Твой друг электроника

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.

Таким образом, можно изменять, в зависимости от точек схемы, к которым будет подключен регулируемый резистор, или частоту, или громкость звукового сигнала, в зависимости от величины прогибания мембраны.

Звуколидер

Если на стадионе или тренировочной трассе имеется возможность включения мощной усилительной установки, то ее удобно использовать в качестве звуколидера. При помощи такой системы спортсмену можно задавать (навязывать) выбранный тренером темп движения (см. рис. 40).

На вход усилителя У включается электронный метроном М, например собранный по схеме, показанной на рис. 19. Спортсмен, получая информацию о своем темпе от датчиков Д при помощи имеющегося у него звукового генератора ЗГ и от лидера — усилительной установки, невольно старается добиться совпадения сигналов, что и приводит к соблюдению темпа, заданного тренером.

Рис. 40. Блок-схема использования звуколидера

Прибор для регистрации и сигнализации при спортивной ходьбе

Спортивная ходьба — один из интереснейших видов легкой атлетики. В процессе тренировки наиболее серьезное внимание должно уделяться технике спортивной ходьбы — каждый спортсмен должен владеть «непогрешимостью» стиля, не вступающего в противоречие с правилами соревнования, и не переходить с «опорной фазы» на «фазу полета». Предлагаемый прибор и служит для сигнализации соблюдения правильной «опорной фазы» и регистрации неправильных «полетных» движений.

Прибор прост по устройству: состоит из контактной системы, смонтированной в обуви спортсмена, звукового генератора и комплекта питания. Для контроля во время соревнований может быть установлена сигнальная «штрафная» лампочка, зажигающаяся при переходе на «фазу полета».

Контактная система, вмонтированная в спортивные туфли, устроена следующим образом: под стельками в носке и пятке обуви укрепляются электрические контакты. Легче всего укрепить нормально разомкнутые контакты, применив для этого, например, пластины от телефонных ключей или от электромагнитных реле (рис. 41, а). Но в этом случае сигнал от звукового генератора будет подаваться все время, а в момент перехода на бег прерываться. Это не всегда удобно при обучении, и, кроме того, непрерывный звуковой сигнал может раздражать спортсмена. Несколько труднее сделать нормально замкнутые контакты, которые в момент опорной фазы будут разомкнуты, тогда звуковой предупреждающий сигнал включается только в момент «полета» (рис. 41, б). При использовании таких туфель для «больших» соревнований лучше всего применить специально сделанные металлические пластины, имеющие большую контактную площадь. И в первом, и во втором случаях соединительные провода (они должны быть тонкими, но в то же время иметь хорошую изоляцию и быть прочными на разрыв) подводятся к звуковому генератору. Они или пришиваются к спортивной одежде, или закрепляются на теле спортсмена медицинским пластырем, или при помощи медицинских клеящих составов также приклеиваются к телу спортсмена. Звуковой генератор можно собрать по схеме, показанной на рис. 41, в. Данные всех основных деталей приведены на схеме.

Рис. 41. Прибор для сигнализации при спортивной ходьбе

При сборке на корпусе генератора нужно смонтировать две пары гнезд Гн₁ и Гн₂. Они служат для быстрого присоединения цепи включения и выходной цепи генератора. Поэтому провода, подходящие к генератору, должны быть снабжены соответствующими вилочками. Для нашей конструкции лучше всего взять гнезда и вилочки от слухового аппарата или от фабричного карманного приемника, а при отсутствии их можно сделать самим. Гнезда можно сделать из медной фольги, а вилочки — из латунной проволоки, укрепив их на колодочках из органического стекла.

Во время спортивной ходьбы контактная цепь от спортивной обуви подключается к гнездам Гн₁. К гнездам выхода звукового генератора Гн₂ подключаются головные телефоны. При сборке звукового генератора R₄ можно заменить нерегулируемым резистором. В этом случае генератор будет работать только на одной частоте, без регулировки по тону.

Готовый звуковой генератор укрепляется или в кармане спортивной одежды, или в специальном карманчике, сделанном на поясе, надеваемом спортсменом.

Для объективного судейства на соревнованиях по спортивной ходьбе параллельно с цепью звукового генератора можно сделать еще одну сигнальную цепь, состоящую из лампочки Л_с для световой сигнализации о неправильных движениях. Такую лампочку можно укрепить на спине или шапочке спортсмена.

Дистанциометр

Во время подготовки к проведению спортивных тренировок или к проведению соревнований по легкой атлетике, лыжам и другим видам спорта необходимо разметить трассу. Мы предлагаем собрать небольшой удобный прибор, который пригодится при прокладке трассы для тренировок, спортивных соревнований, при планировке участка для игры, для измерения пройденного пути. Он показан на рис. 42.

Рис. 42. Дистанциометр

Устройство прибора простое. Работу начните с изготовления деревянной вилки с ручкой. На деревянной вилке при помощи металлических хомутиков (как это сделать, показано на рисунке) укрепляются все электрические детали: две пластины, образующие контактную пару К, звуковой генератор ЗГ, собранный по любой из приведенных в этой книге схеме, источник питания Б и выключатель Вк, соединенный последовательно с контактами К.

Выключатель берется типа «тумблер», а контактные пластины — от старого электромагнитного реле или пускателя. Между планками вилки на оси укрепляется колесо. Колесо можно выпилить из сухой фанеры, металла или прочного изоляционного материала: текстолита, прессшпана и т. д. Диаметр колеса должен быть 318,4 мм. При таком диаметре длина окружности равна одному метру.

Если вилку взять в руки и катить такое колесо по земле или по льду, то один оборот колеса будет соответствовать одному линейному метру.

Для включения генератора на колесе укрепите штырек-замыкатель из изоляционного материала в виде шпильки. Он будет периодически замыкать контактные пластины К при вращении колеса.

Чтобы замыкатель не зацеплялся за вилку, в одной из планок вилки нужно сделать небольшой вырез (около этого выреза и укрепляются контактные пластины).

Соединение электрических деталей нужно сделать проводом с хорошей изоляцией по схеме, показанной на рис. 42.

Генератор собирается по схеме с емкостной обратной связью. Колебательный контур образован конденсаторами С₁, С₂ и индуктивностью катушек высокоомных телефонов, подключаемых к гнезду Гн. Исходное смещение на базе транзистора Т₁ (П13) определяется сопротивлением R₁. Величины сопротивлений, входящих в схему, некритичны и могут изменяться в широких пределах. При указанных на схеме деталях частота генерируемых колебаний соответствует 1000 гц. Практически генератор никакого налаживания не требует, и сразу после включения начинает работать.

При пользовании измерителем дистанции выключатель Вк включается, колесо катится по земле, и при каждом обороте замыкатель соединяет пластины К, цепь питания генератора замыкается и спортивный судья считает количество пройденных (вернее, «прокаченных») метров.

Можно параллельно генератору подключить счетчик, например, электромагнитный цифровой барабанный счетчик телефонного типа (типа РС2.720.002). Можно использовать также любой другой небольшой электромагнитный счетчик как барабанного, так и кругового действия.

Как это сделать, подумайте сами.

ПРИБОРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ВРАЧЕБНОГО КОНТРОЛЯ

Прибор для контроля за правильной осанкой

Известно, что между формой тела и состоянием здоровья существует прямая зависимость. Чем стройнее держится человек, особенно растущий, тем крепче его здоровье, тем реже он болеет, тем выше его работоспособность, интенсивнее умственная деятельность.

Главными средствами выработки осанки является режим, привычная рабочая поза при занятиях в школе за партой и дома при выполнении школьных заданий, при работе в мастерских, физические упражнения и занятия спорном.

Для подростков и юношей, которые хотят выработать и контролировать правильную осанку, предлагаем собрать несложный прибор (см. рис. 43).

Такой прибор представляет собой легкое небольшое устройство, укрепляемое на спине человека при помощи ремешков или ленты с завязками. Для коррекции неправильного положения тела человека использован контактный маятник-замыкатель, действие которого основано на применении закона гравитации (гравитационный маятник). Сигнал же о неправильном положении тела подается при помощи транзисторного генератора. Конструкция прибора проста, и он может быть выполнен в любом электротехническом или радиотехническом кружке даже начинающими радиолюбителями.

Устройство гравитационного маятника. Маятник состоит из следующих деталей (рис. 43): цилиндра 1, верхней пробки 2, в которой при помощи винта 5 укреплен замыкатель в, нижней ввинчивающейся контактной пробки 7 и контргайки 8. Цилиндр выполняется в виде трубки длиною 60–70 мм и внутренним диаметром 12–15 мм. Цилиндр можно сделать из любого изоляционного материала, но лучшим материалом будет прозрачное органическое стекло. Такой прозрачный цилиндр удобен тем, что сквозь его стенки будет хорошо видно положение замыкателя. Нижний конец цилиндра имеет внутреннюю резьбу. Верхняя пробка может быть сделана из любого материала — металла или пластмассы. В отверстии в центре пробки при помощи двух гаек укреплен винт. К нижнему концу винта припаян гибкий многожильный провод с замыкателем, а на верхнем при помощи зажима 3 (клеммы) закрепляется один из соединительных проводов 4, идущих к звуковому генератору.

Замыкателем служит гирька в виде шарика или конуса (лучше всего, если она сделана из посеребренного металла). Нижняя ввинчивающаяся пробка 7 вытачивается на токарном станке, причем пятка (нижняя часть пробки) должна иметь шаровидную форму для крепления в штативе. Сверху в пробке 7 вытачивается конус, а снаружи нарезается резьба для ввинчивания в цилиндр. Ввинчивая пробку на различную глубину, можно регулировать зазор между маятником и стенкой конусного отверстия пробки.

Рис. 43. Гравитационный маятник

Устройство штатива. Штатив предназначен для закрепления контактного маятника на спине человека. Он состоит из держателя 10, панели 11 и ремешков 13 с пряжкой. Держатель делается из металла с отверстием для крепления пятки маятника. Края отверстия завальцовываются так, чтобы шаровая часть пятки не выпадала из держателя. Для фиксации маятника в вертикальном положении шаровая часть пятки дополнительно прижимается винтом 9. В свою очередь, держатель при помощи двух винтов 12 прикрепляется к панели. Панель выполняется в виде прямоугольной пластины размером 100х60 мм из негнущейся пластмассы или листового металла. В панели прорезаются две щели для закрепления ремешков и сверлятся два отверстия для крепящих винтов держателя. Для лучшего прилегания к одежде на внутреннюю сторону панели, обращенную к спине, наклеивается тонкий слой резины.

Устройство звукового генератора. Звуковой генератор необходим для подачи акустического сигнала низкой частоты при замыкании контактной цепи маятника. Для прибора пригоден любой малогабаритный звуковой генератор. Например, он может быть собран по схеме, показанной на рис. 44.

Рис. 44. Схема ЗГ прибора для контроля за правильной осанкой

Генератор, собранный по этой схеме, требует очень точного подбора деталей и дополнительной настройки, в зависимости от величины сопротивления головных телефонов. На корпусе генератора нужно смонтировать регулируемый резистор и две пары гнезд. При сборке звукового генератора резистор R₂ можно исключить. В этом случае генератор будет работать только на одной частоте, без регулирования по тону. Гнезда необходимы для быстрого присоединения гравитационного контактного маятника и выходной цепи генератора. Соединительные провода (многожильные в хлорвиниловой изоляции) должны быть снабжены соответствующими вилочками. Для нашей конструкции лучше всего взять гнезда и вилочки от слухового аппарата или от фабричного, «карманного» радиоприемника, а при отсутствии их сделать самим. Такие гнезда можно сделать из медной фольги, а вилочки — из латунной или медной проволоки, укрепив их на колодочках, вырезанных из органического стекла или пластмассы.

К гнездам Гн₁ подключается контактная цепь гравитационного маятника, а к гнездам выхода звукового генератора Гн₂ — капсула от слухового аппарата или головные телефоны.

Собранный звуковой генератор помещается в нагрудный карман одежды или может быть смонтирован на «спинной» пластине гравитационного маятника.

Применение прибора. Собранный прибор закрепляется на спине ученика и включается при принятии нм правильной позы — для этого маятник должен быть установлен строго вертикально и прижиматься винтом 9 (см. рис. 43). При сборке прибора параллельно со звуковым генератором может быть включена цепь электрической лампочки (эта цепь обозначена штриховой линией). В свою очередь, сигнальная цепь может быть подведена к световому табло, установленному, например, на столе преподавателя (см. рис. 45). В этом случае при неправильном положении тела будет не только подаваться сигнал самому ученику, но и зажигаться сигнал на табло — учитель увидит, кто сидит неправильно.

Рис. 45. Схема использования прибора для контроля за правильной осанкой в классе

Прибор может быть применен и в больницах при фиксации тела или конечностей человека в определенном положении. При отклонении от установленного положения будет подаваться звуковой сигнал больному и световой — дежурной медсестре.

Корректофон

Среди школьников иногда можно встретить ребят, страдающих неприятным недугом — заиканием. А знаете ли вы о. том, что можете помочь своим товарищам, собрав для них простой медицинский прибор — корректофон. Так называется прибор, служащий для лечения некоторых форм заикания.

Принцип работы такого прибора следующий. Нервное состояние ребят, страдающих заиканием, заставляет их напряженно следить за тем, как они произносят каждое слово. Это, в свою очередь, приводит к еще большим искажениям речи. Однако если отвлечь внимание заикающегося звуковым сигналом и помешать ему вслушиваться в собственную речь, то путем такой методической речевой гимнастики иногда удается восстановить нормальное произношение. Таким образом, корректофон представляет собой источник звука, сигнал от которого подается в момент речи больного.

Очень удобным источником звуковых колебаний может служить звуковой генератор, собранный на транзисторе и имеющий выход в виде головных телефонов, которые надевает больной.

Для корректофона можно применить генератор, собранный на одном транзисторе, например типа П-13, по схеме, показанной на рис. 46, в. Питается корректофон от трех малогабаритных аккумуляторов типа Д-0,06, соединенных последовательно. Собрать генератор можно в небольшом пластмассовом корпусе (рис. 46, б). Гнезда для включения телефонов Тлф, кнопка-выключатель Кн и регулятор тембра R₁ укрепляются на боковой стороне прибора. В конструкции корректофона рационально использовать головные телефоны типа «Тон» с регулятором громкости. Можно применить телефоны и другого типа, например, от слухового аппарата, в этом случае необходимо на выходе генератора установить малогабаритный трансформатор.

Рис. 46. Корректофон

Однако при сборке генератора на одном транзисторе необходим очень точный подбор деталей. Разброс деталей ведет к срыву генерации, предпочтительнее в корректофоне применить звуковой генератор, собранный на двух транзисторах. Такая схема не требует настройки. Кроме того, при изготовлении корректофона прибору лучше придать минимальные размеры, поэтому можно его смонтировать в удобном для переноски футляре — в кожухе, напоминающем авторучку.

Один из вариантов такого оформления корректофона показан на рис. 46, а. Выключатель питания прибора выполняется в виде кнопки, смонтированной на корпусе прибора (эта кнопка нажимается в момент речи больного). Особое внимание нужно обратить на установку и качество работы регулируемого резистора, служащего регулятором тона. Этот резистор можно смонтировать в верхней части кожуха, так что его ручка будет служить естественным продолжением корпуса. Здесь же можно укрепить зажим от старой авторучки. Провода, идущие к радиотелефонам, выводятся через отверстие в нижней части корпуса капсулы. Собранный прибор помещается в грудной или внутренний карман одежды.

Пользоваться корректофоном можно, только посоветовавшись с врачом и получив от него рекомендации по речевой гимнастике.

"Электронная няня"

Полезную службу мультивибратор может оказать и малышам, если ему поручить роль «няни», предупреждающей родителей о необходимости смены пеленок… Да-да, прибор подает сигнал еще до того, как малыш оповестит об этом своим плачем (рис. 47).

Рис. 47. «Электронная няня»

В разрыв цепи питания Т₁ и Т₂ (рис. 47, а) вместо переменного резистора в гнезда Гн включается датчик влажности — две пластинки, сделанные из кусков металлической сеточки.

Эти сеточки прокладываются между слоями марлевой подстилки. Пока марля сухая, цепь подачи отрицательного напряжения на базы Т₁ и Т₂ разорвана. Однако при намокании марли цепь практически замыкается накоротко, и генератор начинает работать[7].

Одновременно со сменой пеленок необходимо хорошо прополоскать и насухо вытереть сеточки. Иначе они могут очень быстро окислиться и будут загрязнять марлю. Все устройство «электронной няни» можно разместить в корпусе карманного фонарика — такой сигнализатор удобно применять и на улице, повесив его на ручку коляски, или смонтировать в корпусе трансляционного громкоговорителя.