На этом рисунке и на следующем (К-20) показаны принципиальные и монтажные схемы нескольких элементов электронной автоматики Они выполнены в виде самостоятельных блоков (модулей), легко стыкуются друг с другом и позволяют собирать самые разные многоэлементные схемы простых автоматов и схемы телеуправления Все электронные модули рассчитаны на питание 4-4,5 В, многие из них нормально работают при напряжении 3-3,5 В

Мультивибратор, М (см Т-176) Сложит источником сравнительно медленных тактовых импульсов, их частота примерно 0,5-1 Гц, то есть импульсы следуют один за другим с интервалом 1-2 с Частоту импульсов можно изменить, меняя в некоторых пределах R2, R3 и С1, С2 Выходное напряжение можно брать с любого плеча мультивибратора, имея в виду, что у выходного напряжения отрицательная полярность - оно меняется от 0 (транзистор открыт, все напряжение на R1 или R4, и на коллекторе ничего почти не остается) до полного коллекторного "минуса" (транзистор закрыт, через нагрузку R1 или R4 ток не идет и на ней ничего не теряется)

Тр и гге р,ТГ(см Т-181) Импульсное напряжение, например с выхода того же мультивибратора, подается на вход триггера (конденсатор С2) и переводит его из одного устойчивого состояния в другое При этом на выходах триггера поочередно появляются отрицательные напряжения - когда какой-либо из транзисторов открыт, на его коллекторе почти нулевое напряжение, а когда транзистор закрыт - на его коллекторе полный "минус" В случае, если триггер плохо запускается, то есть не всегда срабатывает, или если, наоборот, триггер дает ложные срабатывания под действием незначительных помех, можно попробовать несколько изменить R2, R3 или С2, R5 Но лучше всего, конечно, ввести в схему формирователь импульсов (К-20, 2), ввести развязывающий фильтр в цепь питания триггера, применить отдельный источник для питания схем автоматики А самое лучшее - заняться подавлением помех в месте их возникновения Чаще всего помехи создают микродвигатели и реле, которые полезно шунтировать конденсаторами

Схема И (см Т-267) У этой схемы два входа, ВХ-1 и ВХ-2, при необходимости число их можно увеличить, вводя для каждого нового входа новый полупроводниковый диод Схема срабатывает, когда одновременно на оба входа - и на первый, и на второй - поданы отрицательные напряжения, "минусы" Они открывают транзистор, и на выходе, на R2, появляется напряжение, "минус" которого снимается с провода ВЫХ

Теперь поясним, почему транзистор Т1 схемы И откроется только при одновременном появлении обоих входных сигналов Рассмотрим работу схемы на таком примере сигналы на ВХ-1 и ВХ-2 подаются с выхода двух разных мультивибраторов, то есть с коллекторов двух независимо открывающихся и закрывающихся транзисторов Предположим, что в какой-то момент открыты оба транзистора и поэтому на их коллекторах напряжение равно нулю При этом оба входа, ВХ-1 и ВХ-2, фактически сидят на "земле" (см Т-8) - на них напряжение О, такое же, как и на общем проводе, на "земле" На базуТ1 при этом никакое напряжение не поступает, транзистор закрыт, коллекторного тока нет, и, значит, нет напряжения на выходе (на R2)

Теперь предположим, что один из мультивибраторов, скажем подключенный ко входу ВХ-1 схемы И, изменит свое состояние и его выходной транзистор закроется В этом случае на ВХ-1 поступает большой «минус» (транзистор мультивибратора закрылся, напряжение на его коллекторе резко поднялось), однако он не сможет открыть транзистор схемы И - база этого транзистора по-прежнему сидит на «земле», ее замыкает на «землю» второй диод, Д2 Схема сработает только после того, как «минус» попадет сразу на оба диода, Д1.Д2, и оба они одновременно окажутся оторванными от «земли» (диоды включены так, что их запирает «минус», поступающий со стороны ВХ-1 и ВХ-2) В этом случае на базу через R1 попадет собственный "минус" схемы И, транзистор откроется, появится коллекторный ток, а вместе с ним выходное напряжение на R2

