Говоря языком определений, схемотехника — это научно-техническое направление, охватывающее проблемы проектирования и исследования схем электронных устройств радиотехники и связи, вычислительной техники, систем автоматики, а так же иных областей техники. Основная задача схемотехники — определение структуры электронных схем, выполняющих определённые функции, расчёт параметров и указание типономиналов входящих в них элементов.
Термин схемотехника появился в 60-х гг. прошлого века в связи с разработкой унифицированных схем, имеющих одновременно несколько применений.
Теоретической основой схемотехники можно считать теорию линейных и нелинейных электрических цепей, электродинамику, математическое программирование, теорию автоматов.
Схемотехника обычно рассматривает все реальные электронные компоненты как некие черные ящики с идеальными однотипными свойствами, не зависящими от экземпляра. При этом для неё совершенно не важно, как устроены электронные компоненты «внутри», какие физические принципы положены в основу их работы. Вот почему схемотехника является лишь этапом воплощения реальной конструкции в жизнь.
Несколько схем виброходов
В этом пункте рассказ пойдёт о разных «поведенческих моделях» виброходов, определяемых схемой изделия. Первый вариант схемы представлен на рис. 1, а внешний вид готового изделия на рис. 1А.
Это жучок-колпачок. Его особенность такова, что в темноте он неподвижен (светятся глаза-светодиоды HL1, HL2), а на свету приходит в движение. Конструкция выполнена так, что управляющий фототранзистор VT1 отслеживает цвет подстилающей поверхности. Такое решение расширяет игровые возможности игрушки. Функционирует схема так.
Напряжение на электродигатель M1 — виброзвонок от сотового телефона, поступает через транзистор VT2, который в свою очередь, открывается и закрывается в зависимости от освещённости фототранзистора VT1. Сам фототранзистор установлен так, что реагирует на освещённость подстилающей поверхности. Когда «жук» находится под непрозрачным колпаком или на чёрном поле, сопротивление фототранзистора велико, транзистор VT2 закрыт и тока, протекающего через электромотор недостаточно для вращения ротора последнего. В этом случае через обмотку электромотора проходит только небольшой ток светодиодов HL1 и HL2. Поэтому «жук» неподвижен и его глаза светятся. При освещении фототранзистора через него начинает протекать ток, который открывает транзистор VT2. На электромотор поступает питающее напряжение, светодиоды гаснут, будучи зашунтированы открытым транзистором VT2. «Жук» станет перемещаться по белому полю до границы с чёрным, где и останавливается, поскольку ток через фототранзистор резко уменьшается. Конденсатор С1 обеспечивает плавные старт «жука» и остановку после пересечения границы между белым и чёрным полем.
Отличие ходовой части состоит в том, что виброход имеет один ряд ножек и два опорных уса (рис. 1А) — элементы
На подобной основе можно реализовать другой вариант изделия. Схема представлена на рисунке 2.
Этот виброход получил имя Жучок-сверчок. Он трещит, перебегает и мигает, в общем, три в одном. И происходит это всё с ним только в тёмное время суток.
Основой схемы является блокинг-генератор, реализованный на транзисторе VT3 и трансформаторе Т1. Резистор R1 ограничивает базовый ток. Такое схемное решение позволяет питать игрушку от одной «таблетки — элемента». Фототранзистор VT2 управляет работой блокинг-генератора. При хорошей внешней освещённости сопротивление перехода фототранзистора мало и транзистор VT3 закрыт — жук недвижим и тих. При попадании в плохо освещённое помещение или на улице вечером жук оживает. Сопротивление фототранзистора увеличивается, «разрешая» работу блокинг-генератора. Он имеет две нагрузки: с одной стороны это мигающий светодиод HL1, с другой конденсатор С1. Эти нагрузки взаимозависимы. Так, когда вспыхивает светодиод, вся энергия, накопленная в трансформаторе за «период колебаний в блокинге» расходуется на него. В паузах между вспышками светодиода происходит периодическая зарядка конденсатора С1, то есть энергия, накопленная в трансформаторе расходуется на его зарядку. При нарастании напряжения на
