Текст книги "Юный техник, 2001 № 10"
Автор книги: Юный техник Журнал
Жанры:
Технические науки
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Спецсигнал для «спецвилосипеда»
Лето кончилось, но, как говорится, готовь телегу зимой. В данном случае речь о велосипеде, точнее, о безопасности велосипедиста. Самая большая угроза – движущийся автотранспорт. Фара светит вперед и мало заметна. Кроме того, генератор для питания фары заметно тормозит движение, особенно не разгонишься. Сделать велосипедиста заметнее на дороге поможет задний фонарь. Но если в нем будет лампа накаливания, то нужна мощная батарея или тот же генератор, тормозящий движение.
Куда эффективнее проблесковый маячок на светодиоде. Для его работы достаточно одной пальчиковой батареи, а специальный генератор подаст на светодиод короткие, но мощные импульсы.
Обычно падение напряжения на светодиоде составляет примерно 1,6–1,8 В, и одной пальчиковой батарейки для его свечения было бы недостаточно. На рисунке 1 приведена схема питания светодиода с использованием удвоения напряжения питания.
Генератор на транзисторах разной проводимости (p-n-p и n-p-n) типа КТ3107Б и КТ3102Ж вырабатывает низкочастотные импульсы, поступающие на светодиод. Частота следования импульсов составляет около 0,5–1 Гц и определяется элементами R1 и С1, а продолжительность вспышки – элементами R2 и С1. С выхода генератора (транзистор VT2) короткие импульсы через резистор R4 подаются на базу транзистора VT3, в коллекторную цепь которого включен светодиод HL1 красного цвета (АЛ307КМ) и диод VD1.
Между выходом генератора импульсов и точкой соединения светодиода с диодом подключен накопительный конденсатор С2 большой емкости.
В период паузы между импульсами (транзистор VT2 закрыт и не проводит ток) конденсатор С2 заряжается через диод VD1 и резистор R3 до напряжения источника питания. Закрыт соответственно и транзистор VT1, так как потенциал на его базе мал. Время закрытого состояния транзисторов определяется процессом заряда конденсатора С1, при достижении нужного потенциала транзисторы VT1 и VT2 открываются, и происходит генерация короткого импульса. Отрицательно заряженная обкладка конденсатора С2 оказывается соединенной с положительной шиной питания через открытый транзистор VT2, диод VD1 запирается, и конденсатор С2 оказывается подключенным последовательно с источником питания. Импульс генератора отпирает транзистор VT3, и сопротивление между его К и Э становится малым, поэтому суммарное, практически удвоенное напряжение прикладывается к светодиоду. Следует яркая вспышка, накопительный конденсатор С2 разряжается. После этого процесс заряда-разряда конденсаторов С1 и С2 периодически повторяется.
Светодиоды допускают работу без повреждения при кратковременном импульсном токе, превосходящем номинальное значение. Для повышения надежности работы светодиодного излучателя с низковольтным питанием и расширения диапазона напряжения питания можно подбирать величину резистора R4, который позволяет ограничить ток светодиода.
Еще большую яркость вспышки светодиода можно получить при увеличении напряжения питания. Например, запитать генератор от двух аккумуляторов и периодически заряжать их.
Но поскольку аккумуляторы (например, типа ЦНК-0,45) имеют напряжение 1,25 В, следует увеличить величину резистора R1.
Любопытная особенность схемы такого генератора импульсов состоит в том, что она может работать при изменении полярности элементов. То есть светодиод и диод VD1 включаются наоборот, изменяется полярность включения конденсатора С2, а транзисторы p-n-p типа меняются на n-p-n и, соответственно, n-p-n типа на p-n-p. Изменяется и полярность подаваемого питающего напряжения.
Такая схема показана на рисунке 2.
