Конструктор знаток не работает радио

Обновлено: 28.04.2024

Недавно подарил ребенку (6 лет) радио-конструктор "ЗНАТОК" - это такой набор резисторов, конденсаторов, кнопок, ламочек и проч, а так же элементы для их монтажа и соединения в цепь. Все простые схемы мы быстро перепробовали - вентилятор, элеткромагнит, пищалки-маргалки и т.д, и подумалось мне почему бы не показать ребенку что такое радиоприемник, а заодно освежить в памяти принцип его работы. Вобщем, задумался я собрать из деталей этого конструктора простой детекторный приемник прямого усиления. К слову сказать, в конструкторе имеется уже готовый модуль УВЧ и УЗЧ, но их использование мне показалось не спортивным.

Первая идея была использовать только один NPN транзистор включенный по схеме с общим эмиттером, его же и в качестве детектора. Однако после некоторых мытарств и простмотра ряда осциллограмм, пришел к выводу, что с имеющимся NPN транзистором такая схема не выйдет - в нижней части ВАХ транистор имеет очень серьезную нелинейность и малый коэф усиления, по этому если использовать его как детектор, то усиления никакого не выходит. Было принято решение усложнить схему. Сигнал с LC контура через развязывающую и фильтрующую емкость в несколько сотен пФ (в комплекте конструктора такой не оказалось - пришлось взять из запасов и припаять проводки) подать на NPN транзистор и использовать его как класс "А" усилитель ВЧ сигнала. Выход с него через блокирующую емкость 0.1мкФ соединить с PNP транзистором, который усиливает только один полупериод, тем самым создавая эффект детектора. К выходу второго транзистора подключить динамик и параллельно сглаживающую емкость 0.02мкФ. В качестве антенны использовал свой недавно натянутый траповый диполь 80м-40м. Антенну присоединял прямо к терминалам от LC контура.

Весь проект задумывался как развлечение и игра с ребенком на час-полтора. Однако, все затянулось, и проект поглотил меня полностью аж на два выходных дня. Из-за ограниченности выбора в номиналах резисторов, было очень тяжело выгнать транзисторы в заданный режим. PNP транистор я быстро сжег неправильным его включением, но определил я это не сразу. Пришлось взять из загашника первый попавшийся (BC859) и напаять его снизу модуля. После долгих мытарств приемник таки заработал, чем поразил не только всех домашних, но и меня. Я уже было начинал думать, что вся затея тщетна .

Что удалось услышать. Так как у приемника нет абсолютно никакой избирательности (LC контур тут вообще оказался бесполезен, его характеристики не известны из-за отсутствия данных по номиналу катушки и КПЕ), то слышали всё, что навелось в антенне и смогло превысить порог чувствительности приемника. Первое, что мы услашали это громкий сигнал тюменских радиолюбителей работающих в контесте телеграфом. В частности, очень громко принимал UA9LAO, позже ночью с улучшением прохождения, на фоне местных телеграфистов, то выплывали, то пропадали китайские АМ станции вещающие на иностранных языках (их можно легко услышать в диапазоне 7.200 AM).

Отмечу, что без осциллографа отстроить приемник мне было бы просто не по силам. Хотя, во времена занятий в кружке радиоконструирования на ОблСЮТ, мы собирали аналогичный приемник и как-то обходились без, в то время дорогостоящих, осциллографов - одним капсюлем наушника.

Схема + собраное изделие:

PS. Журнал Радио лежит рядом просто так, для референса

Что удалось услышать. Так как у приемника нет абсолютно никакой избирательности (LC контур тут вообще оказался бесполезен, его характеристики не известны из-за отсутствия данных по номиналу катушки и КПЕ), то слышали всё, что навелось в антенне и смогло превысить порог чувствительности приемника. Первое, что мы услашали это громкий сигнал тюменских радиолюбителей работающих в контесте телеграфом. В частности, очень громко принимал UA9LAO, позже ночью с улучшением прохождения, на фоне местных телеграфистов, то выплывали, то пропадали китайские АМ станции вещающие на иностранных языках (их можно легко услышать в диапазоне 7.200 AM).
Отмечу, что без осциллографа отстроить приемник мне было бы просто не по силам. Хотя, во времена занятий в кружке радиоконструирования на ОблСЮТ, мы собирали аналогичный приемник и как-то обходились без, в то время дорогостоящих, осциллографов - одним капсюлем наушника.

