Генрих Кардашев - Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

Технические характеристики модуля

Напряжение питания… 3 В

Потребляемая мощность… 3,5 мВт

Длина волны… 670 нм (0,67 мкм), цвет красный

Класс… 3 А

Внимание! Превышение питания свыше 3 В или изменение полярности питания, выводит из строя модуль.

Соблюдайте правила безопасности. Лазерный луч опасен для зрения! Не допускайте попадания прямого или отраженного луча в глаза! Это опасно!

Напомним, что Жан-Мишель Жар, с которого мы начали наш рассказ, был в темных очках и белых перчатках. В отличие от его сверхэлегантного костюма это были не элементы «прикида» парижского модника, а необходимые детали прозодежды: очки защищали глаза от лучей лазера, а перчатки — руки. Вам это не потребуется, так как применяемый модуль имеет значительно меньшую мощность, но аккуратность и элементарная предосторожность по отношению к себе и окружающим всегда необходимы.

Среди наборов Мастер КИТрассмотрим теперь NS094 «Живое сердце». Не пугайтесь заранее — это «живое электронное сердце», или е-сердце (от electronics — электроника).

В основе е-сердца лежит интегральная микросхема таймера, с заветными цифрами 555. Поскольку «гемоглобинами» в е-сердце являются электроны, то операция по его сборке и разборке будет абсолютно бескровной.

Итак, наша виртуальная операционная — компьютер с программой EWB, операционный стол — рабочее окно этой программы.

Находим вначале микросхему 555 среди микросхем смешанного типа (Mixed Ics) и помещаем ее на рабочее поле (рис. 146, а ).

Проведем ее внешний осмотр. Перед нами 8-выводная микросхема, выводы которой имеют следующий смысл:

1 — Ground(заземление);

2 — Trigger(триггер — вход запуска);

3 — Out(выход);

4 — Reset(сброс);

5 — Control(управление);

6 — Threshold(порог);

7 — Discharge(разряд);

8 — Vcc(напряжение питания).

Вскроем е-сердце и посмотрим, что находится внутри него (рис. 146, б ). Мы обнаружим два операционных (здесь термин «операция» имеет не хирургический, а математический смысл) усилителя (DA1 и DA2), RS-триггер (DD1), биполярные транзисторы (VT1-VT3) и резисторы R3-R6, образующие некоторую схему. Дополним микросхему «навесными» элементами: времязадающей RC-цепью и источником питания Е1 (рис. 146, в ). Наблюдение пульсаций работающего е-сердца видно на кардиографе-осциллографе.

Рис. 146. Виртуальная модель в EWBэлектронного сердца:

а, б— соответствие разводки выводов компонента модели таймера 555; в— развернутая виртуальная модель; г— осциллограммы колебаний; д— субблок e-HEART; е— горящее сердце

Основу схемы составляет триггер DD1 с входами установки (S) и сброса (R), которые управляются компараторами напряжения на операционных усилителях (DA1 и DA2). Инверсный выход триггера Q' в режиме покоя имеет высокий уровень, поэтому времязадающий конденсатор С1 замкнут открытым транзистором VT2. Выход Out (3) имеет низкий уровень, так как включен через инвертирующий усилитель на транзисторе VT3. На входе запуска (2) делителем R3-R4-R5 задается высокий уровень напряжения, спад которого до величины Vcc/3 приводит к изменению состояния компаратора DA2 и переключению триггера DD1 в состояние с высоким уровнем (логическая 1), что приводит к низкому уровню на Q' и, соответственно, к высокому на выходе Out. Транзистор VT2 при этом запирается и начинается зарядка конденсатора С1 через резисторы R1-R2. Как только напряжение на выводе 7 станет равным 2Vcc/3, компаратор DA1 сбросит триггер, открывая тем самым транзистор VT2, разряжая конденсатор С1 через резистор R2. Далее схема переходит в режим заряда и разряда конденсатора с периодом Т = 0,693·(R1 + 2 R2)·C1, где R измеряется в омах, С — в фарадах, а Т — в секундах.