Космос у тебя дома
Шрифт:
Конечно, это очень простые устройства, и они предназначены только для того, чтобы показать, как могут выполняться такие команды, как пуск, поворот, остановка. В данном случае три команды: три импульса — три исполнения.
Для новой демонстрации нашего устройства его исполнительные органы нужно вновь зарядить, подготовить к повторению всей программы.
При желании планетоход можно снабдить картонным корпусом, а в его крышку вставить трубочки, направленные на те места, куда должны попасть «водяные импульсы». И надписи около наружных концов трубочек «ход», «поворот», «стоп» покажут, куда какую команду подавать.
Несколько автоматических узлов
Если вас увлечет идея создания более совершенного управляемого на расстоянии планетохода, то для ее осуществления нужно познакомиться с некоторыми автоматическими узлами, которые заменят пружины — булавки. С этими узлами лучше всего поработать на маленьком стенде — небольшой гладкой доске, на которой их можно собрать, отрегулировать, а затем уже поставить на модель планетохода, которую вы сделаете.
Начнем с узла включения и выключения двигателя. Установите на стенде небольшую стоечку, а на ней маленькое коромысло, сделанное из деревянной палочки. Коромысло должно легко вращаться вокруг горизонтальной оси. На концах коромысла должны быть две лопаточки, а под одной из них медный контакт, прикрепленный перпендикулярно к лопаточке. Если опустить это плечо коромысла до самого низа, до дощечки, на которой оно смонтировано, его контакт должен войти в выемку второго контакта, сделанного в виде буквы «М» из узкой латунной или медной полоски. Неподвижный контакт соедините с одним полюсом батарейки для карманного фонаря, а второй полюс через микродвигатель или лампочку присоедините к стойке коромысла. От стойки по плечу коромысла подведите провод к контакту, укрепленному под лопаточкой. Над лопаточками, когда коромысло расположено горизонтально, укрепите вертикально две трубки. Одна трубка должна доходить до лопатки с контактом, а конец второй должен быть на такой высоте, чтобы в него могла упереться лопатка второго плеча коромысла, когда коромысло повернуто и контакты другого плеча замкнуты. Вы уже, наверное, догадались, как будет работать наше устройство.
Нам понадобится шарик, стальной шарик от шарикового подшипника. Его размер и обусловит величину коромысла и диаметр трубок. Трубки служат для опускания в них в нужный момент шариков — командных импульсов.
Когда все будет подготовлено, провода присоединены к своим местам, можно приступить к испытанию нашего устройства. Коромысло должно стоять в исходном положении горизонтально. Бросьте в трубку, которая установлена над контактным концом коромысла, шарик. Ударившись в лопаточку, он двинет конец коромысла вниз, контакт замкнется и будет удерживаться благодаря пружинящим изгибам нижнего контакта, имеющего, как уже говорилось, форму М. Микродвигатель или лампочка включится. Теперь бросьте шарик в другую трубку. Контакты должны быть так отрегулированы, чтобы была и надежная электрическая цепь и чтобы они легко размыкались при ударе шарика о вторую лопатку. Шарик упал, коромысло повернулось, контакты разомкнулись, двигатель остановился, а если была включена лампочка, то она погаснет.
Радиосигнал, который производит нужное включение или выключение через соответствующую аппаратуру, в нашем опыте заменен шариком.
Для того чтобы коромысло вращалось достаточно легко и при этом не раскачивалось в стороны, на ось нужно надеть шайбочки (можно из пластмассы или сделанные из канцелярских кнопок, у которых спилены напильником острые концы, а круглым надфилем проделаны отверстия соответствующего диаметра).
Теперь перейдем к изготовлению поворотного устройства. Его тоже нужно собрать на стенде.
Доску нашего стенда поставьте на две подставки высотой в несколько сантиметров, просверлите в доске отверстие, в которое должна быть вставлена круглая деревянная палочка диаметром 6–7 миллиметров. Вырежьте из толстой доски кусочек толщиной 2–3 сантиметра. Перед тем как вы его отпилите, просверлите в нем отверстие того же диаметра, какое вы просверлили в доске стенда. Приклейте к стенду этот кусочек — отверстия должны совпасть. Для этого воспользуйтесь круглой палочкой, вставив ее в оба отверстия. Конечно, надо позаботиться, чтобы она не приклеилась и не застряла в отверстиях, в которые вставлена. Эта палочка будет осью будущего руля планетохода. Когда клей высохнет, вставьте ось руля в отверстие и укрепите на ней пластмассовую катушку из-под любительской кинопленки. Конец оси должен немного выступать над катушкой и к нему надо приделать планочку длиной примерно 10 сантиметров.
