Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]
Может случиться, что у тебя не окажется фольгированного стеклотекстолита или гетинакса. В таком случае основой клавиатуры может быть пластинка органического стекла, на которую ты наклеишь полоски медной фольги. Для монтажа микросхемы, выключателя питания и электролитического конденсатора фольга не обязательна.
Следует иметь в виду, что с понижением напряжения источника питания частота колебаний генератора, а значит и тон звука ЭМИ, несколько изменяется. Но по мере разрядки батареи соотношение между смежными тональными частотами в основном сохраняется, что практически не сказывается на исполняемой мелодии. А чтобы частота тонального генератора не изменялась, питать ЭМИ надо от источника стабилизированного напряжения или от четырех элементов 343, соединенных последовательно, но через параметрический стабилизатор напряжения, в котором можно использовать стабилитрон КС139А или КС147А.
Звучания клавиатура может стать твоим подарком младшему брату или сестре, а ты займешься постройкой более сложного электромузыкального инструмента.
ЭЛЕКТРОННЫЙ РОЯЛЬ
Общее представление об устройстве и работе этого сравнительно несложного одноголосного ЭМИ дает структурная схема, изображенная на рис. 328, а. В нем, как и во многих подобных ему одноголосных инструментах, два генератора: генератор тона, частота колебаний которого управляется клавиатурой, и генератор вибрато, частота колебаний которого практически постоянна и не превышает нескольких герц. Колебания генератора вибрато модулируют колебания генератора тона; модулированные колебания усиливаются и преобразуются динамической головкой В в звуковые колебания. Благодаря генератору вибрато звук инструмента становится вибрирующим, что делает его более приятным для слуха.
Принципиальная схема электронной части такого ЭМИ показана на рис. 328, б.
Рис. 328. Структурная (а) и принципиальная (б) схемы и конструкция (в) электронного рояля
Генератор тона, в котором работают транзисторы V3 и V4, представляет собой разновидность несимметричного мультивибратора, генерирующего колебания пилообразной формы. Полный диапазон частот такого генератора может достигать четырех октав. Здесь же частота его колебаний изменяется скачкообразно при замыкании контактов клавишных переключателей S1-17, включающих в цепь эмиттера транзистора V3 резисторы R1-R17. Эти резисторы, сопротивления которых подбирают опытным путем во время настройки инструмента, образуют частотозадающую цепь генератора тона.
В частотозадающей цепи семнадцать резисторов, значит, на такое же число фиксированных частот может быть настроен и генератор тона. В нашем случае — от частоты звука «до» первой октавы до частоты звука «ми» второй октавы. Поскольку резисторы соединены между собой последовательно, фиксированная частота колебаний генератора определяется теми резисторами, которые включены в эмиттерную цепь транзистора V3. Если, например, замкнуты контакты S16, частота генератора определяется только суммарным сопротивлением резисторов R16, R17 и R28. При этом замыкание любых других, расположенных слева (по схеме) от уже замкнутых контактов, не изменяет сопротивления частотозадающей цепи и, следовательно, частоты генератора тона.
Колебания генератора тона, снимаемые с эмиттера его транзистора V3, через конденсатор С6 подаются в цепь базы транзистора V5 усилителя 3Ч.
Конденсатор С5 и переменный резистор R29, соединенные между собой последовательно и подключенные параллельно конденсатору С4 образуют цепь, с помощью которой можно осуществлять общую подстройку всех фиксированных частот генератора в пределах полутона.
Чтобы частоты генератора тона были устойчивы и не «плавали» с изменениями напряжения источника тока, в цепь питания его транзисторов включен стабилитрон V6. Он постоянно поддерживает напряжение питания генератора около 7,2 В (в зависимости от напряжения стабилизации используемого стабилитрона), а избыточное напряжение батареи GB1 гасит резистор R31.
В генераторе вибрато работают транзисторы V1 и V2. Как и генератор тона, а их схемы принципиально одинаковы, он также представляет собой несимметричный мультивибратор, но генерирует колебания частотой 5–7 Гц, определяемой конденсатором С1 и резистором R21. Колебания генератора вибрато через корректирующую цепь C2R23, выключатель S18 и фильтр R24C3 подаются к генератору тона и модулируют его колебания. Генератор вибрато может быть отключен от генератора тона выключателем S18. В этом случае звуки инструмента будут однотонными, не вибрирующими.
