Помоги проекту - поделись книгой:
Мы, конечно, не роботы. Но управление у нас электрическое. Вот вы решили почесать нос. В каком-то центре мозга рождается электрический импульс, и к мышцам пальца поступают управляющие токи с амплитудой 0,1 В и частотой от десятков до сотен герц. Чем больше частота управляющих импульсов, тем сильнее сокращается мышца.
А самое интересное, электрические сигналы, снятые с соответствующих мышц, можно подать на вход электронного усилителя и использовать затем для управления любой техникой. Это ценно тем, что быстродействие мышечного «механизма» человека ограничено (см. статью «Со скоростью мысли» в этом же номере).
Положение существенно улучшится, если исключить из цепочки реакции медлительное мышечное звено, заменив его, к примеру, быстродействующим электромагнитом. При этом, подаваемая ему через нервные клетки команда пройдет всего за 0,15 с, поскольку скорость распространения нервных импульсов достигает 100 м/с. Биотоки ученые планируют использовать для управления самолетами и ракетами. А вы можете использовать биоуправление, например, в гонках автомоделей по трассе. Здесь быстрота реакции способна обеспечить игроку победу.
Не менее интересно биоэлектрическое управление игрушками. Чтобы уловить биопотенциалы руки, на доступные участки мышц накладываются металлические электроды, подобные тем, что применяют медики при записи электрокардиограммы (рис. 1).
Для лучшего контакта между кожей и электродом помещают прокладку из ваты, смоченной раствором поваренной соли. Электроды нужно зафиксировать на руке с помощью резиновых браслетов. Снимаемые с них сигналы подаются на вход усилителя биоимпульсов (рис. 2).
Увеличивая емкость конденсатора С4, можно регулировать нижнюю границу полосы пропускания усилителя, начиная примерно с 0,5 Гц. Верхняя граница ее достигает 20 кГц. Трансформатор можно взять готовый, согласующий, от карманного радиоприемника. С выхода трансформатора импульсы поступают на исполнительный усилитель (рис. 3).
Усилитель этот пригоден для управления любыми игрушками. Проходящая на его вход серия биоимпульсов дополнительно усиливается каскадом на транзисторе VT1 и после выпрямления диодами VD1, VD2 удерживает транзистор VT2 в открытом состоянии. Возникающее на резисторе R6 падение напряжения отпирает составной транзисторный ключ VT3, VT4, тем самым подавая питание на игрушку, которая начинает двигаться. Чтобы иметь возможность регулировать чувствительность устройства, между блоками по рисункам 2 и 3 можно поместить аттенюатор в виде цепочки резисторов, переключаемых галетным переключателем. Как может выглядеть установка для демонстрации управления игрушкой биоимпульсами руки, показывает рисунок 4.
Рис. 4
Обратите внимание: питание игрушки и усилителя биоимпульсов производится от отдельных источников постоянного тока. Это сделано главным образом ради того, чтобы исключить попадание помех от «силового» привода игрушки на чувствительный вход биоусилителя. Для действия привода лучше воспользоваться питанием от сетевого адаптера, дающего на выходе ток порядка 0,5 А. Усилитель биоимпульсов имеет весьма небольшое потребление, ему будет достаточно питания от гальванической батарейки типа «Кроны».
Включать и выключать питание устройства от раздельных источников следует через один общий двухцепевой выключатель типа «тумблер».
Супер на одном транзисторе
Приемники высокого качества обычно делаются по супергетеродинной схеме и бывают довольно сложны. Но перед вами супергетеродин всего на одном транзисторе, который одновременно участвует в выполнении нескольких функций. Одна из них — генерирование вспомогательных высокочастотных колебаний, определяемых гетеродинным контуром L1, С1.2, С2, С4. Эти колебания передаются на базу транзистора VT1 посредством катушки связи L4. Сюда же через катушку связи L3 поступают сигналы радиостанций, уловленные магнитной антенной WA1 и выбранные приемным резонансным контуром L1, C1.1, С3.
Взаимодействие тех и других в транзисторе — на этот раз в функции смесителя — приводит к образованию новой, так называемой промежуточной частоты. Данные приемного и гетеродинного контуров рассчитываются таким образом, чтобы при перестройке в пределах выбранного диапазона частоты их всегда отличались от частоты сигнала станции на величину промежуточной, обычно равной 465 килогерцам. Практически это достигается соответствующей подстройкой (сопряжением) обоих контуров, что обычно пугает тех, кто не знаком с этой операцией.