это какой то уже не детекторный, а прямого усиления получился..да и то как те УЗЧ, которые "фонят" наведенным радиосигналам.
LC - можно и прикинуть самому, L относительно легко и довольно точно рассчитывается, а КПЕ обычно 20-180пФ. Далее, с той же вашей схемой делаем трехточку, еще кондер в цепь эмиттера, эмиттер через резистор на землю. Получаем генератор, оцениваем частоту LC, осцил то у нас есть для этого. Если после в схеме УВЧ резонанса таки не слышим, то это не согласование сопротивлений, антенну надо к отводу, свзяь контура с УВЧ тоже от отвода или катушкой связи.
А вообще, детекторный, - это контур, германиевый диод и высокоомный капсюль для ЗЧ. И никаких батареек. В детстве по мотивам ЮТ кажется, даже на базе картофеля делал, - тот давал некое напряжение для смещения диода и тем самым улучшал чтоль работу, деталей не помню. Просто показательно - как в современном мире из подручных вещей не связанных с радио и с электрикой вообще, сделать чтот звучащее, - хорошее дополнение к "фиксикам" - с такой ассоциацией они быстрей врубаются в тему и с большем интересом. Но 6 лет - это я думаю пока еще рано.

Друзья!
Откликаясь на просьбы и чаяния участников группы и в связи с наличием некоторого запаса запчастей, предлагаю ремонт деталей конструкторов "ЗНАТОК" и его аналогов: "Elenco Snap Circuits", "Ningbo Union Vision", "Electronic Blocks", "Electronic Bricks", "ND Play", "ABC - Юный Эйнштейн", "Чудо-Кит", "Город мастеров - Электричество", "Рыжий кот Схемкин" и т.п.

По ремонту, в общем случае схема такая:
Вы пишете в этой ветке или мне в личку наименование и номер сломавшейся детали, после подтверждения возможности ремонта оговариваем время и место встречи. Скорее всего, это будет где-то возле метро Маяковская или Медведково. При встрече неисправную деталь меняется на исправную с небольшой доплатой. При желании возможна проверка на месте. Никаких предоплат, ожиданий и прочих заморочек. По ситуации возможны варианты, но в целом для Москвы как-то так. :)

Пересылка в другие города РФ рассматриваются в индивидуальном порядке. За пределы РФ не высылаю.

В н.в. имеется возможность ремонта следующих деталей:
ламп (№№18, 27) моторов (№№24, 38, 39), генераторов (№69), кнопок (№14 и др), выключателей (№15 и др) и переключателей (№№14, 15, S1), герконов (№13), динамиков (№20), пьезоизлучателей (№11, 45, W1), реле (№61), резисторов (№№30-34) и конденсаторов (№№40-44), в т.ч. переменных (№№53, 54), диодов (№57), светодиодов (№№17, 26, 112, 113, 115 RGB, D4), транзисторов (№№51, 52), тиристоров (№59), 7-сегментного индикатора (№58), интегрального УВЧ (№50), микрофонов (№28), стрелочных приборов (№56, 71, М6), блоков управления двигателями (№№ U8, 101), микросхем звуковых (№№21, 22, 23, 62), FM-радио (№55), усилителей (№29, 85), приёмника радиосигнала (№RX1); микроконтроллера (№111), ультразвукового дальномера (№89), цифрового датчика температуры (б/н).

по другим деталям уточняйте!

Предложение по ремонту ограничено имеющимся количеством запчастей! ;)

По желанию возможна модернизация Ваших деталей:
- оснащение элементами защиты от неправильного подключения;
- установка компонентов с лучшими параметрами, большей мощности, яркости и т.п., с новым функционалом (новые звуки/мелодии, цвета свечения т.п.);

Также в наличии имеется несколько типографских экземпляров инструкций от конструкторов: 180, 320, 999, альт.энергия и др. (распродажа)

Я не буду рассказывать, что такое и как писать скетчи.
Я не буду объяснять, каким концом надо держать паяльник.
Я не буду излагать доводы за и против существования электронного конструктора на одежных кнопках.

Я расскажу вам историю об успешном опыте скрещивания конструктора «Знаток» и Arduino в отдельно взятом домохозяйстве.

Предыстория

Как-то вечером, собираем с ребенком схему из конструктора «Знаток». Включаем. Я чувствую запах горелого пластика. Выключаем. Анализирую схему и вижу, что в моем издании схем многоуважаемого А.А.Бахметьева транзистор безуспешно модулирует химический источник напряжения, выдавая своё искреннее возмущение температурой.

Транзистор в результате сдох. И я его опять заменил:

Для этого пришлось отломать белую нижнюю крышку, но был получен ценный опыт по разбору деталей конструктора:

Юный экспериментатор не останавливался на достигнутом и вскоре сообщил: «Хьюстон, у нас проблема: отказ блока 23»:

Вот тут и пригодился опыт разбора блока с транзистором. Внутри блока 23 две каплевидные микросхемы с маркировкой TAIKONG-1 и TAIKONG-2, а также транзистор S9012. Транзистор я заменил, хоть он и был исправным, но блок не ожил. Поскольку электронного микроскопа у меня не было, пришлось много гуглить. Судя по всему, этот модуль должен был издавать звуки «Пиу-Пиу-Пиу» и «Тыщ-Тыщ-Тыщ» в зависимости от того, какая ножка окажется на земле. Если обе ножки оказывались на земле, звучала комбинация «Пиу-Тыщ-Пиу-Тыщ».

Очередным вечером сдох блок 21. Внутри блока два транзистора (уже знакомые S8050 и S9012). Замена ни к чему не приводит. Маркировка на плате CLZSD1 гуглению не поддалась. Что интересно, мелодия зашита только одна, но можно задавать её длительность через сопротивление между ножками.

Время шло. Сдох блок 22. Внутри транзистор S8050 и микросхема капелька. На плате маркировка CL9561. Замена транзистора блок не оживила. Гугление показало, что эта плата широко используется в детских игрушках (автоматах, машинках) и в детских сигнализациях. Умеет издавать звуки пожарной и полицейских сирен, скорой помощи и автоматной очереди, опять же, в зависимости от того какая нога окажется на земле. Все правильно: две ножки — четыре звуковые дорожки.

Аналоги микросхемы в корпусе DIP и MSOP LM4871, либо платы KD9561 стоят от 0.30$ в коммерческой партии или от 3$ от 5шт. Платить 15$ за шумовые эффекты, особенно вечером трудного дня когда так хочется тишины, не хотелось и я благополучно ~~забил~~ забыл.

экономически;
нет гарантий что они не выйдут из строя самостоятельно, либо с помощью юного конструктора из-за отсутствия защиты и неправильных схем;
исчезает элемент новизны и интерес к конструированию падает.

Теоретические изыскания

Я не ардуинщик, но мысль скрестить Arduino и конструктор «Знаток» носилась в воздухе. Если ребенок освоил конструктор, пусть дальше играется в Arduino, тем более что есть Scratch для Arduino. Переходить с шага ножек 2.8см на 2.5мм и взрослому тяжело, а ребенку и подавно. Поэтому решено: используем стандартные делали «Знатока». Отправляемся в магазин за одежными кнопками и получаем расценки 1$ за кнопку. Я не этого ждал. За 20$ можно купить «Знатока» начального уровня.

Как-то раз вертел в руках плату Arduino Pro Mini 5V. Размеры подходящие. Питание подходит для «Знатока» (4.8..6В =четыре батарейки/аккумулятора). Цена адекватна в районе 3$. Скетчи заливать я пока ребенку не доверю. Вот только входов/выходов слишком много, да и выбор цифра/аналог добавляет степеней свободы. Как все это развести в три ножки стандартного блока (две на питание и землю)?

Идея раз: три свободных одежных кнопки блока выводим на разъёмы. При необходимости, разъём будет одет взрослым на правильный пин Arduino.
Идея два: конфигурацию Arduino можно задавать устанавливая джамперы на ножки и опрашивать их при старке скетча. Выбирая, что будет изображать из себя Arduino: светофор, музыкальную шкатулку, охранную сигнализацию и т.п.

Реализация

Берем блок. Аккуратно разбираем. Сначала аккуратно обстукиваем блок по периметру молоточком, в надежде, что хрупкий клей треснет. Далее вгоняем тонкий нож (а лучше скальпель) между блоком и крышкой. Осторожно пошатываем и ослабляем клей по периметру. Через пару минут аккуратных манипуляций белая защитная крышка снята и мы можем увидеть внутренности блока.

Безжалостно выпаиваем плату. Вряд ли она нам еще пригодится.

Спиливаем крышку блока ножовкой или дремелем.

Чуть-чуть (буквально на миллиметр) увеличиваем отверстие по длине. Плата Arduino Pro Mini не должна пролазить в отверстие. Запаиваем пины. Мне было лень думать, поэтому я запаял все пины. Имея отлаженный скетч, можно запаять только необходимое, либо вообще обойтись без пинов. В отверстие должны пролазить пины с юбкой (как еще называется эта черная пластиковая линейка, объединяющая пины?)

Запаиваем питание. Исходя из стандартной для Знатока схемы: сверху окажется "+" (RAW), а снизу "-" (GND).

Не утерпел — собрал первую схему. Традиционно помигал встроенным светодиодом.

Отмываем плату и сверлим отверстия под провода. Имеем ввиду, что устанавливаемые детали конструктора могут загораживать отверстия и мешать нашим проводам, поэтому лучше отступить дополнительные 2..3 мм от центра кнопки.

Заливаем скетч светофора. Собираем новую схему. Цепляем проводки от кнопок на соответствующие ноги атмеги. В комплекте Знатока только два светодиода, поэтому я впаял бело-лунный светодиод (другого под рукой не было) в цоколь от неисправной лампочки. И наслаждаемся!

Блок может храниться в стандартной коробке конструктора, надо только вытащить провода из пинов. (Либо вниз пинами, тогда можно не вытаскивать провода).

Хорошо бы поставить защиту, Омов по 20 на каждую из трех ножек блока, да и переплюсовку предусмотреть. Но цена замены Arduino 3$ гораздо ниже планки моей лени.

Новый блок конструктора «Знаток» реанимировал интерес ребенка к электронике. Как теперь назвать новый блок?

Поправка от 04.09.14.

Опорный штырь пластикового основания монтажной платы упирается в Arduino. Поэтому плату следует монтировать сверху блока, а не снизу, как описано ранее. В продакшен пошёл именно этот вариант:

Мы достаточно последовательно отсматриваем «педагогические» конструкторы, в связи с чем решили обратиться еще к одному отечественному производителю, который выпускает конструкторы «Знаток». Для тех, кто ни разу не сталкивался, я коротко расскажу об одной из самых простых моделей «Первые шаги в электронике» для детей 5+.

«Знаток» — один из типов конструкторов «по образцу», может быть «метонимический», когда какая-то часть, функция чего-либо переносится и дает название целому. По этому принципу созданы схемы и для этого набора: «Скорая помощь», «Защита от воров» и т. п. Всего таких схем в модели, которая досталась мне — 15:

Звук полицейской машины при разрыве провода
Звук пожарной машины при разрыве провода
Звук пулеметной стрельбы при разрыве провода
Звук кареты скорой помощи при разрыве провода
Проблесковый светодиодный сигнал для защиты от воров
Карета скорой помощи со световым и звуковым сигналом
Полицейская машина со световым и звуковым сигналом
Пожарная машина со световым и звуковым сигналом
Звук полицейской машины
Звук пулеметной стрельбы
Медленно моргающий светодиод
Полицейская машина с красным светом
Предупредительный красный свет и звук пулеметной стельбы
Тестер проводимости
Пожарная машина

Все схемы проиллюстрированы, так что ошибиться практически невозможно, и все они так или иначе «работают» со светом и звуком. Всего же в наборе 19 элементов, каждый из которых охарактеризован в инструкции, что делает сборку осмысленным процессом, а не просто копированием инструкции.

Динамик
Сигнальная интегральная схема
Резистор 100 кОм
Транзистор PNP
Монтажная плата
Красный светодиод
Батарейный отсек
Провода

Под проводами в данном наборе имеются в виду синие «пластинки» разной длины, а все детали крепятся друг к другу и к плате по принципу «кнопок-пуговиц»:

Для удобства и устойчивости все это располагается на «плате», которая представляет собой пластмассовую пластину, и когда модель готова вы увидите свет или звук.

Звук пожарной машины:

Вот так, с помощью «разрыва» провода предлагается сделать сигнализацию для дома. Например, если злоумышленник проникает в дом, нарушая провод, связывающий два контакта, то диод начнет мигать:

Микроник vs Знаток

Достаточно большой обзор конструктора «Микроник» мы уже писали. В общем, как и Микроник — «детская версия» продукция Амперки, хорошо знакомой вам своими «Матрешками», так и «Первые шаги в электронике» — упрощенная версия конструкторов, количество схем которых достигает 1000!

Оба конструктора продаются в хорошо оформленных коробках, правда, коробка «Микроника», несмотря на большее количество деталей, сильно компактнее:

При этом, детали конструктора «Знатока» разложены по ячейкам, в то время, как внутри «Микроника» вы найдете десятки целлофановых пакетов, каждый из которых, правда, подписан.

