было под силу только очень искусным механикам, обладавшим к тому же и музыкальным слухом. В наши дни электронную шкатулку, исполняющую музыкальные произведения с цветовым сопровождением, может собрать даже радиолюбитель, однако музыкальный слух по-прежнему необходим.

Действие устройства основано на преобразовании частоты задающего генератора в частоты равномерно темперированного строя. Диапазон — две окта-вы! от ноты до первой октавы до ноты си второй октавы. Коды нот и длительности их звучания записываются в блок памяти, состоящий из двух микросхем К155РЕЗ. Блок памяти связан с остальным устройством через разъем XS1 (рис. 1), что позволяет выбирать мелодии по вкусу слушателя. Изменяя с помощью резистора R3 частоту генератора от 150 до 800 кГц, устанавливают желаемую тональность. Музыкальный строй при этом не нарушается. Темп исполнения мелодии подбирают подстроенным резистором R23, от сопротивления которого зависит частота задающего генератора 2 — 34 Гц, а «под-. строечником» R20 регулируют громкость звучания.

Для преобразования частоты задающего генератора в частоты нот служат делитель DD3 с переменным коэффициентом деления и делитель с постоянным коэффициентом деления, состоящий из двух счетчиков DD4 и DD7. Микросхема К155ИЕ8 позволяет выделить из 64 импульсов любое их количество от 1 до 63. Постоянный коэффициент деления двоичных счетчиков равен 256.

Частоты нот можно выразить через число импульсов М на выходе микросхемы К155ИЕ8. Значения М для всех нот сведены в таблицу Л» 1. Длительность нот записываем в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в разряд Ql, Q8 в соответствии с принятым кодом: 00 — целая нота, 01 — четверть ноты, 10 — половина ноты, 11 — 3/4 ноты. Если частоту тактового генератора, равную 256 кГц, увеличить в два раза, длительность нот уменьшается в два раза.

Шкатулка исполняет мелодию «Пусть всегда будет солнце» по программе, представленной в таблице № 2. (Метод программирования- и схема программатора описаны в журнале «Радио», № 1, 1982 г. и в сборнике «В помощь радиолюбителю», выпуск № 78.)

Генератор тона выполнен на элементах DD1.1 — DD1.3; делитель с переменным коэффициентом деления собрал на ИМС DD3, DD4, DD7; узел управления постоянными запоминающими устройствами ПЗУ1 и ПЗУ2 (К155РЕЗ) состоит из двоичного счетчика DD2, триггеров DD6.1, DD6.2, элемента DD5.1, ключевых транзисторов VT1, VT2. Тактовый генератор содержит элементы DD8.1, DD8.2, DD1.4, а формирователь длительности звучания ноты включает в себя элементы DD5.3 — DD5.6, DD8.3, DD8.4 и реверсивный двоичный счетчик DD9. Устройства «НЕ» (DD5.3 — DD5.5) и «И-НЕ» (DD8.3) реалиауют логическую операцию «ИЛИ-НЕ»: если на входах элементов DD5.3 и DD5.4 имеются сигналы с уровнем 0, на выходе DD5.5 появляется уровень 1 и счетчик DD9 устанавливается в состояние 1. Узел, состоящий из элементов C2.R10, DD5.2, служит для установки устройства в состояние 0.

Усилитель низкой частоты собран на транзисторах VT7, VT8, а устройство цветового сопровождения мелодии — на полупроводниковых триодах VT3 — VT6 и миниатюрных дампах накаливания EL1 — EL4.

clip_image006

Рис. 1. Принципиальная схема музыкальной шкатулки.

Для подзарядки аккумуляторов GB1 служит зарядное устройство, состоящее из диодного моста VD1 и стабилитрона VD2. «Минус» аккумулятора подключен к общему проводу через гер-кон SA1.

Когда конденсатор С2 зарядится, триггеры DD6.1 и DO6.2, а за ними через инвертор DD5.2 и see счетчики DD2 — DD4, DD7, DD9 перехотят в исходное состояние 0. Ключевой транзистор VT1 открыт: через него напряжение +5 В поступает на ПЗУ1. Уровень логического 0 на прямом выходе триггера DD6.2 (вывод 5) разрешает считывание из памяти первого ПЗУ. При изменении сигнала на входе « — 1» счетчика DD9 (вывод 4) от 1 к 0 на выходе «<0» (вывод 13) появляется уровень 0, который изменяет состояние счетчика адреса DD2 на 1 и запрещает выход импульсов с делителя DD3.