Установленная раз и навсегда, неизменная и сравнительно невысокая промежуточная частота позволяет получать достаточно высокое и устойчивое усиление в простых резонансных каскадах, обеспечивая хорошие показатели по чувствительности и избирательности приема. В конструкции нашего однотранзисторного приемника контур (фильтр) промежуточной частоты представлен парой L5, С5. Ради упрощения усиление на промежуточной частоте не используется.
Сигнал с катушки связи L6 контура промежуточной частоты сразу поступает на детектор, собранный на диодах VD1, VD2. Продетектированный сигнал звуковой частоты через элементы С8, L3, L4 подается на базу все того же транзистора. Он действует в так называемом рефлексном режиме, усиливая одновременно и высокую и звуковую частоту. Проще всего было бы пропустить ток звуковой частоты через высокоомные головные телефоны типа ТОН-2. Но найти их можно не всегда, а распространенные низкоомные от плейеров при слабом (менее 1 мА) коллекторном токе нашего транзистора не «раскачаешь». Поэтому в схему включен понижающий выходной трансформатор Т1 от карманного приемника. Из старой неисправной конструкции можно добыть также магнитную антенну, фильтр промежуточной частоты, катушки гетеродинов СВ. При длине ферритового стержня порядка 100 мм антенная катушка может содержать около 85 витков, связная — порядка 8… 12 провода ПЭВ-1 0,1.
Приступая к сопряжению контуров, временно присоедините к катушке L1 (через конденсатор на 20…30 пкФ) внешнюю антенну — изолированный провод длиной 3…5 м. Настройтесь на устойчиво слышимые станции у высоко- и низкочастотного краев диапазона.
Действуя конденсатором С4, получите затем сердечником катушки L2 максимальную громкость передатчиков у соответствующих краев диапазона. Если в середине диапазона прием сильно ослаблен, подберите компромиссное положение указанных органов подстройки. Полезно подобрать также номинал резистора R2, ориентируясь на наиболее громкий и чистый прием. Как видите, наладка супергетеродина вовсе не так сложна.
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Слышал, что после полета первого китайского космонавта ученые и инженеры КНР собираются послать человека на Луну. Правда ли это? А как же наши космонавты? Ступят ли они когда-нибудь на поверхность естественного спутника Земли?
Андрей Сиротин, 13 лет.
Саратовская область
После успешного полета Ян Ливэя китайские специалисты обнародовали далеко идущие планы. Среди них и осуществление пилотируемого полета на Луну. Однако это случится не завтра. Китайцы идут проторенным путем. Вслед за первым одиночным полетом будут групповые, большей длительности. Затем будет послан первый исследовательский зонд на Луну, запущен спутник на окололунную орбиту. В общем, по всей вероятности, пройдет не менее 10 лет, прежде чем дело дойдет до организации высадки китайских космонавтов на Луну. За это время, вполне может быть, в рамках подготовки международной пилотируемой экспедиции на Марс наши космонавты вместе с американскими астронавтами создадут на Луне промежуточную базу.
Правда ли, что за рубежом начали производить электричество из… молока! Может ли такое быть?
Игорь Столяров, 12 лет,
г. Сызрань
Да, литовские инженеры недавно опробовали своеобразную батарею, в качестве электролита в которой использовали так называемый обрат — отходы кисломолочной сыворотки, получаемой при переработке молока. Необходимость же в подобной «экзотике» возникла в стране потому, что в скором времени но требованию Евросоюза должны быть остановлены реакторы Игналинской АЭС, которая ныне дает Литве около 80 % электроэнергии. Вот литовцы и ищут разные способы восполнения грядущего дефицита электроэнергии.
Меня часто называют плаксой. Я и вправду то и дело роняю слезу. Но мне как-то сказали, что это просто защитная реакция моего организма на разного рода стрессы и плакать даже полезно. Так ли это?