Все резисторы малогабаритные мощностью 0,125 – 0,25 Вт типа ВС, МЛТ, ОМЛТ или С2-33. Конденсаторы типа К50-35 или аналогичные импортные на самую низкую величину рабочего напряжения – 6,3 или 10 В. Можно поставить и с большим рабочим напряжением, но они больше по размерам. Вместо транзисторов КТ3102А, К (n-p-n типа) можно применить КТ315Б, Г, Е, Н, Р, а вместо КТ3107А, Л (p-n-p типа) – КТ361Б, Г, Е, Ж, К или лучше КТ209В, Е, К. Следует иметь в виду, что схема будет работать лучше с транзисторами, имеющими большую величину коэффициента усиления. Светодиод красного цвета типа АЛ307КМ – самый яркий из доступных, и его можно заменить только на АЛ307ЛМ. При этом сила света может увеличиться почти в 4 раза. Еще возможен вариант применения импортного сверхяркого светодиода или отечественного типа АЛ336Б (или, еще лучше, АЛ ЗЗ6К).
Налаживание схемы генератора производится путем подбора величины резистора R1. Для этого вместо него надо включить постоянный резистор величиной 1 МОм и последовательно с ним переменный величиной 1 МОм. Вращая ось переменного резистора, добиваются устойчивого свечения светодиода. При возможности нужно проверить работоспособность схемы в диапазоне напряжений питания. Для одной пальчиковой батарейки он составляет 1,1–1,6 В, а для двух аккумуляторов – 2,2–2,7 В.
Все элементы устройства вместе с батареей, смонтировав их на плате из текстолита или гетинакса, можно разместить в небольшой пластмассовой коробке. Не забудьте сделать отверстие для светодиода.
И.ЕВДОКИМОВ
Эластичная иллюминация
Иногда от светильников вовсе не требуется освещать пространство, а нужно передать информацию: обозначить границы пространства, высветить знаки или текст, да просто украсить елку. Раньше для этого использовали лампы накаливания или газосветные трубки. Но вот появились гибкие светящиеся электролюминесцентные провода (ЭЛП) и ленты (ЭМЛ). Первые из них, имея диаметр всего 3 мм, содержат прочную несущую металлическую струну, которую окружают вытянутые параллельно ей проволочные электроды, изолированные пленкой диэлектрика. Пространство между электродами заполнено электролюминесцентным веществом и покрыто снаружи прозрачной, влагонепроницаемой оболочкой. Подобную конструкцию имеют и ленты, только вместо несущей струны применена пара тонких токопроводов по краям, а ширина варьируется в пределах от 4 до 30 мм (рис. 1).
Цвета свечения проводов и лент в бесцветной оболочке – оранжевый, желтый, зеленый и синий, в тонированной оболочке – от красного до фиолетового. Есть также марки, продолжающие светиться даже через полтора часа после выключения питания. Это свойство делает новый источник света особенно безопасным и надежным.
Благодаря гибкости проводов и лент (их толщина 2,5 мм), из них можно создавать светящиеся цветные контуры, надписи и подвижные, волнообразные линии и фигуры.
Электроупотребление сияющих проводов и лент весьма умеренно – порядка 0,3…0,4 Вт/м у проводов ЭЛП, и 1…1,5 Вт/м у лент. Свечение возбуждается при подаче на электроды переменного напряжения 350…400 В для ЭЛП и 400…500 В для лент при частоте от 4 до 12 кГц. Любительское освоение новых светоизлучателей лучше начать с ЭЛП, имеющих стандартную длину 5 м. Электрические выводы находятся у одного конца провода, другой герметизирован. Необходимые параметры питания могут быть получены с помощью самодельного преобразователя. Его принципиальная электрическая схема приведена на рисунке 2.
Это симметричный мультивибратор, в плечах которого работают транзисторы VT1, VT2 и половины первичной обмотки L1 трансформатора Т1. Частота генерации задается конденсаторами C1, С2 и резисторами R1, R2. Трансформатор наматывается на тороидальном пермаллоевом сердечнике с размерами 50x35x6 мм; первичная обмотка содержит 80 витков (с отводом от середины) провода ПЭВ-2 0,61, повышающая вторичная – порядка 1200 витков провода ПЭВ-2 0,1 с отводами от 800 и 1000 витков (для возможности подбора выходного напряжения).
