Юный техник, 2003 № 02 - Журнал «Юный техник»

Разберите форму и доработайте готового солдатика маленьким перочинным ножом и шилом. Затем раскрасьте фигурку красками на масляной основе.

Материал подготовлен Н. АМБАРЦУМЯН

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Чем проще — тем лучше!

Чтобы периодически загоралась лампа маяка, двигалась щетка стеклоочистителя или вибрировал диффузор сигнального звукоизлучателя, нужны управляющие ими импульсы. Обычно генераторы последовательности таких импульсов строят по схемам мультивибраторов, состоящих из двух или нескольких транзисторных каскадов либо логических ячеек цифровых микросхем. В ряде же случаев они могут быть получены от релаксационных генераторов, принцип действия которых поясняет устройство, работающее на воде.

На рисунке 1 изображен водяной бак с сифоном, питаемый от водопровода. Как только уровень воды в нем достигает перегиба сифонной трубки, бак начинает опорожняться.

Едва сифон опустеет, бак вновь начинает наполняться. Процесс протекает периодически, пока работает водопровод. Период колебаний воды в баке зависит от емкости самого бака, сопротивления воде, вытекающей из сифона, и напора водопровода.

По сходному принципу действуют различные электронные устройства (рис. 2).

Накопительный конденсатор С1 постепенно заряжается от источника постоянного напряжения Un через резистор R1. Растущее на конденсаторе напряжение поступает на порогово-спусковой элемент S1, находящийся в запертом (не проводящем тока) состоянии. При достижении порогового уровня Uc включается элемент S1, и происходит быстрый разряд конденсатора до остаточного уровня Uocт, определяемого внутренним сопротивлением спускового элемента. Последний при этом запирается, и начинается новый цикл заряд-разряд. Характер изменения выходного напряжения Uвых во времени иллюстрирует рисунок 3.

«История» релаксационных генераторов восходит к поре радиоламповой техники, когда пороговыми элементами служили неоновые лампы. Их периодическое включение сопровождалось свечением содержащегося в них неона. Но газоразрядные лампы требуют для работы напряжения порядка сотни вольт, что плохо согласуется с полупроводниковыми устройствами автоматики, обычно действующими при напряжении до 12 В. Одним из современных полупроводниковых пороговых элементов, имеющих два устойчивых состояния (включено — выключено), являются переключающие диоды — динисторы. На рисунке 4 показан генератор последовательности импульсов, в котором работает динистор VS1 типа КН102.

Его модификации отличаются различными уровнями срабатывания при общем токе самозапирания, имеющем разброс от 0,15 до нескольких миллиампер. Для надежности работы будем ориентироваться на ток самозапирания 0,1 мА — тогда не понадобится подбирать экземпляры по этому показателю. С приведенными параметрами элементов С и R генератор «выдает» импульсы длительностью порядка 0,01 с, с частотой следования около 1 Гц, которые снимаются с нагрузочного резистора R2. Импульсы имеют вид экспоненциально спадающих пиков; близкую к прямоугольной форму импульсов можно получить, снимая сигнал с кремниевого диода, включенного последовательно с резистором R2. Сопротивление резистора R1 подбирается так, чтобы при заданном напряжении питания максимальный ток заряда конденсатора С1 не превышал упомянутых 0,1 мА. Варьируя величину емкости С1, можно получать частоту генерации от долей герца до высоких звуковых частот, используемых в «голосовых» сигнализаторах.

Иногда возникает необходимость в импульсах, полярность которых обратна напряжению питания. Схема такого генератора изображена на рисунке 5.

Здесь заряд конденсатора происходит через знакомый по рисунку А резистор R1 и дополнительный диод VD1, при этом диод VD2 заперт и разобщает генератор с его выходом. При достижении порогового уровня на конденсаторе динистор VS1 скачком отпирается и замыкает положительную обкладку конденсатора на «землю» (общий провод), отчего правая по рисунку обкладка С1 приобретает отрицательный потенциал, который беспрепятственно поступает через диод VD2 на выход.

Помимо динистора, пороговым спусковым элементом может служить однопереходный транзистор (VT1 на рис. 6).

