книги хакеры / журнал хакер / 148_Optimized

В этом году прошел конкурс проектов (555contest.com), использую-

ниже напряжения питания, когда он включен, и почти ноль (меньше

щих ее для решения самых разных задач. Заявки принимались

0,5 В), когда выключен. Максимальная нагрузка, которую способен

в нескольких категориях: искусство, сложные проекты, минима-

выдержать выход — около 200 мА. Этого достаточно для небольшого

листичные и полезные гаджеты. Призовой фонд составлял около

динамика, парочки светодиодов или маленького реле.

$1500.

4. Сброс. Если подать на него низкий уровень (меньше 0,7 В), то

Среди нескольких сотен проектов была видеоигра, собранная на

схема переходит в исходное состояние, и выход становится низким.

целой горсти 555; контроллер для пинбола; электрогитара; устрой-

Если в схеме сброс не нужен, то лучше притянуть его к плюсу, чтобы

ство, не дающее спать соседям; замок, отпирающий дверь по

он не скидывал случайно (например, от прикосновения пальцем).

секретному стуку и еще куча интересного.

5. Контроль. Напряжение, приложенное к этой ноге, может изменять

Если ты хоть раз в жизни держал паяльник и даже отличишь рези-

длительность выходов таймера. Но используется он редко, а вися-

стор от транзистора, а со старушкой 555 еще не знаком, то нужно

щий в воздухе — может сбивать работу, поэтому в схемах лучше

срочно исправить ситуацию. Что это за зверь? Внутри пластикового

присоединить к земле через небольшой керамический конденсатор

корпуса с восемью выводами скрывается пара десятков транзи-

на 10 нФ.

сторов, диодов и резисторов, но в доскональное изучение работы

6. Порог, он же стоп. Если напряжение на нем выше 2/3 Vcc, то таймер

таймера вдаваться не будем, пусть он останется для нас черным

останавливается и выход переводится в выключенное состояние.

ящиком, из которого торчат ножки. А вот ножки обсудим.

Работает, только если вход при этом выключен.

1. Земля. Здесь все просто, во всех схемах ее нужно подключать к

7. Разряд. Этот выход соединяется с землей внутри микросхемы,

минусу питания.

когда на выходе низкий уровень, и используется, чтобы разрядить

2. Триггер, он же пуск. Если напряжение на пуске падает ниже одной

конденсатор временной цепочки. Может пропускать до 200 мА и

трети напряжения питания (Vcc) — например, нажимается кнопка,

иногда используется как дополнительный выход.

притянутая к земле, — то схема стартует.

8. Питание. Нужно подключить к плюсу питания. Микросхема поддер-

3. Выход. Задача таймера простая — генерировать прямоугольные

живает напряжения от 4,5 В до 16 В. Можно запитать от обычной

импульсы заданной длины (длительность задается парой сопро-

9В-батарейки, можно от блока питания детских игрушек или от про-

тивлений и конденсатором). Напряжение выхода примерно на 2 В

водка USB

Задача №1: собрать «хэллоу ворлд» — мор-

что я использую в примерах этой статьи,

галку светодиодиком. Все просто, как и в

называется NE555N. Существуют и другие

мире софта, но в железе даже для такой

версии схемы, 556 и 558, у которых в одном

безделушки можно придумать полезное при-

корпусе стоит 2 и 4 таймера соответственно.

менение.