Перед намоткой сердечник изолируется несколькими слоями полистирольной пленки. Ее же используют для изоляции между первичной и вторичной обмотками. Электрические выводы защищаются ПХВ трубками. Плавкий предохранитель FU1 поставлен на случай срыва колебаний преобразователя. Номинал предохранителя – 3 А, но в дальнейшем имеет смысл попробовать меньшие номиналы, выдерживающие ток нормально работающего преобразователя: это повысит чувствительность токовой защиты.
Постоянный ток для питания преобразователя берется от блока питания (адаптера) А1 с 9-вольтовым выходом на 2…3 А.
На монтажной плате предусмотрите место для пластинчатых радиаторов к транзисторам. Расположение их выводов показано на рисунке 3.
Ю.ПРОКОПЦЕВ
Электричество с огородной грядки
Среди множества источников энергии иногда могут быть полезны так называемые «земляные» гальванические элементы. А говоря проще – два электрода, погруженных в почву. Для электродов берут два металлических стержня либо пластины из разнородных материалов. Хорошая пара – медь и алюминий, но возможны любые другие сочетания. Напряжение такого источника – порядка 0,8… 1,1 В при токе нагрузки 1… 2 мА. Не так уж много, но достаточно, чтобы слушать радиопередачи на «наушники» с помощью простейшего транзисторного приемника (рис. 1).
Используя небольшую внешнюю антенну, можно услышать передачи местных радиостанций, работающих в диапазоне длинных или средних волн. Подобная радиоустановка удобна для садового домика, в подполе которого можно расположить «земляной генератор». Но не сидеть же все время в доме!
С собой, конечно, «земляной» генератор не возьмешь, аккумулятор им не зарядишь – слишком мало напряжение. Но есть ведь ионисторы – конденсаторы очень большой емкости, которые могут питать ваш радиоприемник во время прогулок. Им низкое зарядное напряжение как раз не мешает.
При номинальном напряжении и температуре +70 °C срок службы ионистора составляет 500 часов, а при напряжении 0,6 Uном и температуре +40° он достигает 40 000 часов!
Среди выпускаемых ТОО «Гелион» в г. Казани наиболее удобными для любительских конструкций являются модификации типа К58-9а, имеющие выводы под пайку, емкость 2Ф и номинальное напряжение 2,5 В при внутреннем сопротивлении 30 Ом. Эти ионисторы имеют вид таблеток диаметром 23 и толщиной 5,5 мм при массе 2 г. В технической литературе есть сведения также о выпуске отечественной промышленностью ионисторов другой модели – КИ1-1, емкость которых достигает 50 Ф, а рабочее напряжение – 0,5 В. При диаметре 22 мм и высоте 12 мм их масса всего 15 г.
При сопротивлении зарядной цепи около 270 Ом и напряжении 0,5 В поставленный на зарядку в течение ночи ионистор будет потреблять зарядный ток не более 2 мА, что как раз соответствует возможностям как ионистора, так и «земляного» элемента. Разместив на садовом участке несколько «земляных генераторов», можно зарядить несколько ионисторов. А питать их током может карманный приемник, схема которого изображена на рисунке 2.
Прием в диапазонах длинных или средних волн ведется на магнитную антенну WA1, сигнал которой поступает на затвор полевого транзистора VT1. Сигнал с его истока детектирует диоды VD1, VD2 со вспомогательными элементами С4, R3, после чего он поступает на вход многокаскадного малошумящего усилителя звуковой частоты, построенного на интегральной микросхеме DA1. Ее выход нагружен «двуухим» телефоном BF1.
Такой радиоаппарат при питающем напряжении до 1,3 В потребляет всего около 2,5 мА, что вполне по силам небольшой батарее ионисторов. На рисунке 3 показана «разметка» выводов используемых полупроводниковых приборов.
Все резисторы следует брать типа МЛТ-0,125, переменный конденсатор – односекционный КП-180, постоянные, емкостью до 0,1 мкФ, – КЛС, от 1 до 10 мкФ – оксидные К53-1.
