Катер с электронно-механическим приводом
Д. МАМИЧЕВ, п/о Шаталово Смоленской обл.
Судомоделисты знают, что одним из самых простых двигателей плавающей модели корабля является жгут из тонких длинных резинок. Один его конец крепят к днищу модели, а второй — через крючок к гребному винту. Изменяя число резинок в жгуте и степень их закручивания, можно регулировать скорость и дальность хода. Об игрушке с системой управления электродвигателем, имитирующей работу резиномотора, и пойдет речь в данной статье.
Модель катера (рис. 1), в зависимости от предварительных установок, может двигаться по прямой, по дуге или окружности с большей или меньшей скоростью в течение различных временных интервалов. С такой моделью можно реализовать различные соревновательные игры, например, чтобы катер, двигаясь по кругу, возвращался и останавливался на месте старта, описывал окружность как можно большего радиуса за наименьшее время или, идя по прямой, проходил в ворота, находящиеся как можно дальше от точки старта. Использовать его можно в ванне, надувном мини-бассейне, а также в неглубоких водоемах с малоподвижной водой.
Схема "электронной начинки" катера показана на рис. 2 На таймере DA1 собран одновибратор, длительность формируемого им импульса определяется параметрами цепи R2R3C1. На стабилитроне VD1 и резисторе R4 собран параметрический стабилизатор напряжения а на резисторе R5 и транзисторе VT1 — регулятор напряжения питания электродвигателя М1. Запуск одновибратора и подачу питающего напряжения на двигатель выполняют замыканием контактов геркона SF1. Для этого к нему кратковременно подносят магнит.
Работает устройство следующим образом После подачи питающего напряжения на выходе таймера DA1 (вывод 3) установится низкий уровень, транзистор VT1 закрыт, двигатель обесточен и
поэтому катер неподвижен. При замыкании контактов геркона SF1 на вход S (вывод 2) таймера DA1 поступает напряжение низкого уровня, которое запускает одновибратор. На выходе таймера DA1 появляется напряжение, близкое к напряжению источника пита-
ния, и начинается отсчет времени движения катера. Транзистор VT1 открывается, двигатель начинает работать, а модель — двигаться. По окончании импульса одновибратора на выходе таймера DA1 установится напряжение низкого уровня, транзистор VT1 закроется и катер остановится. Резистором R5 можно изменять напряжение на двигателе, а значит, увеличивать или уменьшать скорость движения модели. Резистором R2 устанавливают продолжительность работы двигателя, ее минимальное значение — несколько секунд, а максимальное — 50 с
В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, переменные — СПЗ-29ВМ, СПЗ-27Г, оксидный конденсатор — импортный, С2 — К10-17. Можно применить любой транзистор серии
КТ815 . Отечественный аналог таймера NE555 — КР1006ВИ1. Двигатель с рабочим напряжением 1,5...3 В — от плейера или DVD проигрывателя, геркон — любой подходящих размеров, контакты которого замыкаются при приближении магнита. Батарейный отсек на четыре элемента типоразмера АА вырезан из вышедшей из строя электрифицированной детской игрушки и приклеен к печатной плате.
Все детали монтируют на печатной плате из односторонне фольгированно-го стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 3. В ее углах и в середине большой стороны сверлят шесть отверстий диаметром 1,5 мм под крепежные штифты — отрезки проволоки чуть большего диаметра и длиной 15... 17 мм, туго вставляемые в эти отверстия со стороны печатных проводников. Под геркон для придания жесткости монтажа подложен и приклеен отрезок пластмассового уголка. Переменные резисторы для защиты от брызг закрыты пластмассовыми крышками, в которых просверлены отверстия для движков. Устройство гребного электродвигателя и его крепление к печатной плате показаны на рис. 4 и рис. 5. Двигатель 7 крепят винтами 5 к металлической скобе 6, к которой приклеена втулка 4. Она изготовлена из пластмассового корпуса от радиоаппаратуры, в котором выполняла функции "шахты" или "колодца" под крепежные винты или шурупы. В основании втулки 4 сверлят два отверстия для головок винтов 5 крепления двигателя. На вал (диаметр 2 мм) двигателя с усилием надет гибкий пластиковый гребной вал 2 длиной 80...90 мм и диаметром 3,5 мм, изготовленный из отрезка внешней изоляции шнура компьютерной мыши, его вставляют в отрезок 3 трубочки для коктейля, которая на 10 мм короче гребного вала.
Сборку проводят в следующем порядке. Пластмассовую втулку 4 приклеивают к скобе 6, соблюдая соосность отверстий, в нее туго вставляют отрезок трубочки 3, на нее предварительно наматывают несколько слоев изоляционной ленты или скотча. На вал двигателя 7 надвигают гибкий вал 2 и крепят двигатель к скобе 6. Затем устанавливают гребной винт 1, для этого его сгибают пополам и в отверстие с усилием вставляют конец гребного вала 2 на 2...3 мм. Винт расправляют до плоского и фиксируют на валу 2. Для повышения надежности фиксации гребного винта в отверстие вала 2 можно туго вставить отрезок гвоздя или ввернуть шуруп диаметром 2 мм. В заключение скобу 6 крепят к печатной плате 10 винтом 8 и гайкой 9. Винт затягивают так, чтобы с небольшим усилием можно было бы
поворачивать скобу с двигателем, меняя тем самым направление движения катера. С помощью штифтов 11 (всего 6 шт.) плату крепят к корпусу катера, изготовленного из пенопласта. Скоба для крепления двигателя изготовлена из жести толщиной 0,5...0,7 мм (рис. 6). В ней сверлят отверстия: два — диаметром 2 мм для винтов крепления двигателя, одно — 6,5 мм под бортик вала двигателя и еще одно — 3 мм для крепления скобы к плате.
Гребной винт изготавливают из пластиковой бутылки. Ножницами с боковой стенки бутылки вырезают эллипс (рис. 7) и в центре шилом или сверлом делают отверстие диаметром немного меньше диаметра гибкого вала, а кончиком ножа — два надреза по краям отверстия. Далее эллипс
сгибают по "диагонали" почти до прямого угла и 'лишние" части отрезают
Корпус игрушки изготавливают из ~.-нового пенопласта (рис. 8). В качестве инструментов можно использовать широкий острый нож, ножовку по металлу или терморезак (тонкая нагретая проволока). Окончательную обработку выполняют среднезернистой наждачной бумагой, наклеенной на плоское основание. Элементы надстройки кате-
ра (тоже из пенопласта) прикрепляют к основанию клеем для потолочных (декоративных) плит. В носовой части приклеивают пластину из жести размерами 45x45 мм для фиксации кольцевого ферритового магнита диаметром 35...40 мм от динамической головки. Магнит выполняет не только декоративную роль спасательного круга, но и служит для балансировки горизонтального положения катера на воде. При смещении его по пластине влево (вправо) и вперед (назад) будет соответственно "оседать" левый (правый) борт катера или его нос (корма).
Второй магнит (можно такой же) используют для "пуска" двигателя катера. Его подносят к геркону на расстояние 1...3мм и тем самым запускают одновибратор. Готовый корпус окрашивают масляной краской (иная может повредить пенопласт). После ее высыхания плату с усилием устанавливают так. чтобы штифты "вошли" в материал корпуса. На этом сборку катера заканчивают.
Налаживание сводится к установке правильной полярности подключения двигателя (иначе катер поплывет назад) и выбору положения носового магнита на пластине. Длительность работы двигателя можно грубо изменить подборкой конденсатора С1. Чтобы повысить управляемость модели, на днище катера можно установить киль.