Они тоже подойдут для всех примеров, про-

От каких деталей уж совсем никак не отвер-

сто у них больше ног и расположены они

теться? Во-первых, сам таймер 555 (на

иначе. Во-вторых, потребуются конденсато-

схеме IC1). Подойдет таймер любого произ-

ры: электролитический C1 емкостью от 5 до

водителя, но чтобы экспериментировать на

10 мкФ и керамический C3 на 10 нФ. Еще

макетке — бери в корпусе DIP с длинными

будут нужны: светодиод (LED1) любого цвета

ножками. Его названия у разных произво-

и к нему токоограничительный резистор

дителей незначительно отличаются, но три

(R5) на 300-600 Ом (у меня 470 Ом), а также

пятерочки в них есть всегда. Например, та,

резисторы, задающие частоту R1 на 1 кОм и

R2 на 10 кОм. Последнее из обязательной

бодро начать моргать. Если не заработало,

программы — маленькая кнопка (типа той,

то проверяй контакты и полярности. На

что ставят в мыши и на всяческие прибор-

микросхеме 555 у одного из краев есть

ные панели). Еще на схеме есть конден-

выемка: поставь схему так, чтобы выемка

сатор C2 на 100 мкФ, который перекинут

была слева, тогда ножки в нижнем ряду

от плюса к минусу. Если у тебя с питанием

будут нумероваться слева направо от 1 до

все хорошо (например, ты используешь

4, а в верхнем — справа налево от 5 до 8. У

батарейку), то необходимости в нем нет, а

светодиода более длинный выход должен

с дешевым сетевым адаптером без тако-

подключаться к плюсу, а более короткий —

го конденсатора никуда. В примерах я

к минусу. Если у диода ножки одной длины,

использовал пятивольтовый блок питания

то на помощь придет плоская литиевая

от детской китайской игрушки, на выпря-

батарейка, вроде той, что стоят на материн-

мителе которого производитель сэкономил

ских платах. Подключи светодиод и так и

— в результате без этой сглаживающей

эдак, когда он засветится — плюс и минус у

емкости схема не работала вовсе. Поэтому

него будут расположены, как на батарейке.

на всех схемах в статье этот конденсатор

Если не заработал в обоих положениях,

есть, а ставить его или нет — решать тебе.

то либо диод горелый, либо это не диод —

Также при желании можно опустить и кон-

фототранзисторы могут выглядеть точно

денсатор C3, который притягивает пятую

так же, как светодиоды. У электролитиче-

ногу к земле, но в этом случае стабиль-

ских конденсаторов минус, как правило,

ность гарантировать не стану.

помечен светлой полосой на корпусе. Для

Схема работает в нестабильном режиме и

остальных деталей полярность не важна.

собрана таким образом, что пока подклю-

Теперь о практической пользе. В некоторых

чена к питанию, то постоянно генерирует

играх бывает необходимо щелкать по

выходные импульсы, а как только мы нажи-

левой кнопке беспрестанно, натирая мозо-

маем кнопку, то замыкаем ее выход на све-

ли на пальце, но это не наш метод. Можно

тодиод и ее работа становится видна.

собрать эту схему покомпактнее, припаяв

Теперь можешь собрать все по схеме.

детали напрямую к выходам микросхемы, и

При нажатии кнопки светодиод должен

запихнуть в корпус любой USB-мыши —

работает в режиме мультивибратора, но

ный ток. Для максимальной громкости этот

лать. Конденсатор C1 заменить на керами-

задача у нее другая. Она перенесет тебя в

конденсатор должен быть электролитиче-

ческий 100 нФ, резистор R2 заменить на

прошлое, в прокуренные студии отцов анде-

ским, емкостью порядка 10 мкФ, но подоб-

1 кОм и последовательно с ним поставить

граундной электронной музыки, которым

ный звук будет резать ухо, и если такой

переменный резистор R3 на 10 кОм. У

приходилось самим ваять устройства, при

задачи не стоит, поставь керамический

переменных резисторов обычно 3 ножки,

помощи которых они создавали бессмерт-

на 100 нФ, будет потише. Можешь взять

расположенные в ряд, но тебе нужно под-

ные хиты.

динамик из сломанных больших наушников

ключить только две — любую из крайних и

Изменения в предыдущей схеме придется

или бипер из старого системного блока.