Телефоны должны иметь сопротивление обмоток от 300 Ом и выше. Магнитная антенна размещается на стержне из феррита 400НН длиной порядка 90 мм, обмоточные данные антенной катушки выбирают соответственно диапазону волн.
П. ЮРЬЕВ
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос – ответ
«Хотим купить новую кухонную посуду. Не подскажете, какую лучше выбрать?»
Люда и Катя, 12 и 14 лет,
г. Сызрань
Очень удобны сковородки из чугуна с покрытием из стеклоэмали. Они равномерно распределяют поступающее тепло, но главный недостаток такой посуды – ее хрупкость. Рано или поздно появляются сколы и трещины. В результате в пище могут оказаться соединения металлов. Еще более бережного отношения требует алюминиевая посуда с тефлоновым покрытием. Тефлон легок и прочен, но при перегреве начинает выделять ядовитый газ фтор, а если покрытие поцарапать, оно быстро облезет. Гораздо надежнее и безопаснее посуда из нержавеющей стали. Она обладает антикоррозионными свойствами, прочна, долго служит.
«На рынках и в магазинах продается тоненькая лента ФУМ. Как правильно ее использовать?»
Костя Нибеков, 12 лет,
г. Химки Московской обл.
Лента ФУМ – это фторопластовый материал, предназначенный для уплотнения резьбовых соединений трубопроводов, работающих при температуре от —60 до +200 °C. Она не смачивается водой, поэтому ею удается хорошо герметизировать водопроводную арматуру, не прибегая к краске. Если раньше от подтекания воды в старых трубах чаще всего избавлялись, добавив набивку сальника и подтянув гайку, теперь есть хорошая возможность исправить такую подтечку с помощью ленты ФУМ, поскольку у нее очень низкий коэффициент трения с металлами и другими материалами. Если выполнить все операции правильно, шток будет несколько лет вращаться легко, и вы не увидите капель из крана. Кроме того, лента ФУМ годится и для уплотнения штоков гребных валов в судомоделях, чтобы вода не проникла внутрь корпуса.
«У нас на даче, на чердаке, лежит старинный почтовый ящик. Ему больше ста лет. Расскажите, какие раньше были почтовые ящики и как выглядела почта в древности».
Семен Гудовский, 11 лет,
Ставрополь
Древняя почта неразрывно связана с гонцом. Чтобы принести приказ короля или военачальника, гонец преодолевал огромные расстояния и, если вести были плохими, иногда расплачивался за усердный труд собственной головой. В Римской империи почтовая связь была налажена очень четко. Кстати, само слово «почта» пошло от римских почтовых станций, называемых «мансио позитаина» («позита» – значит «почта»).
Первый почтовый вагон появился в Англии в январе 1838 года. Введение же почтовых ящиков, принимающих письма в любое время суток, стало возможным после того, как были введены знаки почтовой оплаты.
В России это стало возможным с введением штемпелей, в цену которых входила стоимость пересылки писем.
Первая почтовая марка – «черный пенни» с изображением королевы Виктории – появилась в Англии.
Днем рождения почтового ящика считают 1848 год.
Ящики для сбора писем, доставляемых в пределах России, впервые были установлены в Петербурге и Москве. Новшество значительно упростило услуги почты, увеличило ее популярность.
В Центральном музее связи им. А.С.Попова хранится богатая коллекция почтовых ящиков – от первого, отлитого из чугуна (видимо, и тогда хватало хулиганов), до самых современных. Интересен экспонат, датированный XIX веком. На крышке ящика указана стоимость различных почтовых расходов.
Дорогие друзья!
КОНКУРС объявленный в «ЮТ» № 6 за 2001 год, завершен.
Приз – игровую видеоприставку NINTENDО-64 и 10 картриджей к ней получает Денис Сафонов из города Сухиничи Калужской области.
Поздравляем победителя и благодарим всех, кто участвовал в конкурсе.
ДАВНЫМ-ДАВНО
Как выяснили биологи, пчелы, пользуясь своими лапками, словно циркулем или мерной скобой, с высочайшей точностью получают шестигранные соты.
Человек в своей трудовой деятельности также не мог обходиться без измерений. И когда-то он, словно пчела, пользовался длиной своих рук, ног, пальцев. Какое-то время этой точности казалось достаточно. Однако с развитием производства, обмена товарами и особенно торговли положение усложнилось. Нетрудно понять, сколь большие возможности для обмана открывала зыбкость существующих средств измерения.
После Рождества Христова в европейских мерах первым стал наводить порядок Карл Великий, объявив величину своей стопы за единицу длины – «королевский фут». Сделанные по ней меры все же оказались не очень удобны из-за своей малости. Английский король Генрих I (1110–1135 гг.) ввел новую единицу – длину своего скипетра. Ее назвали «элл».
На старинном рисунке мы видим мерную скобу у ворот средневекового замка, по которой купцы, землемеры и строители сверяли свои мерные линейки. Их всегда снабжали более мелкими делениями, число которых было кратно двум.
На Руси в те времена нашли меру длины, которая не зависела от правителя и была всегда под рукой. Это «гривна» – длина волоса из гривы взрослого коня. (Ею измерялась длина куска серебра, служившая денежной единицей.) Арабы и китайцы с успехом пользовались как эталоном длины пшеничными зернами. Но породы коней, сорта пшеницы, как и ноги королей, менялись.
В качестве единицы длины старались найти нечто постоянное, не зависящее ни от чего. Есть основание полагать, что в этом всех опередили древние египтяне, взяв за единицу размер самой Земли. Сторона пирамиды в Мемфисе и египетская стадия ровно в 500 раз меньше дуги градуса экватора Земли. Европейцы начали работать в этом направлении лишь в XVII веке.
В 1799 г. французские ученые предложили новую единицу длины – метр, как одну сорокамиллионную часть парижского меридиана. Лишь в 1872 г. решением специальной конференции метр приняли 28 стран, в том числе и Россия. Но к тому времени выяснилось, что Земля не очень-то круглая и непостоянна в размерах… Выход из положения нашли, то это тема особого разговора.
ПРИЗ НОМЕРА!
Наши традиционные три вопроса:
1. Почему число делений на мерных линейках Средневековья было кратно двум?
2. Всегда ли полностью загруженное судно тонет быстрее, чем пустое?
3. Можно ли в современный телескоп увидеть из Нью-Йорка свечу, горящую в Санкт-Петербурге?
Правильные ответы на вопросы
«ЮТ» № 5 – 2001 г.
1. Пловец, смазанный жиром, поплывет быстрее, так как уменьшится сопротивление и трение с водой.
2. Энергия, потребляемая из окружающей среды при эндотермической реакции, расходуется на перестройку молекул.
3. «Батискаф» Безбородова, сделанный из тонкой полиэтиленовой пленки, выдерживает давление воды за счет компенсации давления подаваемого в него воздуха.
* * *
Поздравляем Ивана СЕРГУНИНА из Казани. Он правильно и обстоятельно ответил на вопросы конкурса «ЮТ» № 5 – 2001 г. и стал обладателем набора слесарных инструментов.
* * *
Подписаться на наши издания вы можете с любого месяца в любом почтовом отделении.
Подписные индексы по каталогу агентства «Роспечать»:
«Юный техник» – 71122,
45963 (годовая);
«Левша» – 71123,
45964 (годовая);
«А почему?» – 70310,
45965 (годовая).
По Объединенному каталогу ФСПС:
«Юный техник» – 43133;
«Левша» – 43135;
«А почему?» – 43134.
Кроме того, подписку можно оформить в редакции. Это обойдется дешевле.
Дорогие друзья!
Подписаться на наш журнал можно теперь в Интернете по адресу: www.apr.ru/pressa .
Наиболее интересные публикации журнала «Юный техник» и его приложений «Левша» и «А почему?» вы найдете в дайджесте «Спутник «ЮТ» на сайте http: \junetech.chat.ru или http: \jteh.da.ru
* * *