ТАБЛИЦА 1

clip_image008

С выходов Ql — Q8 ПЗУ через выводы 1 — 6 разъема XS1 сигналы 0 или 1 поступают на входы VI — V32 делителя DD3, а с выводов 7 — 9 разъема — на входы счетчика длительности ноты DD9. В случае изменения на его входе « — 1» (вывод 4) сигнала с 0 на 1 на обоих входах элемента DD8.4 (выводы 13, 12) появляется 1, поскольку уровень 0 на выводе 13 DD9 инвертирован элементом DD5.6. На выходе DD8.4 (вывод 11) появляется 0, счетчик DD9 устанавливается в состояние, соответствующее двоичному коду на его входах Dl, D2, D4, D8. На выходе «<0» DD9 (вывод 13) появляется уровень 1, снимающий запрет выхода импульсов с делителя DD3. Они имеют неравномерную скважность, которую уменьшают счетчики DD4 и DD7. С выхода последнего (вывод 11) импульсы с частотой, соответствующей ноте, записанной в ПЗУ, усиливаются транзисторами VT7, VT8 и поступают на динамическую головку ВА1.

К выводам 1 — 4 разъема XS1 через резисторы R15 — R18 подсоединены базы ключевых транзисторов VT3 — VT6 светомузыкального устройства. Когда поступает сигнал с уровнем 1, горит соответствующая лампа ELI — EL4. Импульсы, приходящие с тактового генератора, вычитают содержимое счетчика DD9 до нулевого состояния и при переходе его в состояние 0, на выходе «<0» (вывод 13) появляется уровень О, который изменяет состояние счетчика адреса на 1. Затем описанный цикл повторяется.

Временная диаграмма, происходящих процессов приведена на рисунке 2. Шестнадцатый импульс, поступающий на счетный вход С1 (вывод 14) счетчика DD2, переводит его в состояние 0. С выхода DD2 (вывод 11) уровень 0 инвертируется элементом DD5.1 и переключает триггер DD6.1 в состояние 1. Тридцать второй импульс переводит DD2 снова в состояние 0 и переключает триггер DD6.1 в состояние 0. Уровень 0 с его инверсного Выхода (вывод 8) переводит триггер DD6.2 в состояние 1. Сигнал 1 на прямом выходе этого триггера закрывает транзистор VT1, а уровень 0 с инверсного выхода открывает транзистор VT2, с коллектора которого напряжение +5 В через контакт 18 разъема поступает на ПЗУ2, а через контакт 17 уровень 0 разрешает выборку из памяти ПЗУ2. При поступлении 64-го импульса на счетчик DD2 ПЗУ2 отключается и в действие вступает ПЗУ1.

В музыкальной шкатулке применены детали: постоянные резисторы

МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, подстроечные резисторы СП5-16ВА, конденсаторы: Cl-КД или КЛС, С2 и СЗ — К50-6, С4 — МБМ 0,5×250 В. Транзисторы КТ315 и КТ502 могут быть с любыми буквенными индексами.

Детали устройства, кроме четырех аккумуляторов Д0.55С, динамической головки ВА1, геркона SA1, предохранителя FU1 и ламп ELI — EL4, расположены на монтажной плате размером 128×78 мм, выполненной из двухстороннего фоль-гированного стеклотекстолита (рис. 3). Плату вставляют в шкатулку и крепят к основанию на стойках. Корпус можно изготовить из любого подходящего материала. В верхней части передней стенки вмонтирован геркон, а в крышку шкатулки — постоянный магнит. Когда крышку открывают, геркон переключается. В основании шкатулки (рис. 4) расположены никель-кадмиевые аккумуляторы, динамическая головка 0.1ГД-13, предохранитель и разъем едсоедонешм сетевого провода (например, от электробритвы) для подзарядки аккумуляторов.

ТАБЛИЦА 2

clip_image010clip_image012

clip_image014

Рис. 3. Монтажная плата музыкальной шкатулки со схемой расположения деталей.

clip_image016 

Рис. 2. Временная диаграмма работы формирователя длительности нот и счетчика адрэса.

clip_image018

Рис. 4. Основание шкатулки.

clip_image020

Рис. 5. Разъем блока памяти.

Блок памяти подключают через самодельный разъем (рис. 5). Его корпус изготовлен из органического стекла, а контактные гнезда использованы от разъема МРН-22. Выводы 17, 18 удлинены за счет припаянных к ним резисторов, изолированы хлорвиниловыми трубками и покрыты сверху эпоксидным клеем. Блок памяти состоит из двух микросхем К155РЕЗ. Они имеют выходы с открытым коллектором, позволяющие объединять их без дополнительных элементов согласования. На ПЗУ с записью начала музыкального фрагмента наложено ПЗУ с записью окончания фрагмента, а одноименные выводы, кроме 15, 16, между собой спаяны. Выводы 15, 16 нужно выгнуть в соответствии с расположением контактных гнезд 17, 18 разъема XS1. Лампы ELI — EL4, оформленные под «драгоценные камни», расположены на декоративном дне шкатулки.

Выполненное из заведомо исправных деталей музыкальное устройство начинает работать без налаживания.

В. КОРЛЫХАНОВ,

г. Куса,

Челябинская обл.

Моделист-конструктор

OCR Pirat

1 комментарий

  1. саша says:

    Есть возможность сотрудничества по музыкальным микросхемам. Кому интересно,прошу – звоните по тел. 097 66 88 210 Саша

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты