Представьте себе сцену школьного актового зала. Один из учеников выносит поднос одинаковых одноцветных кубиков. На одной грани каждого кубика написана цифра. Один из кубиков устанавливают на стол так, чтобы фокусник эту цифру не видел (она находится на задней грани). Фокусник берет “волшебную палочку”, подносит ее к кубику и безошибочно называет цифру, которую он не видит. На стол ставят кубики с другими цифрами, и снова “волшебная палочка” подсказывает, какая невидимая цифра написана на кубике.

Секрет фокуса простой: внутри каждого кубика расположена электронная схема кодировщика-радиопередатчика, внутри “волшебной палочки” – радиоприемник-дешифратор с индикацией результата на торце “волшебной палочки”. Рассмотрим схему кодировщика (рис.1).

Схема состоит из генератора импульсов частотой 35…40 Гц на микросхемах DD1.1, DD1.2, элемента управления на микросхеме DD1.3, счетчика на микросхеме DD2, дешифратора на микросхемах DD3, DD4 и DD1.4 и радиопередатчика с амплитудной модуляцией на транзисторах VТ1 и VТ2. Принцип работы кодировщика состоит в том, что в пространство должно излучиться такое количество радиоимпульсов, которое соответствует числу, написанному на невидимой грани кубика. Делается это следующим образом. На конце “волшебной палочки” установлен постоянный магнит. Когда “палочку” подносят к кубику, замыкаются контакты герко-на К1 и на схему рис.1 подается питание от двух элементов GВ1 и GВ2 (+ 3 В). Бросок напряжения через дифференцирующую цепь С1R1 передается на вход установки нуля счетчика DD2 и через диод VD1 и инвертор DD1.3 – на вход 6 микросхемы DD1.2. Поскольку на выходе инвертора образуется отрицательный импульс, то на время этого импульса генератор на микросхемах DD1.1, DD1.2 блокируется.

После окончания действия импульса дифференцирующей цепи С1R1 генератор начинает вырабатывать импульсы с частотой 35-40 Гц. Импульсы подсчитываются счетчиком DD2 (по заднему фронту импульса), и на выходах дешифратора DD3, DD4 по следовательно появляются потенциалы лог.”1″ Если провод, обозначенный стрелкой, подключить к одному из выходов этого дешифратора, то потенциал лог.”1″ поступит через диод VD2 на инвертор DD1.3. С выхода инвертора потенциал лог.”0″ заблокирует работу генератора, и дальнейшая выдача импульсов прекратится.

Провод со стрелкой нужно подключить к тому выходу дешифратора, который соответствует цифре, написанной на данном кубике. Тогда генератор вырабатывает ровно столько же импульсов длительностью 12…15 мс и с такими же интервалами между ними. Импульсы генератора поступают на базу транзистора VT1 и открывают его до насыщения. При этом автогенератор на транзисторе VТ2 подключается к общему проводу и начинает генерировать высокочастотный сигнал на частоте 27 МГц. Этот сигнал поступает на антенну WA1 и излучается. При прекращении импульса генератора высокочастотный генератор выключается. Катушка L1 намотана на резисторе МЛТ-0,5 и содержит 80 витков провода ПЭЛ-0,1. Катушка L2 намотана на каркасе из полистирола диаметром 7 мм и содержит 8 витков провода ПЭЛ-0,15. Схема дешифратора, размещенного в “волшебной палочке”, показана на рис.2. Принятый с антенны WA1 сигнал выделяется контуром С2L1 и усиливается усилителем высокой частоты на транзисторе VT1. Поскольку при работе приемная антенна WА1 рис.2 находится рядом с передающей антенной WА1 рис.1, то уровень сигнала на входе VT1 составляет до 50-100 мВ. На коллекторе уровень сигнала уже составит 1-2 В. Поэтому такой сигнал можно детектировать и кремниевым элементом, в качестве которого используется транзистор VТ2. На коллекторе VТ2 при поступлении на вход приемника радиоимпульса образуется видеоимпульс с уровнем, достаточным для запуска счетчика DD1. Схема рис.2 включается микрокнопкой SВ1, при этом импульсом, образующимся в дифференцирующей цепи С7R5, счетчик DD1 обнуляется. Затем счетчик отсчитывает такое количество импульсов, которое излучает передатчик, и состояние счетчика визуально расшифровывается по горению светодиодов НL1…НL4. Резисторами К6…Р9 задается ток через светодиоды. Для светодиодов НL1…НL3 задается рабочий ток 2…3 мА, и они светятся слабо. Для светодиода НL4 задается рабочий ток 6…9 мА, и он горит сильнее.

Светодиоды выбирают разного цвета: НL1 – зеленого, НL2 – желтого, НL3 и НL4 – красного, но НL4 горит ярче,чем НL3. Техника дешифровки проста: значение горящего светодиода НИ соответствует “1″, НL2 – “2″, НL3 – “4″ и НL4 – “8″. Фокусник должен успеть быстро подсчитать сумму. Если, например, горит зеленый и слабый красный светодиоды, то 1 + 4 = 5; если горят ярко красный, желтый и зеленый светодиоды, то 1 + 2 + 8 = 11 и т.д. Предельное число, которое можно представить таким образом, равно 1 + 2 + 4 + 8 = 15. Именно столько кубиков и составляет полный набор для представления.

Техника выполнения фокуса такова. Фокусник подходит к кубику, нажимает микропереключатель на “волшебной палочке” и касается кубика в определенном, только ему известном месте (там установлен геркон кодировщика). После этого он считывает показания светодиодов и объявляет результат. Относит “волшебную палочку” от кубика (при этом отключается питание кодировщика) и отпускает микропереключатель на “волшебной палочке”. Все схемы отключены от питания, и ресурс батарей не расходуется.
Конструкция. На рис.3 показана конструкция кубика. Его можно сделать из цельного куска дерева или склеить из фанерных прямоугольников. В кубике 1 должно быть углубление для печатной платы 2. На ней нужно установить геркон 3 так, чтобы он выходил на торец кубика. На плате расположить элементы питания 4 (это могут быть батарейки для часов, напрмер, СЦ21) и антенну 5 выкладывают проводом по внутреннему контуру углубления и приклеивают. Затем углубление заклеивают прямоугольником из плотной бумаги. На противоположном торце кубика надписывают соответствующую цифру.

На рис.4.а показана конструкция “волшебной палочки”. На конце длинного металлического штыря-указки 2 наклеивают постоянный магнит 1. Штырь 2 является приемной антенной. Плату приемника-дешифратора 5 располагают внутри отрезка алюминиевой трубки 4 диаметром 20-25 мм. В торец трубки 4 вклеивают прокладку из диэлектрического материала 3, в которую вставляют штырь 2 (лучше если штырь имеет на конце резьбу и ввинчивается в прокладку). На другом торце трубки размещают четыре све-тодиода 6. Возможный вариант их размещения показан на рис.4.6, где “з” – зеленый светодиод, “ж” – желтый, “к1″ – красный светодиод со слабым свечением, “к2″ – красный светодиод с сильным свечением. Свето-диоды можно разместить и на образующей цилиндрической трубки, при этом микропереключатель 7 нужно сдвинуть так, чтобы рукой не закрывать светодиоды.

Поскольку Вы точно знаете, в каком месте кубика расположен геркон включения питания кодировщика, то попытки других людей повторить Ваш фокус скорее всего не будут иметь успеха. Это еще больше повысит Ваш авторитет.

И.Н.Проксин
Журнал “Конструктор” №2-2000г.