Годинник на транзисторі. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Годинник на транзисторі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження

Коментарі до статті

Основним елементом звичайних механічних годинників є маятник або баланс, які рухаються гирей або пружиною. Такий годинник вимагає регулярного і частого підзаводу, що створює певні незручності.

Багато конструкторів довгий час працювали над проблемою створення годинника без гирі та пружини, в результаті з'явився електромеханічний годинник. Вони маятник наводиться рух електромагнітом, який живиться від джерела електричного струму. Коли маятник наближається до положення рівноваги (рис. 1), контакти, пов'язані з ним, замикаються і по обмотці електромагніту протікає струм. На маятнику укріплений якір із м'якого заліза, який притягується нерухомим електромагнітом.

Годинник на транзисторі
Рис. 1. Влаштування електричного контактного годинника.

Електромеханічний годинник дуже економно витрачає енергію батареї і має хорошу точність ходу. Але й у них є слабке місце – контакти, що замикають ланцюг електромагніту. Адже тільки за один рік їм доводиться замикатися мільйони разів, тому через деякий час електричний годинник починає працювати неточно. А якщо годинник зовсім маленький, наприклад наручний, то мініатюрні контакти в них працюють ще більш ненадійно. З появою транзисторів виявилося можливим створити безконтактний електричний годинник.

Схема електричного безконтактного годинника на транзисторі показано на рис. 2. На маятнику укріплений постійний магніт, під час руху якого у витках нерухомої котушки наводиться едс. Одна з обмоток котушки включена між базою та емітером транзистора, друга - у ланцюг колектора.

Годинник на транзисторі
Рис. 2. Електрична схема годинника на транзисторі.

Центр маятника (магніту) перетинає вісь котушки у положенні рівноваги. При коливаннях маятника в котушці L1 наводиться ЕДС, форма якої ілюструється кривою 1 (рис. 3). На цьому малюнку криві, проведені суцільною рисою, являють собою епюри напруг і струмів, що виникають при русі маятника зліва направо, а пунктиром - праворуч наліво. Кінці обмотки котушки L1 включені так, що коли маятник підходить до положення рівноваги, на базі транзистора з'являється негативна щодо емітера напруга. Воно виникає при наближенні магніту до котушки внаслідок збільшення магнітного потоку, що перетинає її витки. У положенні рівноваги магнітний потік через котушку досягає максимуму. У цей момент напруга стає рівною нулю. Далі магнітний потік починає зменшуватися і ЕДС змінює знак на зворотний. Коли магніт відходить далеко від котушки, напруга її кінцях майже зникає. Під час другого напівперіоду картина повторюється: при наближенні магніту до котушки в обмотці L1 наводиться така ЕДС, що на основі напруга негативна. Під впливом цього імпульсу напруги ланцюга бази проходить струм (крива 2) і транзистор відпирається (рис. 3).

Годинник на транзисторі
Рис.3. Епюри напруги, струму а анергії маятника для схеми годинника, наведеної на рис. 2.
А - амплітуда коливань маятника,
Про - положення рівноваги.

Напрямок витків котушки L2, включеної в ланцюг колектора, такий, що коли по ній проходить струм колектора (крива 3) магніт притягується до котушки. Його рух пришвидшується.

Частота коливань маятника як і у звичайних годинниках майже повністю визначається його фізичними параметрами: довжиною та розподілом маси. Маса маятника переважно визначається магнітом і деталями його кріплення. З маятником пов'язують стрілочний механізм із циферблатом, і годинник готовий.

Конструкція годинника. Для виготовлення годинника на транзисторі цілком придатні будь-який маятниковий годинник або "ходики". Вони необхідно лише переробити спусковий пристрій і, звісно, видалити пружину чи гирю; їх функції виконуватиме батарея.

У звичайному годиннику спусковий пристрій, що приводить в рух маятник, має вигляд, показаний на рис. 4,а. Його треба переробити так, як показано на рис. 4,б. На вісь 1 напоюють коромисло 2, на якому вільно підвішена сережка 3. При русі маятника вліво сережка ковзає по скошеній стороні зубця храпового колеса 4 і під дією своєї тяжкості зіскакує з його вершини в проміжок між зубцями. При русі маятника вправо сережки упираються в крутий бік зубця і повертають храпове колесо вліво на один зуб. Щоб зафіксувати положення колеса і не дати йому повертатися вправо, на ньому зверху лежить одним краєм пелюстка-собачка 5. Другий край пелюстки вільно повертається навколо осі 6. При обертанні храпового колеса вліво пелюстка ковзає по скошених краях зубців і, зіскакуючи з у круті краї зубців.

Годинник на транзисторі
Рис. 4. Влаштування спускового механізму звичайного годинника (а).
Влаштування механізму годинника на транзисторі для перетворення коливального руху маятника в обертальний рух стрілок (б).

Зібраний механізм годинника, виготовленого зі звичайних "ходиків", показаний на рис. 5. Коромисло, сережка і пелюстка-собачка в цьому годиннику виготовлені з жерсті. Магніт може бути використаний будь-хто. Його обсяг не повинен бути меншим за 3-4 см³, так як він повинен утримувати вантаж 100-200 г. В описуваній конструкції використаний кільцевий магніт від гучномовця діаметром 35 мм. Для регулювання ходу годинника кріплення магніту повинно передбачати його переміщення вгору і вниз. Якщо годинник поспішає, то маятник (магніт) необхідно опустити.

