Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 06
Как провести строго на одном уровне две черты по разные стороны толстой глухой стены? Рентгеновские лучи или лазеры исключаются.
Все просто. Нужно воспользоваться законом сообщающихся сосудов, в которых жидкость всегда находится на одном уровне. В качестве такого сосуда можно взять наполненный водой шланг нужной длины.
Однако стоит сказать, что жидкость в сообщающихся сосудах не всегда находится на одном уровне. Если в коленах сосуда налита жидкость различной плотности, то уровень более легкой будет выше. Это может случится, даже если в обоих коленах вода. Стоит ввести в одно из колен трубочку и подуть в нее, тотчас же образуется смесь воды и воздуха с меньшей плотностью, чем у воды. Эту смесь тут же поднимет вода из другого колена (рис. 6).
На таком принципе работает «эрлифт» — устройство для выкачивания воды из глубоких скважин (рис. 7).
Вероятно, и вам могут прийти в голову новые идеи опытов по всем этим темам. В таком случае поделитесь с нами. Мы их с радостью опубликуем.
А.ИЛЬИН
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Чтобы людей не смешить
Кто не потешался над героем романа «Двенадцать стульев», оказавшимся голышом над лестничной площадке! Однако и сегодня попасть в подобную ситуацию вовсе не смешно, тем более что в городских квартирах все чаще устанавливают стальные двери.
Обычно, чтобы дверь не захлопывалась сама, у дверных замков с подпружиненной защелкой имеется предохранитель — он фиксирует защелку в оттянутом, нерабочем положении. Единственное, что требуется от жильца, на минутку выходящего за дверь, это поставить замок на предохранитель. Вся беда в том, что об этом второпях часто забывают.
Уберечь от последствий рассеянности может устройство, заранее подающее звуковой сигнал и имеющее следующий алгоритм работы.
Когда дверь открывают при включенном предохранителе, должен возникнуть предупредительный сигнал. Постановка замка на предохранитель должна прекратить его звучание. Но если после дверь плотно прикрывают, а замок остается заблокированным, сигнал должен появиться вновь, указывая, что дверь не заперта. Когда оплошность исправлена, сигнал должен умолкнуть.
Такую логическую функцию способна выполнять микросхема с логикой типа «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», например, типа К561ЛП2. Она содержит четыре одинаковые ячейки, каждая из которых имеет по два входа и одному выходу. Устроена ячейка таким образом, что сигнал высокого уровня появляется на выходе в случае, когда «высокий» сигнал подается только на один из входов. Присутствие сразу на обоих входах сигналов как высокого уровня, так и низкого дает на выходе «ноль».
На основе названной микросхемы и собрано устройство, принципиальная схема которого изображена на рисунке.
В исходном положении, когда дверь заперта, датчики положения самой двери SB1 и замка SB2 замкнуты, сигнал высокого уровня подается с резисторов R1, R2 через токоограничивающие резисторы R3, R4 на входы ячейки DD1.1. При этом на выходе 3 и всех выводах остальных ячеек держится сигнал низкого уровня.
Ячейки DD1.2, DD1.3 вместе с элементами R5, C1 образуют генератор электрических колебаний, связанный через буферную ячейку DD1.4 со звукоизлучателем BQ1. Когда открывают входную дверь, контакты датчика SB1 размыкаются — возникает несимметрия сигналов на входах 1,2 DD1.1, и на выходе 3 появляется сигнал высокого уровня, переключающий все последующие ячейки и запускающий генератор. Периодические перезаряды конденсатора C1 через резистор R5, связанные с переключениями ячейки DD1.2, заставляют громко звучать сигнальный излучатель BQ1, напоминая о необходимости установки защелки замка на предохранитель. Когда это выполнено, полностью выдвинутый шток защелки переключает датчик SB2, и на входах 1.1 вновь устанавливается симметрия сигналов, прерывающая работу генератора и излучателя. Но если дверь прикрыли, забыв снять замок с предохранителя, несимметрия входных сигналов будет вновь воспринята ячейкой DD1.1, которая оживит звуковой сигнал, напоминая, что дверь не заперта и нужно спустить защелку с предохранителя.