центральную. Такие параметры не позволят

сделать совсем небольшие. Вместо свето-

Пьезодинамик (в виде круглой металличе-

частоте убежать за слышимый диапазон на

диода с его резистором здесь установлен

ской пластинки) также подойдет, плюс ему

всем диапазоне R3. Резистором выставляй

динамик, подключенный к земле через

не нужен конденсатор С4.

частоту, нажимай кнопку и слушай, что

конденсатор C4 — он нужен, чтобы отфиль-

Поскольку звуковые частоты несколько

звучит. При некоторой сноровке получится

тровать постоянную составляющую выхода

выше, чем частота моргания диода, то

музыка.

ножки, а именно — резисторе R4 и тран-

бен пропускать те же 200 мА, что и сам

12 вольт, иначе затвор не откроется.

зисторе T1. Ведь мы делаем кнопку, а

таймер, и смысла в нем немного, но его

Еще не очень круто применять такой

значит — она должна уметь пропускать

всегда можно заменить на более мощный

выключатель в мобильных устройствах,

ток, и не факт, что 200 мА, на которые

МОП-транзистор — например, IRF630,

так как даже в выключенном состоянии

способен 555, будет достаточно. Здесь в

который позволит подключить нагрузку

он потребляет ток в 3-6 мА, что заметно

качестве ключа используется небольшой

до 9А. Правда, для такого транса напря-

подсаживает батарею.

NPN-транзистор 2N3904, который спосо-

жение придется увеличить на схеме до

Это полезнейшее явление. Благодаря ему по мегаполисам торопли-

2. источник питания, так как кушать хочется всем;

во шуршат поезда на магнитной подушке, а в особо важных меха-

3. драйвер постоянного тока (будет брать сигнал с управляющей

низмах вращаются неподвластные трению магнитные подшипники.

схемы и включать-выключать магнит, который должен быть доволь-

В этой статье я расскажу, как собрать настольный гаджет электро-

но мощным и напрямую включаться любыми логическими микро-

магнитной левитации. К сожалению, летать тебе он не позволит, но

схемами не сможет);

заставит парить в воздухе небольшой хорошо магнитящийся пред-

4. обратная связь, чтобы знать, где сейчас наша гайка, и случайно

мет — например, крохотный глобус, или кубик, к которому можно

не перетянуть ее в ту или другую сторону;

клеить липкие заметки, чтобы они маячили у тебя перед носом.

5. система управления, которая будет собирать информацию с дат-

Как это работает?

чиков и решать, когда и как включать электромагнит.

Теперь обо всем по порядку.

Если кратко — у тебя есть электромагнит, который притягивает

Магнит

железный предмет (например, гайку) и должен бы притянуть до

конца, но как только гайка приближается к нему слишком близко,

Магнит можно получить тремя путями: сделать самому, купить готовый

магнит отключается, и гайка начинает падать. Как только она опу-

и достать из какого-нибудь реле или соленоида. Готовые магниты

стится ниже определенного уровня — магнит снова включается

встречаются в продаже нечасто, но если нашел их в изобилии, то

и вновь тянет гайку вверх. Если положение отслеживать точно, а

бери с небольшим круглым сердечником, рассчитанный на 12 В — с

с магнитом управляться быстро, то можно попасть в равновесное

таким будет удобнее всего управляться. Внутреннее сопротивление

состояние, и колебания гайки будут незаметны. Добиться этого

должно быть не меньше 20 Ом, иначе получится лишь эффективно

эффекта можно разными способами, поэтому рассмотрим все попу-

нагревать пространство. Это же касается и катушек реле. Если будешь

лярные возможности. Но в любом случае в установке будет пять

использовать катушку от соленоида, то вместо подвижного внутренне-

элементов:

го сердечника нужно будет подобрать плотно сидящий болт.

1. электромагнит — главный положительный герой, борющийся с

Но если поиски по магазинам и чердакам к успеху не привели, то

гравитацией;

можешь сделать магнит сам. Для этого понадобится сердечник, он