Годинник на транзисторі
Рис.5. Зібраний механізм годинника.

У годинниковому генераторі (рис.2) можуть працювати будь-які сплавні транзистори, наприклад типу П13-П15. Робота генератора залежить від величини коефіцієнта посилення транзистора по струму. Діод Д1 можна застосувати типу Д7Б-Д7Ж. Замість діода можна використовувати емітерний або колекторний перехід сплавного германієвого транзистора, у якого відірвався висновок емітера або колектора. Якщо генераторі (рис.2) застосований транзистор з провідністю npn, то полярність включення батареї і діода Д1 слід змінити на зворотну.

Котушку електромагніта можна намотати на пластмасовому або паперовому каркасі з внутрішнім діаметром 20, зовнішнім 48 та шириною 8 мм. Намотувати котушку потрібно в два дроти внавал до заповнення. Діаметр дроту – 0,09-0,15 мм. Після намотування необхідно перевірити чи немає замикань між отриманими двома обмотками. Початок однієї обмотки з'єднують з кінцем іншої і до цієї точки підключають виведення емітера транзистора.

Автор: Н.Горюнов, А.Пушкін; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Одяг для військових пошиють роботи 22.06.2012

Оборонна наукова агенція DARPA хоче здійснити революцію у виробництві одягу, повністю автоматизувавши цей процес.

Відомство Пентагону виділило грант у 1,25 млн дол. для опрацювання концепції повної автоматизації процесу шиття одягу. Спочатку це повністю змінить процес забезпечення армії уніформою, на яку в США щорічно витрачається близько 4 млрд дол. У перспективі нова технологія набуде поширення і на цивільному комерційному ринку, що зробить наймасштабнішу революцію у швейній справі з часів винаходу голки. Автоматизовані лінії зможуть виготовляти величезну кількість дешевого одягу без залучення тисяч швачок з країн, що розвиваються.

Незважаючи на гігантський стрибок прогресу в різних галузях науки і техніки, шиття одягу, як і раніше, вимагає багато ручної праці. Найчастіше до цієї виснажливої праці залучаються найбідніші люди планети, які отримують за свою роботу копійки. Тільки підрядники, які займаються пошиттям військового одягу для американської армії, використовують майже дармову працю понад 50 тис. робітників. Також професійні спортсмени, які заробляють мільйони доларів на рік, хизуються в одязі, пошитому дітьми бідняків із таких країн, як Бангладеш. При цьому вартість одягу в магазинах багатьох країн дуже висока.

Пентагон натхненний успіхом деяких компаній, які розробили перші зразки роботів-швей. Так, компанія SoftWear Automation Inc., яка отримала грант DARPA, розробила перспективну автоматизовану систему, яка спирається на дуже точний моніторинг структури тканини, щоб переміщати її в потрібному напрямку та зшивати правильно. Згідно з концепцією SoftWear Automation, серійний робот-швачка буде оснащений маніпуляторами для захоплення шматків тканини та машинним зором, здатним ідентифікувати окремі ділянки майбутнього одягу.

Робот вирішуватиме просту "головоломку" і за допомогою вакуумних присосок у правильному порядку укладатиме тканину під голку швейної машини. На виході вийде готовий елемент одягу, його дизайн можна буде легко змінити за допомогою сучасних технологій комп'ютерного моделювання. За словами розробників, автоматизована швейна система заощадить мільярди доларів для армії і зможе шити одяг за собівартістю нижче, ніж у Китаї чи будь-якій іншій країні з дуже низькою вартістю робочої сили.

Інші цікаві новини:

▪ Від хронічного болю допоможе нейростимуляція

▪ Запуск першої загальнодоступної мережі 5G у США

▪ Шлягери від комп'ютера

▪ Цифровий осцилограф TEKTRONIX TDS7704

▪ Комп'ютер Кларіон для автомобілів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Акустичні системи. Добірка статей

▪ стаття Комерційна діяльність. Шпаргалка

▪ статья Яким вимогам має відповідати гоночний автомобіль Формули-1? Детальна відповідь

▪ стаття Листоноша. Посадова інструкція

▪ стаття І зарядить, і приварить. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Транзистори. Маркування. Корпус КТ-27 (ТО-126). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

Коментарі до статті:

Юрій
Напруга батареї не вказана.

Сергій
У сімдесятих роках я переробив годинник ходики, що висів у нас на кухні. Вони стали глючити і ось попалася ця технологія. Зараз у гаражі лежить раритет такої самої конструкції (сусіди принесли на ремонт – викидати шкода). Задався метою повторити конструкцію. І от як добре, що знайшовся той опис і схема, за якою переробляв годинник тоді, будучи ще школярем. Напруга 1,5 вольта. Тоді пропонувалася батарейка елемент 373 начебто велика така, працювала вона довго. Дякую розробникам сайту, що зберегли цю конструкцію.

Віктор
Напруга 1,5 вольта. Тоді пропонувалася батарейка елемент 373 начебто велика така, працювала вона довго. Дякую розробникам сайту, що зберегли цю конструкцію.

СК
Грав із цією схемою 40 років тому. Германієві транзистори у ній працювали краще, до 0,9 В харчування.

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт