| Главная » Статьи » Схемы » Начинающим |
Прибор для измерения силы удара
 Рис.1. Предлагаемое устройство, конечно, не может конкурировать с фирменными аттракционами, измеряющими силу удара в каких-либо единицах (ньютонах, килограммах-силы, динах), поскольку это—всего лишь детская игрушка, но тем Не менее с ее помощью можно однозначно определить, чей удар сильнее, а также посоревноваться в забивании "гвоздя". Принципиальная схема силомера изображена на рис. 1. Его основа — микросхема CD4060B (DD1), содержащая 14-разрядный двоичный счетчик и два инвертора, предназначенных для построения тактового генератора. Частотозадающая цепь образована резисторами R2—R4 и конденсатором С1. К выходам разрядов 4—7 (выводы 7,5,4,6) счетчика подключены резисторы R5—R8, образующие цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Тип игры выбирают переключателем SA1. В его положении, показанном на схеме ("СМ" — силомер), выход ЦАП подключен к микроамперметру РА1, в положении "ЗГ" (забивание гвоздя) эта цепь размыкается, а к выходу разряда 10 счетчика подключаются соединенные последовательно светодиоды HL1, HL2. Ток, проходящий через них, ограничивает резистор R9. После подачи питания выключателем SA2 и нажатия на кнопку SB1 "Сброс" счетчик микросхемы DD1 обнуляется. В исходном положении герконы SF1 и SF2 замкнуты (напротив них расположены постоянные магниты, закреплен ные на столике с ударной площадкой), на выводы 10 и 11 подан высокий логический уровень (лог. 1), поэтому тактовый генератор не работает. В момент нанесения удара магниты отходят от герконов, они размыкаются, генератор начинает работать и счетчик начинает счет его импульсов. Их число пропорционально времени, в течение которого герконы разомкнуты. После возвращения магнитов в исходное положение, когда герконы вновь замыкаются, генератор выключается, а результат (ток, пропорциональный уровню напряжения на выходе ЦАП) индицируется микроамперметром РА1. В исходное состояние устройство возвращают нажатием на кнопку SB1. Аналогично работает устройство и в игре по забиванию гвоздя (переключатель SA1 — в положении "ЗГ"). В этом режиме горят светодиоды HL1, HL2, символизирующие его шляпку и стержень. Игроки поочередно наносят удары по столику до тех пор, пока на выводе 15 микросхемы DD1 не появится лог. 1 и светодиоды не погаснут, сигнализируя о том, что гвоздь забит. Конструкция датчика удара схематично показана на рис 2. В исходном положении магниты 3, закрепленные на столике с ударной площадкой 7, находятся напротив герконов 4, поэтому они замкнуты. При нанесении удара столик 7, преодолевая сопротивление пружины 5, закрепленной с помощью фланца 1 на нижней стенке корпуса устройства 2, опускается вниз (по рисунку), магниты 3 отходят от герконов 4 и они размыкаются. Чем сильнее удар (то есть чем дольше деформирована пружина 5 и разомкнуты герконы), тем выше результат. В качестве столика 7 удобно использовать крышку от старой кофемолки. Пружину 5 желательно взять трех-четырех- витковую диаметром 20...40 мм (например, от джойстика). Магниты 3 — любые цилиндрические, например, от старой компьютерной клавиатуры. Фланцы 1 и 6 можно выточить из металла или пластмассы либо подобрать готовые. Все детали, кроме пружины, закрепляют с помощью суперклея ("Контакт", "Монолит", "Секунда"), а крайние витки пружины с усилием надевают на фланцы. Герконы 4 располагают так, чтобы в свободном положении столика 7 они были замкнуты. Большинство деталей электрической части устройства монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного материала, изготовленной по чертежу, представленному на рис. 3. Плата рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ, подстроечного СП3-38а и конденсатора КМ. Для питания используют батарею типоразмера 3R12. Корпус устройства изготавливают из листовой пластмассы или металла. Микроамперметр РА1 — любой с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Для него желательно изготовить новую Шкалу из плотной бумаги. Ее делят на несколько одинаковых секторов, которые обозначают цифрами, буквами или какими- либо иными символами. Коммутационные изделия — любые малогабаритные, например, KM1-I (SB1), МТ3 (SA1), МТ1 (SA2). Светодиодам придают нужную форму на точильном камне, после чего их вклеивают в отверстия в верхней панели. Налаживание устройства сводится к подбору частоты следования импульсов тактового генератора подстроенным резистором R2.  Рис.3. Ее следует установить такой, чтобы при самом сильном ударе стрелка микроамперметра не выходила за пределы последнего сектора шкалы. Яркость свечения светодиодов HL1, HL2 при необходимости регулируют подбором резистора R9. Удары по столику наносят кулаком или ребром ладони либо рихтовочным (резиновым) молотком. При этом следует стремиться не столько к большой деформации пружины, сколько к удержанию ее в сжатом положении (удары с "оттяжкой). При отсутствии микросхемы CD4060B устройство можно собрать на ее эквиваленте (см. статью Н. Самсонова "Замена микросхемы CD4060" в "Радио", 2006, № 6, с. 55), однако это потребует соответствующих изменений в чертеже печатной платы. | |
| Просмотров: 6053 | Теги: | Рейтинг: 0.0/0 |
| Всего комментариев: 0 | |
