Рис. 7. Генератор фиксированных частот
Длительность генерируемых импульсов составляет половину периода повторения. Выходное напряжение генератора — порядка 5 в. При помощи переключателя П1 — П2 можно выбрать любую из четырех фиксированных частот следования выходных импульсов: 100 гц, 1 кгц, 5 кгц и 10 кгц. Можно получить и другие частоты следования импульсов, которые отличаются от указанных, фиксированных. Для этого необходимо изменить емкости конденсаторов C1—С4 и С6—С9.
Длительность генерируемых импульсов может изменяться в небольших пределах при помощи регулируемого резистора R2. Питание генератора производится от двух последовательно соединенных батарей КБС-Л-0,5 или батареи типа «Крона» — порядка 9 в. Монтируется генератор в небольшом металлическом корпусе. На верхней панели укрепляются: переключатель фиксированных частот на четыре положения (100 гц, 1 кгц, 5 кгц, 10 кгц), потенциометр R2 и выключатель питания Вк. Здесь же устанавливаются две клеммы для подключения соединительного кабеля, идущего к настраиваемому прибору.
Электронные генераторы-тахометры
Звуковые генераторы могут быть использованы для акустического определения числа оборотов двигателей методом звуковых биений. Описываемый ниже метод измерения окажется особенно полезным авто-, авиа- и судомоделистам, которым очень важно знать режим работы бензинового двигателя модели. Он тем более ценен, что позволяет определить число оборотов движущейся на корде модели (например, автомобиля или самолета).
Метод заключается в следующем. При одновременном прослушивании двух источников звуковых колебаний хорошо прослушивается разностный тон, число колебаний которого равно разности колебаний частот этих источников. Особенно отчетливо прослушивается разностная частота при равной интенсивности звука обоих первичных источников колебаний. При предлагаемых измерениях одним из источников звуковых колебаний будет бензиновый двигатель модели, другим — измерительный звуковой генератор.
При работе двигателя модели каждый оборот сопровождается резким звуком выхлопа отработанных газов. Большинство бензиновых моторчиков развивает от 3000 до 20 000 об/мин, то есть от 500 до 333 об/сек, что соответствует частоте 50 и 330 гц.
Тахометром для измерения числа оборотов в этих пределах может служить двухдиапазонный генератор, собранный по схеме мультивибратора, показанной на рис. 8, а. Он собран на двух транзисторах Т1 и Т2 с усилителем мощности на транзисторе Т3. Переключатель П1 предназначен для перехода с диапазона 50—200 гц на диапазон 100–400 гц. Он собирается на тумблере 2x2, где выводы — точки б и г — являются средними контактами, а точки а и в — боковыми.
Внутри диапазона частота колебаний, генерируемых мультивибратором, устанавливается при помощи реостата (регулируемого резистора R6). Собранный генератор градуируется акустическим методом пр стандартному звуковому генератору, к выходу которого подключается громкоговоритель. Шкала наносится напротив указателя ручки резистора R6. К выходу звукового генератора подключаются низкоомные телефоны. Наибольшая амплитуда подбирается изменением величины резистора R5.
При определении числа оборотов двигателя частота следования импульсов мультивибратора подстраивается под частоту выхлопа газов двигателя. При этом нужно найти такое положение резистора R6, при котором в телефонах будут прослушиваться звуковые биения — звуковые колебания очень низкого тона. Значит, совпадение частот найдено, и теперь остается по таблице установить число оборотов двигателя.
Рис. 8. Электронные тахометры
Транзисторный тахометр, блок-схема которого показана на рис. 8, б, позволяет определить число оборотов двигателя автомобиля или катера. Прерывистое напряжение, поступающее из системы зажигания, является модулирующими сигналами для генератора ЗГ.
В качестве такого генератора могут быть применены высокоомные телефоны, подключенные к прерывателю, к первичной катушке бобины зажигания или к магнето через конденсатор и потенциометр. Частота включения телефонов пропорциональна частоте новообразования или, что то же самое, скорости вращения двигателя. Вторым источником колебаний будет являться электронный тахометр, собранный по указанной выше схеме.
Электронный измеритель влажности почвы
В сухих районах или в период засухи в средней полосе нашей страны применяется искусственный полив посевов. Однако иногда возникает вопрос: каким образом можно быстро определить, на какую глубину проникла вода? И в этом случае окажет помощь звуковой генератор. Известно, что в зависимости от влажности почвы изменяется ее проводимость. Значит, по изменению электрического сопротивления слоя почвы на различной глубине можно определить ее влажность. Для этого в выходную цепь генератора или в цепь базы транзисторов подключают два датчика (см. рис. 9).
Рис. 9. Измеритель влажности почвы — спутник археолога
Датчики-щупы представляют собой стержни-трубки из изоляционного материала диаметром 15–20 мм. На поверхности стержней вдоль их осей жестко закреплены электроды. Эти «электроды выполняются в виде тонкостенных латунных или медных трубок и закрепляются на стержнях на некотором расстоянии друг от друга. Каждый электрод щупа с помощью одного из проводов многожильного кабеля соединен с переключателем П1 измерительного звукового генератора. Переключатель позволяет подключать к генератору одну из пар электродов. При этом каждой паре электродов, а следовательно, и каждому положению 1–6 переключателя П1 соответствует определенная глубина слоя почвы.
Вставив датчики в землю, как показано на рисунке, переключают электроды и по изменению громкости или частоты звука, слышимого в головных телефонах, делают вывод о глубине полива и влажности почвы. Для удобства определения глубины нахождения электрода в почве эти значения глубины можно отметить на шкале переключателя П1.
Величина (датчика) щупов выбирается практически. Также практически, в зависимости от специфики измерений, выбирается количество электродов, определяется их длина и подбирается расстояние между щупами. Безусловно, наш прибор дает возможность делать лишь приблизительные выводы, однако после приобретения практических навыков определения будут более точными.
Конструкцию прибора можно несколько усложнить, заменив головные телефоны чувствительным электрическим мостом со стрелочным прибором. Такой более точный прибор можно применить для строительно-изыскательских целей и во время археологических раскопок. Он поможет обнаружить крупные неоднородности или предметы, находящиеся в поверхностном слое грунта, так как такие предметы будут изменять сопротивление почвы на соответствующей им глубине залегания.
Электронный сторож
Автолюбители-туристы и шоферы-профессионалы знают, что в ночное время часто совершаются наезды на автомашины, стоящие из-за аварии или по другой причине на боковой стороне дороги (сигнальные фары обычно выключаются, чтобы «не посадить» аккумуляторы). Для предупреждения наезда идущего по дороге транспорта на такую машину можно оградить место ее стоянки двумя электронными фонарями-мигалками.
Электронные мигалки весьма экономичны, и их можно подключать к аккумуляторной батарее автомобиля без боязни «посадить» ее или к батарейкам для карманных фонариков.
Принципиальная схема электронной мигалки-сторожа и ее конструкция показаны на рис. 10.
Рис. 10. Электронный сторож
Основой электронной схемы является мультивибратор, собранный на двух транзисторах Т1 и Т2, и усилитель мощности на транзисторе Т3, в коллекторную цепь которого включена нагрузка-прерыватель[1]. Нагрузкой транзистора Т3 является обмотка малогабаритного реле Р. Для прибора подойдет любое электромагнитное реле, надежно срабатывающее от напряжения 2,5–3 в при токе 30–40 ма и имеющее одну группу контактных пластин, работающих на переключение. Все транзисторы, применяемые в приборе, типа П13—П16.