Что касается «плат», то в «Микронике» и она — сильно меньше, что с одной стороны позволяет собирать чуть большее количество схем (в Микронике их 20), но и работу делает кропотливее:

«Питаются» оба конструктора аналогично: от «пальчиковых» батареек, но с разницей в количестве. Для «Микроника» нужно 3 шт., для этой версии «Знатока» — 2 шт.

В обоих случаях работать предлагается по инструкции:

Попутно хочу отметить, что «Знаток» прочнее, а его элементы крупнее, что сделает его более удобным и практичным для детей заявленного возраста — 5 лет и старше. «Микроник» компактнее, серьезнее, и у него значительно большее количество элементов. Это в каком-то смысле делает его надежнее, потому как дети (Микроник предлагается от 7-ми лет) могут что-то поломать, потерять.

Предлагаю еще один обзор о увлекательной игрушке для детей. Как вы уже поняли из названия обзора, речь пойдет о электронном конструкторе. Что же это такое и с чем его едят?

В поисках игрушки, которой можно было бы порадовать и удивить ребенка, наткнулась на данный конструктор.

Электронный конструктор “Знаток” представляет собой набор электронных блоков и соединений, позволяющий конструировать электрические цепи без пайки.
Сначала очень возрадовалась, увидев, что производителем значилась Россия, но покопавшись еще, выяснила, что производитель все-таки Китай.
Китайцы в очередной раз удивили находчивостью — соединение происходит обычными одежными кнопками!

Идея мне понравилась и конструктор был приобретен.

Решила взять средний по количеству схем.

Игрушка рекомендуется для детей от 5 и до 99 лет.

Все детали вложены в пластиковую подставку.

Подробнейшая инструкция в деталях рассказывает, как собрать ту или иную схему – ребенку будет интересно узнать, насколько просто и интересно устроены вещи, которыми все мы пользуемся в быту.

Сознательно прячу их под спойлер, так как это не особо важная информация.

Любая схема собирается вот на такой подставке размером 28х22 см.

Детали защелкиваются по принципу одежных клёпок.

Это импровизированные провода.

Конструктор содержит 53 детали, казалось, не так уж и много, но простор для фантазии огромный.

2 батарейных отсека с крышками, батарейки в комплекте не идут.

Детали конструктора

Ну-с-с, приступим. Попробуем чего-нибудь сконструировать. Возьмем для начала простенькую схему лампы, управляемой магнитом.

Отбираем необходимые детали.

Путем легкого нажатия пристегиваем их к основанию.

Готово!

Лампочка загорелась (плохо видно, подсели батарейки).

Попробуем собрать теперь тестер электропроводности.

Здесь все просто.

Проводим эксперимент — прикладываем деревянный предмет и проверяем, является ли он проводником.

Вывод — нет, дерево не проводник.
А теперь проведем тот же эксперимент, только используем на этот раз металлическую ложку.

Лампочка загорелась, значит металл является проводником. Такая игра позволит ответить на вопросы вашего маленького почемучки.

Теперь построим летающий пропеллер. Это у нас любимая схема.

Готовим детали.

Собираем.

Нажимаем кнопку.

Пропеллер начинает вращаться, постепенно разгоняясь.

Пропеллер с пола взлетает до потолка, севшие батарейки помешали насладиться зрелищем вполне.

Теперь соорудим музыкальный дверной звонок, управляемый различными способами.

Готовим детали.

Собираем.

Включаем и слушаем мелодию.

Можно заменить динамик светодиодом.

Или фотоэлементом, тогда музыка будет играть при попадания света на фотоэлемент (по такому принципу собираются датчики рассвета и заката из инструкции).

Теперь соберем схему управления звуками звездных войн

Детали.

Например, управляем магнитом — при поднесении магнита к чувствительной детали из динамика слышатся звуки звездных войн.

И последняя из представленных схем — светодиод, управляемый звуком.

Светодиод загорается от хлопков в ладоши или громкого звука.

По такому же принципу можно сделать звуковую сигнализацию, заменив светодиод динамиком.

Схем еще очень много, можно собрать настоящее радио и детектор лжи, но более не смею вас утомлять.
Спасибо за внимание!

Вывод
С помощью конструктора вам не смоставит труда объяснить ребенку школьного и даже дошкольного возраста как устроено радио, как зажигается лампочки и ответить на трудные вопросы из области электроники.

Читайте также: