Generatore di fuoco rapido: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Coloro che hanno bisogno di riprodurre il suono di uno sparo rapido per un giocattolo, potrebbero essere interessati a considerare il presente dispositivo. Puoi sentire diversi suoni di pistola su www.soundbible.com e realizzare che un suono di pistola è composto da un "bang" seguito da un "sibilo" (almeno, questa è stata la mia impressione). Il "bang" è creato dai gas ad alta pressione rilasciati improvvisamente dalla canna e il "sibilo" dal proiettile che si muove nell'aria. Il mio dispositivo riproduce abbastanza bene entrambi i componenti per un giocattolo (insistere su questa definizione perché non era mia intenzione replicare il suono), ed è semplice, composto da 4 transistor, un circuito integrato e alcuni elementi passivi. Il video ti mostrerà il risultato.

Passaggio 1: spiegazione del circuito

Il circuito è mostrato nelle immagini allegate. Il multivibratore astabile costruito con Q1 e Q2 produce un'onda quadra, il cui periodo T è calcolato come

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

Una descrizione dettagliata di come funziona un multivibratore astabile può essere trovata qui: www.learnabout-electronics.org/Oscillators/osc41….

Il rapporto mark-to-space* viene scelto come 1:1, quindi C1 = C2, R2 = R3 e la frequenza dell'onda viene calcolata come

f= 1/1.4*CR

Ho scelto la frequenza pari a 12 Hz, che dà 720 "scatti" al minuto, e la capacità pari a 1 microfarad (uF). La resistenza si calcola quindi come

R = 1/1.4*fC

Il valore calcolato è 59524 Ohm, ho usato resistori da 56K perché erano i più vicini disponibili. La frequenza in questo caso sarà di 12,76 Hz (765 "scatti" al minuto).

*Il rapporto tra la durata della parte di ampiezza positiva di un'onda quadra e la durata della parte di ampiezza negativa.

Il multivibratore ha due uscite: Out 1 e Out 2. Quando Out 1 è HIGH, Out 2 è LOW. Il rapporto mark-to-space è di 1:1, la durata di "sbattimenti" e "fischi" è uguale; tuttavia, il circuito potrebbe essere modificato per cambiare sia questo rapporto che il periodo dell'onda per modificare il suono come preferisci. Seguendo il link sopra, troverai quei circuiti modificati.

Il segnale proveniente dall'Out 1 viene immesso nella base di T4 (preamplificatore) attraverso un partitore di tensione composto da R8, R9 (trimmer) e R10. Questa funzione ti consente di modificare la forza dei "bang" per trovare il suono più "naturale" (secondo te). Puoi anche sostituire queste resistenze con un trimmer da 470K per poter modificare il suono in qualsiasi momento come desideri. In questo caso, prima di applicare la tensione al circuito per la prima volta, potresti considerare di ruotare l'asse del trimmer nella posizione centrale perché è abbastanza vicino alla posizione che dà un suono "naturale".

Dal collettore di T4 il segnale arriva all'ingresso dell'amplificatore finale costruito con un IC LM386; il segnale amplificato arriva all'altoparlante.

Il segnale dall'Out 2 arriva all'emettitore di T3. Questo è un transistor NPN; tuttavia, viene applicata una tensione positiva alla giunzione base-emettitore del transistor. Quando questa tensione inversa supera il valore chiamato "tensione di rottura" (6V per un 2N3904, la corrente di emettitore è 10uA), si verifica un fenomeno chiamato "rottura a valanga": gli elettroni liberi accelerano, si scontrano con gli atomi, rilasciano altri elettroni e una valanga di si formano gli elettroni. Questa valanga produce un segnale di uguale intensità a varie frequenze (rumore di valanga). Troverai maggiori dettagli negli articoli di Wikipedia "Valanga di elettroni" e "Avaria a valanga". Questo rumore svolge il ruolo di "sibilo" nel mio dispositivo.

La corrente di emettitore di T3 può essere regolata con il trimmer R5 per compensare la caduta di tensione della batteria nel tempo. Tuttavia, se la tensione della batteria scende al di sotto della tensione di rottura (6V), il rumore della valanga non si verificherà. Puoi anche sostituire R5 e R6 con un trimmer da 150K. (Non ne avevo uno prontamente disponibile, ecco perché ho usato un resistore combinato). In questo caso, prima di dare tensione al circuito per la prima volta, è necessario ruotare l'asse del trimmer nella posizione corrispondente alla resistenza massima per evitare una corrente eccessiva attraverso l'emettitore di T3.

Dall'emettitore di T3 il segnale arriva all'ingresso dell'amplificatore finale costruito con un integrato LM386; il segnale amplificato arriva all'altoparlante.

Passaggio 2: elenco di componenti e strumenti

Q1, Q2, Q3, Q4 = 2N3904

IC1 = LM386

R1, R4, R11 = 2,2 K

R2, R3 = 56K

R5 = 47K (trimmer)

R6, R10 = 68K

R7 = 1M

R8 = 330K

R9 = 10K (trimmer)

C1, C2, C6 = 1 uF (microfarad), elettrolitico

C3, C4 = 0,1 uF, ceramica

C5, C8 = 100 uF, elettrolitico

C7 = 10 uF, elettrolitico

C9 = 220 uF, elettrolitico

LS1 = un altoparlante da 1W, 8Ohm

SW1 = un interruttore momentaneo, ad esempio un pulsante

B1 = una batteria da 9V

Appunti:

1) Le potenze nominali di tutti i resistori sono 0,125 W

2) Le tensioni di tutti i condensatori sono almeno 10V

3) R5 e R6 potrebbero essere sostituiti con un trimmer da 150K

4) R8, R9 e R10 possono essere sostituiti con un trimmer da 470K

Il circuito è costruito su un pezzo di circuito stampato 65x45 mm, i collegamenti sono realizzati tramite fili. Per costruire il circuito avrai bisogno di una pistola saldatrice, saldatura, fili, un tronchese, un paio di pinzette. Per alimentare il circuito durante gli esperimenti ho usato un adattatore DC.

Passaggio 3: disposizione fisica

Il circuito, l'altoparlante e la batteria potrebbero essere inseriti in un tamburo, la cui dimensione dovrebbe essere proporzionale alla dimensione complessiva del giocattolo. In questo caso, la dimensione e la forma della scheda devono essere tali che la scheda si inserisca nel tamburo. Questa soluzione è conveniente se hai già un giocattolo che rappresenta una mitragliatrice a tamburo, ad esempio un "Tommy" mostrato in molti progetti su questo sito.

È anche possibile posizionare il tabellone nel corpo principale del giocattolo, soprattutto quando si realizza un modello di un moderno fucile d'assalto con un alimentatore rettangolare. In questo caso, un piccolo altoparlante potrebbe essere inserito nel "lanciagranate sub-canna" della "pistola". Ovviamente l'interruttore SW1 va posizionato dove si trova il grilletto di una pistola vera.

Passaggio 4: presentazione effettiva

Quello che vedete nel video e nelle immagini non è un vero giocattolo, è solo un modo per mostrarvi al meglio il mio dispositivo in azione. Il suono è anche migliore quando l'altoparlante è situato in un recinto. Pertanto, ho scaricato una foto di un "Tommy", l'ho stampata, incollata su un pezzo di cartone, ritagliata, fabbricato un piccolo tamburo per l'altoparlante. Ho realizzato i lati anteriore e posteriore del tamburo di compensato spesso 4 mm; per realizzare la superficie laterale, ho utilizzato sottili strisce di compensato imbevute e formate su un cilindro di diametro appropriato.