Для сборки автоматического сигнализатора подойдут резисторы МЛТ-0,125… 0,5, конденсатор КЛС, пьезоизлучатель типа ЗП-3. В качестве датчиков положения лучше всего взять микропереключатели МП 12; выключатель питания SA1 — микротумблер МТ1 или движкового типа ПДМ1. Источником питания может служить 9-вольтовая батарея, например, «Корунд», но лучше взять две более емкие батареи 3LR12.
Чтобы иметь возможность быстро проверить работоспособность источника, в устройство можно ввести цепочку (на рисунке показана пунктиром) из кнопочного замыкателя SB3 (типа КМ1-1), резистора R6 и светоизлучающего диода НL1. Его ясное свечение при нажатой кнопке SB3 укажет, что батарея достаточно свежа.
Налаживание устройства сводится к подбору емкости конденсатора C1, при которой сигнализатор звучит наиболее громко — это значит, что частота генератора настроена в резонанс с собственной частотой звукоизлучателя. Устанавливая микропереключатели SB1, SB2 на двери, отрегулируйте их положение так, чтобы переключение контактов происходило при плотном прилегании двери к косяку и при полностью выдвинутом, предохранительном положении штока защелки замка.
Антенна для путешественника
Любители послушать радио обычно берут с собой в дорогу портативные радиоприемники. Но вдали от мощных радиостанций без хорошей антенны ничего не услышишь. Казалось бы, проблема несложная, можно воспользоваться металлическим прутом в метр или два длиной. Но как это сделать, если идешь по густому лесу или едешь в тесном купе поезда дальнего следования?
Исправить положение позволит миниатюрная активная антенна, которую можно прикрепить к стеклу с помощью присоски или липкой ленты. Выход ее соединяется с приемником тонким гибким экранированным проводом, и это позволяет слушать радиопередачи, удобно устроившись в пассажирском кресле или лежа на полке. В чем принципиальное отличие активной антенны от обычной, например, штыревой?
Последняя должна быть довольно длинной, чтобы наведенная в ней радиосигналом ЭДС оказалась достаточной. Иначе прием будет слаб, а уровень шумов высок. У активной антенны штырь невелик, нужные параметры сигнала на входе приемника обеспечивает широкополостный малошумящий усилитель, электрическая схема которого приведена на рисунке.
Сигнал с антенного элемента WA1 поступает на первый каскад усилителя, собранный на полевом транзисторе VT1. Основное усиление сигнала по напряжению дает следующий каскад на транзисторе VT2. С выходного каскада на транзисторе VT3 значительно усиленный сигнал подается кабелем на антенный вход радиоприемника.
В конструкции используются только готовые радиодетали — резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КЛС; типы транзисторов указаны на схеме. Источником питания служит миниатюрная батарейка типа L1028, развивающая напряжение 12 В. Антенный элемент WA1 можно выполнить заодно с монтажной платой, для изготовления которой подойдет односторонне фольгированный стеклотекстолит. Приемный штырь имеет вид выступающего «язычка» шириной 10 мм и длиной порядка 50…70 мм. Его токопроводящее покрытие отделяется от монтажной платы изолирующей канавкой, прорезанной в фольге. Сборку следует защитить от механических повреждений и влаги легким пластмассовым футляром.
Для нормальной работы устройства необходимо обеспечить определенный режим транзисторов по постоянному току. В соответствующих точках схемы указаны нужные уровни напряжений. Для контроля режимов нет необходимости выпаивать отдельные детали, чтобы включить в разрыв цепей миллиамперметр, и это позволяет сделать монтаж достаточно компактным, уменьшая риск замыкания печатных проводников припоем при перепайках.
Если после сборки реальные уровни напряжения значительно отличаются от заданных, подогнать их можно, подбирая номиналы резисторов R3, R4. Приступая к изготовлению конструкции, решите сделать соединительный шнур стационарным или отъемным. Последний вариант может оказаться предпочтительным, так как дает, во-первых, возможность заготовить сменные шнуры разной длины, во-вторых, позволяет отказаться от отдельного выключателя питания, если в качестве присоединительного узла воспользоваться гнездом для включения ушного телефона, снабженным дополнительным контактом. В таком случае, прекращая прием и убирая шнур, вы автоматически выключите питание активной антенны, сберегая батарейку.
Ю.ПРОКОПЦЕВ
