Игрушка «бдительная муха»

Это «насекомое» сидит и спокойно «греется” на солнышке. При попытке схватить его за «голову” оно «просыпается», глаза вспыхивают, «муха» начинает раздражённо жужжать и ползёт по столу или другой гладкой и слегка наклонной поверхности. Чтобы взять «насекомое» в руки, надо действовать медленно, не «разбудив”, или брать за «брюшко” с задней стороны.

Эта игрушка  содержит одно-вибратор на транзисторах VT1, VT2 с положительной обратной связью через конденсатор СЗ, датчик освещённости на фоторезисторе R1 и электромотор М1 — виброзвонок от сотового телефона. В исходном состоянии транзистор VT1 открыт базовым током, протекающим через резисторы R4, R5. Напряжение на его коллекторе не превышает 0,8…0,9 В, поэтому полевой транзистор VT2 закрыт, а виброзвонок М1 обесточен. Конденсатор СЗ заряжается до напряжения примерно 4 В (плюс на правом по схеме выводе). В зависимости от освещённости сопротивление фоторезистора R1 изменяется, поэтому изменяется и напряжение на подстроечном резисторе R2. Если это происходит медленно, зарядный ток конденсатора С2 мал и он успевает зарядиться, не влияя на режим работы транзистора VT1, поэтому он остаётся открытым, a VT2 закрытым. Когда освещённость фоторезистора изменяется быстро, например, если попытаться схватить «насекомое» за голову, на подстроечном резисторе R2 напряжение уменьшается — формируется отрицательный перепад напряжения, который через конденсатор С2 поступает на базу транзистора VT1, он закрывается, а напряжение на его коллекторе возрастает. Это приведёт к тому, что откроется транзистор VT2, а VT1 закроется ещё больше за счёт закрывающего напряжения на конденсаторе СЗ. В таком состоянии устройство находится несколько секунд, до тех пор, пока не перезарядится конденсатор СЗ. В это время питающее напряжение поступает на виброзвонок М1 («муха» жужжит) и светодиоды HL1, HL2 («глаза» загораются). Если поверхность, на которой размещена «муха«, наклонена, она будет по ней перемещаться. Чем больше наклон, тем больше скорость. По окончании зарядки конденсатора СЗ транзистор VT1 начнёт открываться, VT2 — закрываться, и за счёт положительной обратной связи они скачком вернутся в исходное состояние — виброзвонок и светодиоды обесточены и муха «засыпает». Поэтому её можно взять в руки только так, чтобы освещённость фоторезистора не изменялась или изменялась медленно. Для уменьшения помех от работающего электромотора напряжение на фоторезистор поступает через фильтр R3C1. Питается устройство от батареи напряжением 4,5 В.

Большинство элементов установлены на односторонней печатной плате толщиной 1,5 мм, чертёж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисторы Р1-4, С2-23, подстроечный — СПЗ-19. Оксидный конденсатор — импортный, остальные — керамические для поверхностного монтажа типоразмера 1206. Транзистор VT1 должен иметь коэффициент передачи тока не менее 200. Транзистор 2N7000 можно заменить маломощным полевым с изолированным затвором с пороговым напряжением 1…2 В. Фоторезистор — VT90N1 или VT90N2 с темновым сопротивлением 200…500 кОм. Светодиоды — повышенной яркости любого цвета свечения, желательно, чтобы у них угол излучения был как можно больше. Если они будут белого цвета, то одновременно смогут выполнять функцию индикатора разрядки батареи. Когда её напряжение снизится примерно до 2.8…3 В (зависит от типа светодиодов), яркость светодиодов существенно снизится или они светить не будут, хотя работоспособность устройства ещё сохранится. В режиме «ожидания» потребляемый ток невелик и не превышает 0,1…0,15 мА. Чувствительность устанавливают подстроечным резистором, а продолжительность работы виброзвонка — подборкой конденсатора СЗ. Яркость свечения светодиодов можно изменить подборкой резисторов R7, R8. За основу конструкции «мухи» взят цилиндрический светодиодный фонарь. От него были использованы металлический токопроводящий корпус (диаметр 24, длина 82 мм) со встроенным выключателем и кассета для трёх гальванических элементов типоразмера ААА. Держатель светодиодов фонаря удаляют, и взамен него размещают плату с элементами. К металлизированным площадкам, выделенным на рис. 2 цветом, припаяны полоски мягкой медной фольги шириной 3…4 мм и обёрнуты вокруг края платы. Плату устанавливают в корпус с небольшим усилием, чтобы площадки В (рис. 2) имели надёжный контакт с корпусом (общий провод, минусовая линия питания), а площадка А — с плюсовым выводом кассеты для батарей питания. Выключатель питания использован от фонаря, он включён в минусовую линию питания и расположен в торце корпуса с другой стороны от размещения платы.

Виброзвонок приклеен к корпусу под платой и соединён с ней изолированными проводами. Со стороны платы корпус закрывают пластмассовой полусферической крышкой, в которой делают отверстия и затем крепят светодиоды (с боковых сторон) и фоторезистор (в верхней части). Внешний вид игрушки без раскраски показан на рис. 3. На спинке «насекомого» с помощью термоклея закреплены крылья, изготовленные из тонкого прозрачного пластика, при необходимости их разрисовывают водостойким маркером. Когда «муха» жужжит, крылья начинают заметно вибрировать. В нижней части термоклеем крепят «ножки», изготовленные из медной проволоки диаметром 1… 1,5 мм. Пожеланию эту игрушку можно закамуфлировать под комара, муху, пчелу, паука и т. д.

В конструкции меньшего размера, например комара, можно применить пластмассовый корпус от губной помады. В этом случае потребуются детали для поверхностного монтажа и батарея меньших габаритов, состоящая, например, из гальванических элементов LR44 (AG13). Для более полного использования ресурсов элементов их число в батарее увеличивают до четырёх. Разместить их можно в самодельной кассете. Чертёж печатной платы этого варианта показан на рис. 4. Она изготовлена из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1 мм. Фольга второй стороны оставлена практически полностью и использована как общий провод и соединена с помощью отрезков лужёного провода с печатными проводниками первой стороны. Для этой платы подойдут постоянные резисторы РН1-12 для поверхностного монтажа типоразмера 1206, подстроечный — 3303W фирмы Bourns, танталовый конденсатор типоразмера С, биполярный транзистор — КТ3130Г9, полевой — 2N7002. В задней части корпуса устанавливают выключатель питания — движковый переключатель ПД9-2, В1444 (SS5). Внешний вид этого варианта конструкции показан на рис. 5 (диаметр корпуса 18, длина 62 мм).

И. НЕЧАЕВ, г. Москва