4. Схема ИЛИ (см Т-267) Здесь входные сигналы попадают на базу транзистора Т1 через диоды, которые включены в обратной полярности по сравнению со схемой И Теперь «минус», поступивший на любой вход, или на ВХ-1, или на ВХ-2, откроет транзистор Схема НЕ (см Т-267) Здесь выходной сигнал снимается не с эмиттерной нагрузки, как в двух предыдущих схемах, а с коллектора И поэтому, когда появится входной сигнал («минус» на ВХ), выходной сигнал исчезнет-транзистор Т1 откроется, его ток создаст большое напряжение на Рз, и напряжение на коллекторе (и значит на ВЫХ) упадет до нуля А когда входной сигнал исчезнет (на ВХ-ноль), транзистор Т1 закроется и появится выходной сигнал («минус» на ВЫХ) Это как раз и требуется от схемы НЕ, она должна давать выходной сигнал при отсутствии входного, и, наоборот, с появлением входного сигнала должен исчезать сигнал на выходе схемы НЕ Делитель R1, R2 введен для того, чтобы схема НЕ не слишком нагружала предыдущий каскад - ей для срабатывания достаточно 0,3-0,5 В, а с предыдущего каскада, например с мультивибратора или с триггера, поступает 4-4,5 В Если схема НЕ подключается к схемам И или ИЛИ, на эмиттерной нагрузке появляется сигнал в 1-1,5 В, сопротивление R1, если понадобится, можно уменьшить в два-три раза

Электронный ключ, К (см Т-264) Это усилитель постоянного тока на составном транзисторе Т1, Т2, который открывается обычным для наших модулей сигналом - «минусом» Такое электронное реле может включать нагрузку небольшой мощности - до 0,5-0,6 Вт.
Транзисторы, как и в других модулях (мультивибратор, триггер, логические схемы и др ), работают в режиме насыщения входной сигнал полностью открывает транзистор, нагрузка выбрана такой, что напряжение на коллекторе открытого транзистора практически равно нулю Поэтому можно работать при максимальном для маломощных транзисторов токе (100- 150 мА) и напряжении на нагрузке, равном напряжению питания, не опасаясь перегрева коллекторного перехода Все это позволяет включать с помощью данного ключа лампочки, рассчитанные на напряжение 3,5 В и ток до 0,15 А

Электронный ключ с электромагнитным реле Мощность сигнала, который дают описанные модули, недостаточна для срабатывания многих распространенных типов электромагнитных реле, и такие реле включаются вместе с однокаскадным усилителем С его помощью ключ  срабатывает при токе, который в В раз меньше, чем ток срабатывания самого реле Если не хватит одного каскада, реле можно включить в предыдущий модуль (вместо лампочки) Электронный ключ с электромагнитным реле может переключать значительно более мощную нагрузку, чем чисто транзисторный ключ К-19,6 (например, двигатели, елочные гирлянды), и к тому же производить переключения в цепях со сравнительно высоким напряжением, недопустимым для самих транзисторов Кроме того, многоконтактное реле может производить достаточно сложные переключения, например осуществлять реверс двигателя

Мигалка с логикой Это демонстрационная модель, которая, кстати, может быть использована для сложного переключения елочных
гирлянд Два мультивибратора Ml и М2 с разными частотами через различные логические схемы И, ИЛИ, НЕ включают семь электронных ключей К1-К7 График поясняет, как будут загораться лампочки Видно, например, что ключ К5 включит свою лампочку только в том случае, если поступает сигнал и с Ml, и с М2, а К& срабатывает от той же схемы И, но только через НЕ, и лампочка в этом ключе будет гореть, когда не горит лампочка в К5

9. Светофор-автомат Это тоже демонстрационная модель, но с помощью мощных реле она прекрасно могла бы управлять настоящим светофором-автоматом

В этом автомате все начинается с мультивибратора М Прежде всего он «через такт» включает ключ К2 -желтый свет Теперь нужно, чтобы в паузах между желтым поочередно включался красный и зеленый Это делается с помощью триггера ТГ и двух схем И Один из сигналов, запускающих обе схемы И,- это импульс с левого плеча мультивибратора, он действует как раз в те моменты, когда ключ К2 (желтый) не включен Ну, а второй сигнал на схемы И1 и И2 поочередно поступаете разных транзисторов триггера ТГ Поэтому красный или зеленый включается только на время действия «своего» сигнала с мультивибратора (в пауз ах желто го) В то же время благодаря триггеру они включаются с частотой в два раза более низкой, чем Дает мультивибратор, и к тому же еще поочередно, так как схемы И1 и И2 (красный и зеленый) получают второй открывающий сигнал с разных выходов триггера (ВЫХ' или ВЫХ")

10. Модель электронной счетной машины Эта модель, конечно, совсем не похожа на настоящие ЭВМ, хотя в ней есть элементы, общие для большинства электронных вычислительных устройств, представление чисел импульсами тока и применение триггеров Мультивибратор М подает импульс на цепочку из двух триггеров Т1.Т2, первый из них делит частоту импульсов мультивибратора на 2, второй на 4 Частоту импульсов после Т1 принимаем за основную частоту F Тогда частота после Т2 будет F 2, а частота мультивибратора - 2F Поэтому если считать число импульсов после Т1, то триггер будет производить операцию « 2», а мультивибратор-операцию "Х2" Используя в качестве К ключи с реле (К-19,7), можно создать на основе этой модели эффектный переключатель елочных гирлянд