Пока заряжается конденсатор времязадающей цепочки R1, R2, С1, транзистор VT1 заперт и выходное напряжение, снимаемое с резистора R4, равно нулю. Достижение порогового уровня напряжения на конденсаторе вызовет переключение транзистора, и начнется разряд емкости С1 на резистор 4; на выходе появится импульс, продолжающийся, пока транзистор не запрется вновь, чтобы повторить цикл заряда.

Подбирая величину емкости конденсатора и сопротивления переменного резистора R1, можно в широких пределах изменять частоту следования импульсных сигналов. Как видите, и в этом случае конструкция релаксационного генератора получается проще, чем у традиционных мультивибраторов. Отдать предпочтение последним целесообразно, когда требуются выходные импульсы с плоской вершиной и относительно большой длительностью.

Ю.ПРОКОПЦЕВ

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос — ответ

«Когда смотришь фильмы, действие которых происходит, к примеру, в Средние века, невольно удивляешься, как же постановщики воспроизводят эпоху, быт. Расскажите, пожалуйста».

Лена Лосева, 15 лет

г. Самара

Источники о давно прошедшем — книги, скульптуры, памятники архитектуры. В последние годы в странах Европы стали создаваться отраслевые музеи-справочники — мебельные, экипажные, автомобильные. А в Польше, в Кракове, организован, к примеру, Музей аптек. В десяти залах размещено более 1500 экспонатов, воссоздан интерьер аптеки XVIII века. Экспонируются сосуды из фарфора и хрусталя, массивные фляги, банки для различных мазей, настоек, масел, особой формы бочки для хранения лечебных вин, емкости со знаками зодиака — для редкостных эликсиров.

В отделе старинных лекарств музея хранится сосуд с «терианом» — так в старину называли смесь из лекарственных растений, смол и минералов, считавшуюся панацеей от всех болезней.

Один из залов посвящен знаменитому средневековому фармацевту Игнасию Лукасевичу. Именно он получил в лаборатории путем перегонки нефти фракцию, сегодня называемую «керосин».

В музее представлены и марципаны, конфеты, пряники — в старину их изготавливали и продавали в аптеках.

«Мы с другом заядлые туристы. Как-то услышали, что с помощью обычного термоса и таблетки сухого спирта можно сварить на привале превосходную кашу. Так ли это?»

Сережа и Толик, 15 лет,

г. Сургут

По армейским нормам, чтобы вскипятить одну солдатскую кружку воды (300 мл), положена одна таблетка сухого спирта. Если погода ветреная, таблетки не хватит. Представляете, сколько же надо таблеток, чтобы сварить котелок каши: ведь после закипания воды каша варится не менее получаса. А вот если предварительно засыпать кашу в термос и залить кипятком, она варится значительно быстрее. Однако, если взять металлический полый «пенал» прямоугольной формы, зажечь в нем таблетку сухого спирта, закрыть крышкой, а затем опустить его в термос с водой, через 30 минут можно есть прекрасную кашу или суп.

За таблетку можно не беспокоиться: она не погаснет, так как подложка пенала разделит две его сообщающиеся в нижней части полости. Ту, где горит таблетка, можно назвать «топкой», переходящей в дымоход, а вторую — «поддувалом». Круговорот воздуха в такой «печке» обеспечивается за счет конвекции, горячий воздух с продуктами сгорания топлива поднимается по дымоходу, а холодный поступает к таблетке сухого спирта сверху вниз через «поддувало».

Вода в литровом термосе закипит от двух таблеток. Вынув пенал, уже через 30–40 минут можно замечательно подкрепиться. Такое устройство будет полезно не только туристам, но и геологам, солдатам, да и всем тем, кто находится в полевых условиях.

1 — профилированная подложка «пенала», 2 — таблетка сухого спирта.

Поправка

В «ЮТ» № 12 за 2002 год на стр. 40 следует читать:

«Летом 1950 года разразилась война в Корее…

Однако уже в августе 1949 года в СССР была взорвана первая атомная бомба, а в 1953 году — водородная…»

Приносим читателям свои извинения.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Удар молота — лучший способ придать куску раскаленного металла нужную форму. Небольшую вещь, гвоздь или подкову для коня кузнец мог изготовить и в одиночку. Но, скажем, на корабельный якорь, вес которого измерялся тоннами, удар обычного молота заметного действия не оказывал.