Усилитель 3Ч инструмента однокаскадный, на транзисторе V5. Его выходная мощность небольшая — всего 40–50 мВт. Но ее вполне достаточно для громкого звучания головки 1ГД-18 или подобной ей 1ГД-28. Тембр звука можно изменять при подключении конденсатора С7 тумблером S19 параллельно первичной обмотке выходного трансформатора Т1.
Инструмент питается от батареи напряжением 9 В. Для более продолжительной работы ее целесообразно составить из двух батарей 3336Л, обладающих значительно большей емкостью, чем «Крона» или аккумуляторная батарея 7Д-0,1.
Возможная конструкция инструмента приведена на рис. 328, в. Корпус можно сделать из сухих прямослойных дощечек и фанеры, оргалита. В передней части корпуса размещена клавиатура, внутри — монтажная плата, головка В1 с акустической доской, обтянутой декоративной тканью, и батарея питания. Рядом с батареей — тумблер S18 подключения генератора вибрато к генератору тона. Переменный резистор R29 общей подстройки фиксированных частот генератора тона и тумблер S19 изменения тембра звука инструмента размещены на дне корпуса, под клавиатурой. Резисторы частотозадающей цепи припаяны непосредственно к контактным группам клавиатуры. Крышка корпуса откидная. При поднятии стойки, удерживающей крышку, замыкаются контакты выключателя питания S20. Устройство этого выключателя показано на рис. 329.
Рис. 329. Устройство выключателя питания:
1 — стойка; 2 — винт опоры стойки; 3 — выступ стойки; 4 — контактные пружины; 5 — регулировочная пластина; 6 — опорная скоба стойки
Его контактами служат пружинные контакты от электромагнитных реле. При поднятии стойка, поворачиваясь вокруг винта 2 на угол 90°, выступом 3 на коротком конце надавливает на контакты 4 и замыкает их. Поднятая стойка длинным концом 1 упирается в углубление в откидной крышке инструмента. Зазор между разомкнутыми контактами выключателя регулируют медной пластинкой 5, имеющейся между контактными пружинами.
Конструкция клавиатуры может быть произвольной. Однако желательно, чтобы размеры клавиш соответствовали стандартным, например клавиатуре аккордеона. Свободный ход белых клавиш должен составлять 8 мм, ход черных клавиш 6 мм, зазор между клавишами должен быть 0,8–1 мм. Клавиатура рояля, о котором я здесь рассказываю, изготовлена из электротехнического картона толщиной 1–1,5 мм (рис. 330).
Рис. 330. Конструкция клавиатуры:
1 и 2 — белая и черная клавиши; 3 — подклавишный выступ; 4 — контактные пружины; 5 — прокладка (замша, сукно); 6 — фанерная пластинка; 7 — подклавишная прокладка; 8 — шнурок; 9 — гвоздь
Можно также использовать для клавиатуры склеенный в два-три слоя более тонкий глянцевый картон (некоторые папки для бумаг). Прорези в картоне, образующие клавиши, делай остро заточенным ножом по металлической линейке. Чтобы клавишам придать жесткость, приклей снизу клеем БФ-2 вырезанные по ним фанерные пластинки. Суши их под грузом, например под утюгом, нагретым до температуры 40–50 °C. А чтобы детали не приклеились к утюгу, проложи между ними два-три слоя писчей бумаги. Готовые клавиши окрась черной и белой нитроэмалью.
Для удержания клавиш на одном уровне к каждой из них прикрепи снизу шнурок, натяжение которого будешь регулировать отгибанием гвоздя, вбитого в общую рейку всей клавиатуры. Контактные пружинные клавиатуры должны быть отрегулированы так, чтобы усилие, необходимое для нажатия клавиш, было одинаковым для всех клавиш, т. е., как говорят, чтобы не было «тугих» и «слабых» клавиш. Для бесшумной работы клавиатуры в местах соприкосновения нижних выступов белых клавиш приклей полоски из бархата (или сукна), а на фанерные пластинки в местах соприкосновения подвижных контактов полоски из замши (или сукна).
