Андрей Кашкаров - Электронные фокусы для любознательных детей

• Название: Электронные фокусы для любознательных детей
• Автор: Андрей Кашкаров
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-222-2

Если читая детскую сказку о Маше и трех медведях, вы относили ее похождения к разряду веселых приключений, а не к страшилкам с возможным смертельным исходом, вам понравится наша книга под завлекательным названием «Электронные фокусы для любознательных детей».

Здесь рассказывается о том, как восстановить сломавшуюся электронную игрушку, сделать из нее новую, подключить к игрушке другую, фонарик или куклу, чтобы она издавала новые звуки или «заиграла» светом.

Познавательная книга, последовательно ведущая читателя от теории к практике, по структурному принципу – от простого к сложному – станет импульсом увлечения ребенка новым и интересным творчеством – радиоэлектроникой. Все рекомендуемые схемы и советы многократно проверены.

Описанные устройства предназначены для занятий (самостоятельного изготовления) родителями с детьми в возрасте 5-12 лет, без применения специального оборудования и измерительных приборов.

---

Далее рассмотрим особенности современных светодиодных лент, их разновидности, маркировку, технические характеристики (некоторых, наиболее популярных типов лент) и основные требования, предъявляемые к монтажу.

В ленте светодиоды располагаются в один или несколько рядов. Как правило, лента имеет бумажную или прорезиненную (самоклеющуюся) поверхность, на которое наподобие печатного монтажа нанесены токопроводящие (а потому плоские) дорожки. На светодиодной ленте методом пайки устанавливаются светодиоды в миниатюрных SMD-корпусах – специально разработанных для поверхностного монтажа.

Также на светодиодной ленте установлены и другие элементы – ограничительные (токоограничительные) резисторы и фильтрующие (сглаживающие) конденсаторы (тоже в SMD-корпусах, что не нарушает замысел почти плоской конструкции светодиодной ленты).

Такую ленту можно легко разрезать обычными ножницами, укоротив – по необходимости; при этом оставшийся «лишним» участок ленты со светодиодами также можно использовать в другой конструкции. Главное условие – ленту надо разрезать в специально показанных, как правило – пунктирной линией) местах – чтобы не повредить сами излучающие светодиоды и элементы «обвески» (миниатюрные резисторы, конденсаторы).

Светодиодная лента, как правило, питается от источника постоянного тока или сетевого адаптера. Есть ленты, рассчитанные на питание 6,12,24 В и соответственно – различной мощности.

«Минусом» светодиодной ленты можно считать ее относительную дороговизну (см. подборку таблиц ниже) и «хрупкость».

Такие ленты не рекомендуется многократно сгибать и переустанавливать с места на место. Это обусловлено самой конструкцией светодиодной ленты – ломкостью «печатных» токопроводящих дорожек из облуженной (для удобства пайки) тонкой меди или фольги.

Светодиодные ленты бывают одноцветные, многоцветные (RGB-трехцветные), ленты в виде светодиодных линеек, влагозащищенные, а также светодиодный дюралайт, и даже гибкий светодиодный неон, и совершенно новые герметичные светодиодные ленты с эффектом бегущего огня (недавно появились в продаже), управляемые контроллером типа SPI-RGB они идеально подходит для создания цветодинамических эффектов как во внутренних помещениях (дискоклубы, танцполы), так и при установке на улице.

1.6. «Картофельный» аккумулятор может зарядить плеер и мобильный телефон

Обыкновенный картофель можно использовать в качестве источника питания очень малой мощности. Оказывается в сырой картошке (более, чем в сухой) постоянно происходят химические процессы.

Эти процессы взаимодействия также не одинаково сильны в картошке, положенный на свет (в том числе естественный) и картошке, упрятанный в темный погреб. Несколько проведенных автором экспериментов с картошкой нового урожая привели к тому, что удалось зафиксировать между различными частями (концами) картофелины электрический ток малой силы.

Сначала взята одна картофелина, к которой подключен в режиме измерения постоянного напряжения популярный цифровой тестер М-830. Предел измерения постоянного напряжения установлен 200 мВ. Показания вольтметра 19,1 мВ.

В аналогичном случае, но уже с двумя картофелинами, напряжение, зафиксированное вольтметром постоянного тока, составило уже 135,3 мВ.

Учитывая то, что вольтметр имеет определенное внутреннее сопротивление (шунтирует проверяемую цепь), а ток, отдаваемый картошкой ничтожно мал (порядка 5 мкА), естественно значение фиксируемого напряжение на щупах вольтметра (разных концах картошки) со временем падает.

Так, например, во втором эксперименте с двумя картофелинами напряжение в цепи упало за 1 мин с 141 мВ до 119,5 мВ. Это позволяет сделать вывод, что использовать картофель для питания электронных конструкций (даже самых маломощных) вряд ли целесообразно. Простые подсчеты (основанные на законе Ома) показывают, что для получения в таком произвольном источнике питания напряжения 13,5 В и тока 10 мА потребуется не менее 220 картофелин, включенных параллельно (для увеличения выходного тока) и последовательно (для увеличения выходного напряжения).

Эксперимент, проведенный автором, также показал, что выходное напряжение зависит также и от размера картофелины, мест и глубины «втыкания» щупов, длины соединительных проводников и от состояния картофеля (влажность, старость, освещение).

Полярность нетрадиционного источника питания находят опытным путем.

Если несколько клубней соединить в последовательную электрическую цепь, то получится электрическая батарея, которая может давать постоянное напряжение и 5 и 10 и 20 В.

Другое дело, что постоянный ток, вырабатываемый этой батареей, вряд ли можно применить на практике, ибо он ничтожно мал: от одного клубня – всего несколько миллиампер.

Но вот если подключить несколько клубней последовательно-параллельно (при параллельном включении источников ток в цепи увеличивается), то от 4–5 средних размеров картофелин уже можно питать светодиод, а от 20–30 – заряжать аккумулятор сотового телефона.

Практическое применение

Рассмотренный выше нетрадиционный источник питания (состоящий из нескольких картофелин) может быть применен для питания детекторного приемника с высокоомным телефоном, на это у него «сил» хватит. Другой, более специфичный вариант применения – короткий импульс малого напряжения для запуска электронных конструкций, реализованных с входными цепями МОП-технологий (полевых транзисторов).

1.7. Цветы и деревья проводят электрический ток

Возбуждение у растения (в том числе на садовом участке) собственного мембранного процесса (осмоса) является важным моментом в растениеводстве, садоводстве или даже в обычной квартире, где хозяйка содержит комнатные цветы.

Кстати, к комнатным цветам относятся не только фиалки или столетник, но и драцена, пальма, лимон, и многие другие (которые в домашних условиях, возможно вырастить без преувеличения «до потолка»). Автору удалось вырастить дома в обычной городской квартире с помощью предлагаемого метода из желудя даже дуб– он был пересажен на садовый участок только когда ствол достиг длины 1,3 м.

Рост разных растений в домашних условиях не одинаков и своеобразен. Некоторые из них активно растут только летом, а зимой едва подают признаки жизни. Другие растут вне зависимости от времени года, но могут погибнуть внезапно. Причиной тому может служить не столько проблема окружающей среды, питание растения или температура воздуха, сколько отсутствие времени хозяев на должный уход за теми «кого мы приручили». В связи с этим архиважно «выходить» погибающее, затухающее растение, дать ему импульс к новой жизни.

«Реанимация» не подающего длительное время признаков жизни растения производится с помощью воздействия на растение током около 50 мА от одной пальчиковой батарейки типа АА.

Например, комнатный цветок «широколистник» длительное время пребывал в состоянии «ни жив, ни мертв». Жизнь его продолжалась, что было заметно по упругому стволу и зеленеющей верхушке, но ни листьев, ни роста ствола не происходило в течении двух лет (после того, как последние листья опали и рост растения внезапно прекратился).

После воздействия электрическим током силой 46–60 мА в течение 48 ч непрерывно, на вторые сутки эксперимента стали заметны новые развивающиеся листочки.

В цветочный горшок в глубь почвы на расстоянии 8-10 см воткнута стальная пластина– проводник электрического тока.

К ней подключен положительный вывод элемента питания с напряжением 1,5 В (пальчиковая батарейка типа АА или ААА). Последовательно включен постоянный резистор MЛT-0,25 сопротивлением 33 Ом. К верхушке растения подключен зажим типа «крокодил» с отрицательным полюсом батареи. В качестве элемента питания можно использовать и сетевой источник питания с понижающим трансформатором, с выходным напряжением 1,5–3 В.

Кроме того, есть и другой метод, основанный не столько на постоянном возбуждении осмоса растения (через непосредственное воздействие на него постоянного тока слабой силы), сколько на периодическое воздействие на стебли и листья растения.

Сенсорный контакт подключают к металлическому штырю (в качестве которого используется спица для вязания), который, в свою очередь, воткнут в землю цветочного горшка.

Другой сенсорный контакт аналогичным образом расположен в другом цветочном горшке.

Принцип работы устройства прост.

При касании рукой человека стебля или листьев (земли в горшке) первого цветка чувствительный сенсор срабатывает, и включается освещение. Оно будет включено до тех пор, пока в осветительной сети присутствует напряжение 220 В и пока не будет прикосновения к горшку, цветку или почве, куда помещен сенсор Е2. После воздействия на Е2 свет выключится.

Устройство безопасно в эксплуатации и нормально работает у меня дома уже в течении семи лет, радуя глаз и создавая необычную атмосферу праздника и чудес. Главное, чтобы источник питания применялся с понижающим трансформатором.