Ира Соколик, И лет,
г. Петрозаводск
Врачи говорят, что слезы зачастую не только облегчают душевные и физические страдания, но еще и лечат. Ученые открыли, что, кроме иммунной системы, призванной бороться с болезнями, в организме есть еще одна, так сказать, эмоциональная. Когда организм получает какое-то повреждение, он тотчас на это реагирует болью и слезами. Болевой сигнал включает механизмы заживления, а со слезами могут выбрасываться из организма излишки адреналина. Кроме того, сами по себе слезы служат для очищения такого важного органа, как глаза.
Друзья по переписке
Меня зовут Андрей Сырчин, мне 13 лет. Я увлекаюсь радиоэлектроникой — собрал усилитель, починил два магнитофона. Ищу единомышленников.
Пишите мне по адресу: 628400, Тюменекая область, г. Сургут, ул. Губина, 11, кв. 65. Отвечу всем.
ДАВНЫМ-ДАВНО
Изобретатель пулемета X.Максим в 1891 году принялся за осуществление своей заветной мечты — создание самолета.
Поскольку ни одного удачного аэроплана к тому времени еще не было, ему пришлось создавать прежде прибор для испытания винтов и крыльев в условиях полета (рис. 1).
Рис. 1
Найдя их наилучшие размеры и форму, изобретатель приступил к созданию аппарата невиданных ранее размеров. Аэроплан высотой с двухэтажный дом имел шесть крыльев с размахом по 15 м, весил 2,5 т и приводился в действие двумя паровыми машинами но 180 л.с. каждая (рис. 2).
Рис. 2
Если бы они выбрасывали пар в атмосферу, как это делали паровозы, то в котел пришлось бы подливать три тонны воды в час. Ясно, что так далеко не улетишь. Поэтому пар охлаждался в конденсаторе и превращался в воду. Казалось бы, конденсатор, громоздкая конструкция из сотен тонких трубок, должен при полете только мешать, создавая огромное сопротивление. Но X.Максим придал его трубкам овальное сечение, и они не только перестали мешать, но еще и начали создавать дополнительную подъемную силу.
Испытывался аппарат на особом двухэтажном рельсовом пути. Верхние рельсы не давали ему улететь раньше времени. Наконец изобретатель с экипажем из трех человек отправился в свободный полет. Пробежав но земле около 200 м, аппарат немного взлетел, но накренился вбок и, зацепив крылом за землю, разрушился.
Опыты обошлись Максиму в 200 тысяч рублей золотом. Человек, которого весь мир называл пушечным королем, оказался почти разорен.
ПРИЗ НОМЕРА!
Наши традиционные три вопроса:
1. Будут ли изменяться показания пружинных весов, если перемещать их вдоль параллели?
2. Что является источником энергии в опытах Л. В. Ларионова?
3. Какой механизм управлял уткой Вокансона?
Правильные ответы на вопросы
«ЮТ» № 8 — 2003 г.
1. Как бы ни замедлялось или ускорялось вращение Земли, сила тяжести останется неизменной, так как зависит только от массы планеты.
2. Художники рисуют акварели на туго натянутых листах бумаги для того, чтобы после высыхания листы не коробились.
3. Пила без зубьев, в принципе, может быть. В первобытные времена, к примеру, в качестве пилы использовались жилы животных, а в пропил для лучшей резки добавляли абразив, например, мелкий песок.
* * *
Поздравляем с победой
* * *
А почему? Почему на Солнце появляются пятна? Давно ли нефть стала горючим? Как древние египтяне строили пирамиды? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».
Тим и Бит, продолжая свое путешествие в мир памятных дат, познакомятся с Огюстом Пиккаром, изобретателями батискафа. А читателям журнала вместе с нашим корреспондентом предстоит побывать в столице Норвегии Осло.
Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.
ЛЕВША Катание с горок на санях — увлекательное занятие. Да только доступно оно лишь в снежную зиму. Летом о таком занятии приходится только мечтать. Но нельзя ли создать спортивный снаряд, на котором можно кататься с горок в любое время года? Да, это вполне возможно, если собрать сани особого рода — пневматические.
Как всегда, подводим итоги очередного конкурса «Хотите стать изобретателем?» и предлагаем новые изобретательские задачи и головоломки.
Юные моделисты с нашей помощью склеят бумажные модели галеона «Альбатрос» и японской машины
* * *
Поделиться книгой: