Юный техник, 2009 № 12
Шрифт:
Вырежи из плотного картона полоску около 2 см шириной. На одном конце ее вырежи маленький прямоугольничек и вставь в него фигурку бумажного чертика, изображенного, как тебе подскажет фантазия. Укрепи эту картонную полоску булавкой на пробке бутылки таким образом, чтобы она могла свободно раскачиваться, а конец ее, на котором стоит чертик, был бы длиннее другого, к которому привязывается ниточка с подвешенной к ней крупной и очень сухой изюминкой. Ниточку возьми такой длины, чтобы изюминка погружалась в рюмку с газированной водой и не перетягивала рычаг (картонную полоску) слишком сильно на свою сторону. Конец его с чертиком должен быть виден публике, отделенной от рюмки с изюминкой двумя пустыми бутылками, завешенными салфеткой.
Пузырьки углекислого газа, которые так обильно выделяет газированная вода, тотчас же облепят изюминку и через несколько секунд сделают ее настолько легкой, что она всплывает на поверхность. Ниточка ослабнет, вследствие чего опустится сторона картонного рычага, где стоит чертенок, и тот юркнет за развешенную салфетку. Лишь только изюминка освободится от пузырьков, как снова отяжелеет и упадет на дно рюмки, а чертик выпрыгнет из-за салфетки и явится перед публикой. Такое исчезновение и появление чертика может продолжаться минут десять.
РАССКАЗЫ О ПРОСТЫХ ВЕЩАХ
Как завязывать шнурки?
Многие люди знают лишь два узла — двойной морской, позволяющий крепко связать два конца бечевки, и узел «бантиком». Последним, как правило, завязывают шнурки на ботинках и кедах.
Но уверены ли вы, что вяжете узел правильно? Этим вопросом в свое время озаботился австралиец Айан Фиген. И пришел к выводу, что все человечество, за редким исключением, завязывает шнурки неправильно. И показал, буквально на пальцах, как это нужно делать «по науке» (см. рис.).
Узел и в самом деле не очень сложный, причем, по уверению австралийца, он обладает двумя несомненными преимуществами. Во-первых, сам не развяжется никогда. Во-вторых, развязать же этот самый узел столь же просто, как и традиционный бантик, — потянул за кончик шнурка — и готово. Только вот что интересно. Свое изобретение А. Фиген сделал около четверти века тому назад. Потом он даже написал книжку о шнурках, узлах и способах их завязывания. Старается рекламировать новый способ всеми доступными способами, в том числе и через Интернет.
Но воз, как говорится, и ныне там. За прошедшие десятилетия человечество так и не перешло на новый способ завязывания шнурков. Более того, за это время эксперты обнаружили, что Фиген в очередной раз «изобрел велосипед», то есть, сам того не ведая, просто повторил один из морских узлов, известный еще с позапрошлого века.
И все-таки: быть может, кому-то из вас захочется удивить своих друзей собственной эрудированностью и продемонстрировать свое умение вязать оригинальные узлы?.. Тогда попробуйте австралийский способ. Мы пробовали: вроде и вправду получается удобнее.
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Новогодние игрушки с автономным источником питания
Новогодние гирлянды чаще всего оснащены коммутатором на микросхемах, диодах и транзисторах. Он поочередно зажигает ветви гирлянды, иногда даже обеспечивает плавную регулировку яркости… Плохо только, что елку при этом опутывают провода. Еще хуже то, что коммутатор включается в сеть 220 В: делают гирлянды, в основном, в Китае, и они не особенно надежны. Есть опасность пробоя, короткого замыкания сети, возгорания проводов или пластиковой коробочки коммутатора, так что и до большого пожара недалеко. А прикосновение к проводам или лампочкам просто опасно для жизни, ведь никакой гальванической развязки от сети в этих примитивных устройствах нет! Оплавленные, обгоревшие или обугленные доказательства сказанному можно найти на снегу около мусорных контейнеров каждый год в первых числах января…
В этой статье предложена новая концепция электронных светильников, как, впрочем, и любых других электронных игрушек для новогодней елки, основанная на идее автономного питания каждого светильника и каждой игрушки. Естественно, теперь это будут уже не лампочки, а светодиоды, желательно яркие и сверхъяркие — они экономичнее, то есть дают тот же световой поток при гораздо меньшей подводимой электрической мощности.
Свет их не должен быть постоянным — вспыхивающие или мерцающие огни смотрятся гораздо лучше. Это одновременно позволит и экономить электроэнергию, ведь запас ее в автономном источнике весьма ограничен. Поскольку вспыхивающие огоньки никак не связаны друг с другом и период мерцания у них разный, они в каждый момент времени создадут случайные, неповторимые и непредсказуемые картины, в отличие от вполне упорядоченного ритма включения существующих гирлянд.
К сожалению, напряжение зажигания промышленно выпускаемых светодиодов, в зависимости от типа, изменяется от 1,8 до 3 и даже более вольт, поэтому необходим повышающий преобразователь напряжения, и его логично объединить с генератором, собственно и создающим вспышки. При разработке основного (базового) элемента для данной концепции был использован опыт, полученный при создании сверхэкономичных индикаторов, описанных в «Юном технике» № 2 (с. 74–77) и № 3 (с. 72–77) за 2008 г.
Схема простейшего базового блочка, создающего короткие световые импульсы и питаемого от одного элемента типа АА или ААА, показана на рисунке 1.
Для питания можно использовать также дисковый аккумулятор или часовой элемент. Блок содержит всего 6 деталей, включая элемент питания и светодиод. Это блокинг-генератор, содержащий транзистор VT1 и трансформатор Тр1. Часть обмотки трансформатора с большим числом витков (между левым по схеме выводом и отводом) включена в коллекторную цепь транзистора, а другая, меньшая, часть создает напряжение обратной связи, приложенное через конденсатор С1 к базе транзистора.
Для повышения напряжения светодиод подключен между крайними выводами обмотки. Элемент питания включен между отводом Тр1 и эмиттером транзистора. Специального выключателя не предусмотрено, поскольку одного элемента хватает на много суток работы, но при желании его можно установить последовательно с элементом питания.
Работа генератора происходит следующим образом: при установке элемента (включении) небольшой ток протекает через правую часть обмотки Тр1 и резистор R1 в базу транзистора, приоткрывая его. Открывание транзистора означает появление коллекторного тока, который создает на индуктивном сопротивлении левой части обмотки падение напряжения, приложенное «минусом» к коллектору, а «плюсом» — к положительному выводу элемента питания. В результате напряжение на коллекторе уменьшается, а на базе растет, еще более открывая транзистор. Процесс происходит лавинообразно, и транзистор очень быстро открывается полностью. Длительность открытого состояния определяется временем заряда конденсатора С1 базовым током транзистора. Светодиод в этой активной фазе не горит, поскольку к нему приложено напряжение обратной полярности. Когда С1 зарядится, токи базы и коллектора уменьшаются, и происходит обратный лавинообразный процесс, приводящий к полному запиранию транзистора.
За время активной фазы в катушке накапливается энергия, и, когда транзистор запирается, ток через катушку продолжает идти, но теперь уже не к коллектору транзистора, а в светодиод, который и дает вспышку света. Поскольку транзистор работает в «ключевом» режиме, потерь мощности на нем практически нет, ведь мощность равна произведению тока и напряжения. При закрытом транзисторе ток равен нулю, а при открытом ток растет, но напряжение между коллектором и эмиттером близко к нулю. Поэтому энергия, накопленная в трансформаторе за время активной фазы, практически вся отдается светодиоду.