Ю. Верхало - Твой друг электроника
Если есть необходимость в плавном изменении частоты сигнала генератора, то схему и конструкцию датчика нужно несколько изменить (см. рис. 37, а, б). В этом случае винт 7 укрепляется не в верхней стенке корпуса, а горизонтально — между боковыми стенками.
Рис. 37. Сигнализатор с резистором
Пружина 2 укрепляется на нем, как на оси. К грузику 6 снизу припаивается вторая, более мягкая пружинка 9 (массу грузика в этом случае следует увеличить). Эта пружинка выполняет роль скользящего контакта регулируемого резистора 10. Контактная пластина 10 может быть взята от проволочного резистора или изготовлена самостоятельно. Для этого на пластинку пластмассы или картона наматывается тонкая высокоомная проволока. Конец проволоки закрепляется под гайку контакта 3. Регулируемый резистор готов.
Где устанавливать датчик? Это зависит от характера разучиваемого движения. Например, для совершенствования бега датчики укрепляются на голени спортсмена так, чтобы направление сгибания пружины совпадало с направлением движения голени. Упругость пружины регулируется таким образом, чтобы замыкание контактов происходило при достаточно энергичном маховом движении. Укрепление датчика на плече гребца заострит внимание спортсмена на движении плечевого пояса и таза. Кроме того, с помощью таких периодических сигналов бегун, лыжник или гребец может следить за ритмичностью своих движений на протяжении всей дистанции.
Потенциометрический сигнализатор-гониометр
Наибольшее распространение в ряде видов спорта, где необходимо проследить за движением конечностей (рук или ног), — в гимнастике, фехтовании, боксе — получили применение углометрические сигнализаторы, или, как их еще называют, гониометры. Они часто используются и педагогами-тренерами, и исследователями.
Основные элементы такого сигнализатора: регулируемый резистор, включаемый по схеме потенциометра или реостата, и звуковой генератор, в котором при помощи этого регулируемого резистора изменяется частота или громкость звукового сигнала (см. рис. 37, б).
Регулируемый резистор R* (рис. 38, а) укрепляется в месте сочленения двух подвижных планок, причем очень часто скрепляющим их элементом является сам резистор. Для этой цели удобнее всего применять плоские регулируемые резисторы, выпускаемые чешской фирмой «Тесла» (они имеются в продаже). В этом случае на одной из планок закрепляется корпус сопротивления при помощи винта, пропущенного через центральное отверстие, а во второй планке вырезается отверстие, в котором закрепляется подвижное кольцо. Если таких резисторов под рукой не окажется, можно использовать регулируемые резисторы типа СП или других типов.
Для закрепления датчика на руке или ноге в планках, которые делаются или из тонких металлических полосок, или из пластмассы, нужно сделать по четыре прорези (попарно). В эти прорези продергиваются ремешки или широкие ленты, при помощи которых все подвижное устройство прикрепляется на суставах руки или ноги (впрочем, не исключается возможность укрепления в тазобедренном и плечевом суставах). На рис. 38, в показано прикрепление датчика для сигнализации о движениях в локтевом суставе.
Обычно сигнализатор укрепляется на суставах конечностей, поэтому величина планок рычагов может изменяться в зависимости от видов упражнений или целей исследований.
Иногда при проведении анализа сложных движений подвижную систему делают не однозвенной, как рассказывалось выше, а двухзвенной или даже трехзвенной. В этих случаях соответственно увеличивается число потенциометрических узлов, причем сигнал может подаваться или с одного, или с нескольких звуковых генераторов.
Провода, идущие от регулируемого резистора, пропускаются под ремешки одной из планок, как показано на рис. 38, а, и далее пропускаются под спортивной одеждой или прикрепляются к телу спортсмена медицинским лейкопластырем. Звуковой генератор помещается или в грудном кармане спортивного костюма, или укрепляется на поясе спортсмена в специальном карманчике.
Рис. 38. Сигнализатор-гониометр
Гидравлический сигнализатор
Метод срочной информации особенно необходим для тех видов спорта, в которых затруднен контроль за движениями. К таким видам в первую очередь относится плавание. С этой целью создан прибор, позволяющий пловцу оценивать качество движений по скорости перемещения тела от каждого гребка. В процессе плавания прибор сигнализирует каждый раз, как только спортсмен достигает определенной (заданной) скорости продвижения от гребка ногами или руками[6].
Сигнализатор с контактным датчиком. Прибор состоит из звукового генератора, собранного по схеме симметричного мультивибратора, гидравлического датчика, собранного по принципу капсулы (датчика) Морея.
Мультивибратор можно собрать по схеме, показанной на рис. 9, выключатель Вк заменяется контактами гидравлического датчика, регулируемый резистор R в этой конструкции не нужен.
Датчик, предназначенный для восприятия давления воды, показан на рис. 39, а. Он состоит из корпуса 2, имеющего по поверхности резьбу для ввинчивания в общий корпус прибора 8, и внутреннюю резьбу для ввинчивания шайбы 5. С одной стороны корпус датчика 2 имеет прилив (бортик) 1 для закрепления резиновой мембраны 12.
К резиновой мембране 12 изнутри прижимается тонкая металлическая мембрана 3, являющаяся одним из контактов датчика. Она удерживается витой пружиной 4, закрепленной винтом с гайкой на шайбе 5. Этот же винт служит для подключения одного из проводов 7, идущих к генератору. В центре шайбы 5 имеется отверстие с резьбой, в которое ввертывается второй контакт датчика винт 6. Кроме того, этот винт 6 является регулятором скорости.
Конец винта 6 затачивается и к нему припаивается серебряный контакт от пластины старого реле. Предварительно на винт 6 навертывается гайка для закрепления второго провода 7, идущего к генератору.
Корпус прибора 8 выполняется из пластмассовой или металлической трубки аналогично корпусу электронной удочки (см. рис. 18).
Внутри корпуса размещаются звуковой генератор и источник питания. Корпус закрывается ввинчивающейся пластмассовой пробкой 10, в центре которой устанавливаются два гнезда для подключения головных телефонов.
Для предотвращения попадания воды соединительные части (резьба) датчика и пробки перед ввинчиванием в корпус промазываются тавотом или техническим вазелином, а на корпус надевается резиновая трубка (например, от велосипедной камеры). Прибор закрепляется при помощи скобы 9 на матерчатом или резиновом поясе 11 с пряжкой.
Сигнализатор применяется для плавания с доской при помощи одних ног, при плавании кролем на груди с помощью одной руки и при плавании на спине с помощью одних рук или ног.
При плавании с доской (см. рис. 39, б) прибор устанавливается под доской, поясок закрепляется на доске. При плавании без доски прибор при помощи пояса закрепляется на теле пловца несколько ниже талии (см. рис. 39, в). При движении пловца в воде резиновая мембрана прогибается от встречного сопротивления воды. Степень прогибания зависит от скорости передвижения. При достижении определенной скорости резиновая мембрана 12 прогибается настолько, что перемещающаяся вместе с ней металлическая мембрана 3 касается контакта винта 6. При этом цепь звукового генератора замыкается, и пловцу через телефонную капсулу подается сигнал.
Так как в процессе обучения задается различная скорость, то расстояние между мембраной 3 и контактом винта 6 можно менять, ввинчивая или вывинчивая регулировочный винт 6. Пловец после нескольких гребков приспосабливается к такому режиму движений, при котором сигнал включается при наименьших (для данной скорости) усилиях. Нарушения быстро обнаруживаются по прерыванию звукового сигнала.
Рис. 39. Гидравлический сигнализатор
Гидравлический сигнализатор с потенциометром. Этот сигнализатор отличается от предыдущего конструкцией датчика. Вместо регулировочного винта 6 к металлической мембране 3 припаивается небольшой угольник 13 (рис. 39, г). В угольнике закрепляется металлическая зубчатая линейка 14, вращающая движок потенциометра, на оси которого укреплена зубчатая шестеренка 15.