К концам планочки, румпелю, приделайте две не очень сильные резинки. Другие концы резинок укрепите на некотором расстоянии от румпеля, привязав их к приклеенным к доске стенда стойкам. Ось должна свободно вращаться в своем подшипнике, а резинки должны при каждом повороте (но не больше чем на 40 градусов) возвращать ее в первоначальное положение. Укрепите около катушки микроэлектродвигатель с редуктором. Ось его должна быть расположена вертикально, прижимаясь концом с надетым на него кусочком ниппельной резинки к бортику пластмассовой катушки. При подключении к двигателю батарейки катушка начнет вращаться. Одна из резинок натянется, а другая ослабнет. Двигатель должен выключаться, как только катушка повернулась на 40 градусов, после этого она вернется благодаря резинке в прежнее положение. Вместо планочки, румпеля с резинками можно укрепить на оси спиральную пружинку, которая будет возвращать катушку в первоначальное положение. Для чего это нужно? Когда вы едете на велосипеде и хотите повернуть в сторону, вы поворачиваете руль, а затем ставите руль опять в положение «прямо», конечно, если вы не захотите описывать круги на одном месте. Так же и здесь после окончания поворота нужно поставить руль в положение «прямо».
Приступим к изготовлению контактного включателя.
Он даст нам возможность поворачивать аппарат в нужную сторону. Команда будет осуществляться «импульсами», в роли которых будут шарики.
Секрет контактного включателя заключается в том, что он работает только тогда, когда по трубке длиной 10–15 сантиметров катится шарик. За эти несколько секунд должен произойти поворот руля. Трубку, по которой будет катиться стальной шарик, склейте из тонкого картона. Диаметр трубки должен быть на 2–3 миллиметра больше диаметра шарика. Подбираете такого же диаметра, как и трубка, цилиндрический стержень. Это будет шаблон. Сгибаете по шаблону картон, чтобы получилась трубка, отмечаете карандашом место будущей склейки, отрезаете лишнее и разворачиваете трубку. Затем вырезаете из станиоля (например, от упаковки чая) две узкие полоски и приклеиваете их к распрямленной заготовке трубки. Перед приклеиванием под каждую полоску подложите тонкую медную или лагунную пластинку с припаянным к ней кусочком медной проволоки. Станиолевые полоски наклеиваются с зазором в два миллиметра между ними; когда будет свернута трубка, другие стороны этих полосок не должны смыкаться. Сверните на шаблоне трубку и склейте ее. Трубка монтируется горизонтально с очень небольшим наклоном. Перпендикулярно к немного приподнятому концу трубки нужно приделать другую трубку такого же диаметра, но без станиолевых наклеек. Получится «колено». Брошенный в это колено стальной шарик упадет на станиолевые контакты, замкнет электрическую цепь и покатится. Цепь будет замкнута до тех пор, пока шарик не выскочит из второго, свободного конца трубки. Тогда цепь разорвется. Таких трубок с коленом должно быть две. Одна для осуществления правого поворота планетохода, другая — левого.
На чертеже показано, как нужно соединить провода.
Когда планетоход во время движения нужно повернуть направо, вы бросаете шарик-импульс в одно колено, шарик замыкает станиолевые контакты и катится по ним. Микроэлектродвигатель включился и начал поворот руля. Планетоход идет вправо. Как только шарик выкатится наружу, двигатель руля остановится, руль под действием резинок вернется в прежнее положение, и планетоход после поворота пойдет прямо до следующей команды. Когда вы захотите повернуть планетоход налево, опускаете шарик в левую трубку. Опять замыкаются контакты, включается вторая батарейка, и на контакты двигателя руля попадает ток уже в другом направлении, потому что изменилась полярность. Двигатель теперь вращается в другую сторону, и руль поворачивается влево. Из схемы видно, что для управления рулем на планетоходе нужно установить две батарейки от карманного фонарика. На стенде отрегулируйте рулевое устройство. Натяжение резинок должно быть очень слабым, чтобы микроэлектродвигатель легко его преодолевал. Продолжительность включения двигателя можно регулировать, подкладывая в выходную часть трубки кусочек бумажки или изменяя наклон трубки, по которой катится шарик.
Когда на стенде все будет хорошо отрегулировано, можно приступить к изготовлению и самого планетохода. Когда планетоход будет уже собран, может понадобиться дополнительная регулировка. Например, окажется, что одного микродвигателя недостаточно, тогда придется поставить второй. Конечно, настоящие конструкторы делают расчеты и чертежи заранее, строят опытный образец и на нем уже проверяют, все ли учтено и предусмотрено. А нам с вами приходится довольствоваться теми материалами, которые есть под рукой, и добиваться поставленной цели опытным путем.
Модель более сложного планетохода
Этот планетоход сделайте на шести колесах. Для колес используйте пустые пластмассовые катушки от любительской кинопленки. Два колеса, посаженные вместе на одну ось, будут ведущими, два колеса рулевыми, а два промежуточных свободными. В случае если ваш микроэлектродвигатель окажется слишком слабым, можно будет на эти промежуточные колеса поставить еще один двигатель.
Ведущая ось с колесами присоединяется к двигателю через червячную передачу, как и в предыдущей модели. Если не найдете червячного винта, то используйте одну из маленьких шестеренок старого ненужного будильника. Микроэлектродвигатель должен быть со встроенным в него редуктором. Двигатель нужно монтировать на кронштейне, который может поворачиваться и закрепляться. Это облегчит регулировку зацепления «червяка» на оси двигателя с шестерней ведущих колес.