|
Многие ребята имеют железнодорожный набор игрушек фирмы PIKO, в который входят локомотив, несколько вагончиков и рельсы. Иногда можно в магазине приобрести еще ряд деталей и дополнить комплект: еще локомотив, вагоны, рельсы. Но игра все равно быстро надоест, если просто «гонять» вагоны по рельсам. Гораздо интереснее, если были бы стрелки, светофоры, станции и другие приспособления, как на настоящей дороге... Однако дополнительные детали дороги PIKO почти не бывают в продаже, к тому же они и дорогие.
Есть ли выход из этого положения! Для юных техников — да!
Надо приобрести прямые и радиусные рельсы, соответствующие размерам вашей дороги.
Больше всего дополнительных деталей бывает для дороги НО с шириной колеи 16 мм, для нее же выпускаются автомобили, тракторы, бульдозеры и другие игрушки в 1/87 натуральной величины.
Дорога Н1 имеет ширину колеи 12,5 мм, места она занимает несколько меньше, но комплектных деталей для нее нет.
У запасливого техника часто имеются маленькие лампочки, обрезки гетинакса или текстолита, фанеры, жести, мелкие гвоздики, шурупчики, винтики, заклепоч-ки, клей БФ-2, обрезки монтажных проводов, латуни или бронзы и другие подобные мелочи.
В этом выпуске мы расскажем о том, как самим изготовить трансформаторы питания (точнее — регулируемые выпрямители), светофоры, пульт управления, тупичок и несколько станционных сооружений. Все эти модели будут даваться в двух вариантах: для дороги НО (колея 16 мм, основные размеры) и HI |колея 12,5 мм, размеры в скобках).
Реверс осуществляется с Помощью дополнительного тумблера типа ТП, включение которого показано в правой части схемы рис. 2. Предохранитель Пр и выключатель Вк можно не ставить так же как и индикатор
хотите включить меньше перерисуйте с рис. 2 свой по нему, чтобы случайно
ПРОСТОЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Простой источник питания выполнен в виде выпрямителя с регулируемым выходным напряжением. Он пригоден для игры с двумя (можно, конечно, и с одним) локомотивами дороги HI и только с ог/им локомотивом дороги НО. Регулировка выходного: напряжения позволяет изменять скорость движения поезда в достаточно больших пределах: от двух до пяти-шести метров в секунду.
Игра станет значительно интереснее, если можно будет изменять не только скорость движения поезда, но и направление его движения (реверсировать). Для этого надо ввести в схему простого источника тумблер-переключатель, которым можно изменять полярность выходного напряжения.
Основой простого источника питания является трансформатор.
Можно использовать трансформатор от приемника с выходной лампой типа 6П6-С, 6ПЗ-С, 6П14-П (например, «Баку», «Днепропетровск», «Рига-10» и т. п.). При подборе такого трансформатора надо брать его с числом витков в первичной обмотке около 2200 (на 220 вольт) или 1200 (на 127 вольт). Число витков во вторичной обмотке должно быть 100 — 120. Диаметр провода первичной обмотки должен лежать в пределах 0,12 — 0,2 мм, а вторичной — 0,4 — 0,7. При этом сечение среднего керна сердечника трансформатора должно равняться 4 — 5 см2.
Самодельный трансформатор можно изготовить так. Возьмите трансформаторные пластины Ш-16 общей толщиной набора 32 мм и намотайте слоями виток к витку в одном направлении две обмотки по 1000 витков из провода диаметром 0,16 — 0,18 мм. Изолируйте эту обмотку двумя слоями кабельной бумаги или лакоткани и намотайте 110 витков из провода диаметром 0,51 — 0,59 мм.
Если работать с напряжением в сети только 220 вольт, то лучше и проще взять готовый выходной трансформатор Тр-7 от телевизора «Рубин-102» типа ЯХ4.731.002. Он имеет 2000 витков из провода диаметром 0,18 мм в первичной (для нас — сетевой) обмотке и 100 витков из провода диаметром 0,59 мм во вторичной (для нас — понижающей) обмотке.
Остальные детали для простого источника питания можно купить: тумблер или малогабаритный выключатель (р и с. 2), индикаторная лампочка ЛИ на 12 — 14 вольт, лучше типа МН-37, четыре диода типа Д7 (с любой буквой) или им аналогичные, проволочный реостат на 50 — 100 ом и мощностью 2 — 4 вт, электролитический конденсатор любого типа с емкостью 10 — 50 мкф и рабочим напряжением 15 — 20 вольт.
Для более надежной работы на дороге НО можно включить в каждое «плечо» выпрямительного моста по два диода Д7 параллельно (на рисунке показано пунктиром), на дороге Н1 этого делать не надо.
ную лампочку Ли. Если вы элементов в свой прибор, то вариант схемы и работайте
не ошибиться. Детали Пр, Вс, Ли и П создают дополнительные удобства в работ), но не являются совершенно необходимыми.
Работает наш выпрямитель так. Напряжение сети понижается вторичной обмоткоф трансформатора примерно до 12 вольт. Это переменное напряжение с помощью диодов Д7 преобразуется в постоянное, величину которого мы регулируем (когда подключен локомотив) с помощью реостата. Для реверсирования нужно переключателем П изменить полярность выходного напряжения.
Схема конструкции простого источника питания показана на рис. 3, на котором отмечены и монтажные соединения для полного варианта принципиальной схемы, приведенной на рис. 2. Если вы делаете сокращенный вариант, то предварительно также перерисуйте монтажную схему в соответствии со своей принципиальной схемой, чтобы не делать ошибок. Размеры на рис. 3 не даны: они буду* зависеть от примененных деталей.
На Г-образном основании, согнутом из 1,5 — 2 мм алюминия, расположите все детали. На меньшей стороне укрепите два тумблера, индикаторную лампочку, гнезда для подключения питания к дороге и шнур питания. Предохранитель укрепите в непосредственной близости от трансформатора! Трансформатор, монтажную плату с диодами и электролитический конденсатор расположите на большей стороне основания. Для защиты деталей от повреждений и пыли сделайте чехол (из любого материала, можно даже из картона). В чехле обязательно сделайте отверстия для вентиляции полупроводниковых диодов. Не забудьте при изготовлении трансформатора Тр1 собрать его сердечник «вперекрышку», т. е. так, чтобы все четные и все нечетные пластины «смотрели» в одну сторону (например: 1-я, 3-я, 5-я и т. д. — вверх, а 2-я, 4-я, 6-я и т. д. — вниз). Если вы применяете готовый трансформатор, то тоже обязательно надо перебрать его сердечник «вперекрышку». Это нужно сделать потому, что выходные трансформаторы приемников) и телевизоров собираются, как правило, «встык» (все «III» с одной стороны, а замыкающие пластины — другой). А для наших условий необходим минимальный зазор, который получается только при сборке «вперекрышку».
Итак, простой выпрямитель легко собрать, он дешевле покупного, его можно использовать не только для питания локомотивов дорог НО и HI, но и для питания микродвигателя других электрифицированных игрушек. Однако такой выпрямитель имеет и ряд отрицательных сторон: недостаточная мощность для одновременной работы двух локомотивов дороги НО, идущих по одной колее; необходимость neperf реверсированием уменьшать скорость движения локомотива, чтобы не повредить электродвигатель локомотива при переключении направления движения на полной скорости; невозможность применить различные устройства автоматизации: светофоры, стрелки и т. п.
Эти недостатки можно устранить, если изготовить более сложный и более универсальный источник питания.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Этот источник питания {обладает большей мощностью, позволяет плавно ререрсировать движение локомотивов дороги НО (для дороги HI количество локомотивов может быть увеличено до четырех) и питать все необходимые автоматические устройства. Схема универсального источника питания показана на рис. 4. Она не намного сложней схемы, показанной на рис. 2, но для нее и трансформатор Тр2 и регулировочный реостат приходится или переделывать из подходящих, или полностью наматывать самостоятельно. Основой трансформатора Тр2 могут бть выходные трансформаторы от приемников «СтреНа», «Беларусь», «Рига-10» или им подобные. Хорошие результаты дает использование накального трансформатора от телевизора «Рубин», но и здесь необходимо перемотать обмотку.
ПРИНЦИП РАБОТЫ СХЕМЫ (р и с. 4). Схема универсального источника питания еостроена на двух двухпо-лупериодных выпрямителях Ш1 и Д2, ДЗ и Д4) таким образом, что от одной понижающей обмотки мы получаем два выпрямленных напряжения разных полярностей (работу этой схемы можно рассматривать и как мостовую схему рис. 2, но имеющую отвод от середины понижающей обмотки трансформатора). На выходе одного из выпрямителей стоит конденсатор С1, а на выходе другого — конденсатор С2. Специальная конструкция регулировочного реостата позволяет одной и той же ручкой выполнять|и реверсирование и плавную регулировку скорости. Врт как это делается.
На одном общем основании у нас находятся два разных реостата (для этого мы просто разделяем обмотку реостата на два участка), один из которых |«аб») регулирует движение локомотива в одну сторону, а другой («вг») — в противоположную. Специальная схема включения обмоток нашего реостата позволяет нам регулировать движение локомотива. Когда движок реостата R находится в точке «а», скорость движения наибольшая, а направление движения соответствует знаку « — », при перемещении движка вправо мы вводим в цепь все большее и большее сопротивление, и скорость движения локомотива уменьшается. Можно так подобрать величину сопротивления реостата, что в точке «б» величина тока будет недостаточной, чтобы локомотивы двигались. В промежутке «бв» движок реостата отключается от резисторов «аб» и «вг». Поэтому даже в случае, когда мы не смогли подобрать сопротивление резисторов такой величины, когда локомотив должен останавливаться, он все равно здесь остановится. При дальнейшем перемещении движок соединится с точкой «в» резистора «вг». В этом случае в нашу цепь будет включено большое сопротивление, и локомотив или не сможет двигаться или будет двигаться с минимальной скоростью, но уже в направлении, соответствующем знаку «+». При перемещении движка в точку «г» мы получим максимальную скорость движения локомотива.
Как видите, такое «раздвоение» регулировочного реостата позволяет отказаться от специального переключателя и дает возможность очень бережно реверсировать мотор локомотива, что удлиняет срок его службы.
Индикаторная лампочка и системы автоматики не требуют регулировки напряжения питания, поэтому они включены до резисторов «аб» и «вг». Для индикаторной лампочки безразлично, каким током она питается, и поэтому она включена на переменный ток (сразу к выводам обмотки II). Так же, как и в простом источнике питания, здесь тоже можно не включать предохранитель Пр, выключатель Вк и индикаторную лампочку Ли.
САМОДЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР. Для самодельного трансформатора Тр2 можно использовать любое, подходящее по сечению среднего керна, железо. Важно, чтобы эта величина была не менее 6 см2. Мы дадим описание трансформатора на железе Ш-22 с набором 33 мм (сердечник накального трансформатора телевизора «Рубин» типа ЯХ4.700.001).
Аккуратно распилите алюминиевую скобу-экран, снимите обойму и выньте пластины сердечника. Если предполагается работать только от сети 110/127 вольт, то перематываются лишь три низковольтные обмотки. Их надо смотать и на освободившееся место аккуратно намотать одну обмотку со средней точкой (80+80 витков) провода диаметром 0,96 — 1,2 мм. Если трансформатор будет работать от сети 220 и 110/127 вольт, то придется сматывать все обмотки и наматывать новые: первичную из 570 витков провода диаметром 0,33 — 0,35 мм и 800 витков провода диаметром 0,23 — 0,25 мм и вторичную из 160 витков провода диаметром 0,96 — 1,2 мм с отводом от середины (см. рис. 5).
САМОДЕЛЬНЫЙ РЕГУЛИРОВОЧНЫЙ РЕОСТАТ. В качестве основы для такого реостата можно использовать любой проволочный переменный резистор с общим сопротивлением от 100 до 200 ом и с допустимой мощностью рассеивания 2 — 4 вт (наиболее доступны проволочные резисторы — регуляторы фокусировки некоторых типов телевизоров). Аккуратно снимите крышку и отверните винты, крепящие полоску изоляционного материала с намотанной на ней проволокой. Вынув эту полоску, спилите мелким надфилем несколько витков (можно аккуратно перекусить один-два витка) и смотайте с середины полоски столько витков, чтобы движок резистора не имел контакта с проводом. От получившихся двух новых точек резистора «б» и «в» надо сделать дополнительные отводы с помощью полосок жести или латуни. Затем все аккуратно соберите. Получится переменный резистор с пятью выводами: один от движка и четыре от двух половинок нашего нового резистора. Но мы будем использовать только три вывода.
Ряд операций по переделке переменного резистора и схемы показаны н а рис. 6.
КОНСТРУКЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ. Этот прибор, в отличие от предыдущего, имеет более мощные выпрямительные диоды типа Д202 (можно Д203, Д204 и Д205), которые устанавливаются на специальной пластине-радиаторе на слюдяных шайбах (шайбы продаются вместе с диодами). Шнур питания и гнезда удобнее расположить тоже на задней стенке. Совершенно другой является монтажная схема. А внешне этот прибор похож на предыдущий и отличается от него, в основном, только размерами.
Основой конструкции является Г-образная пластина из алюминия или алюминиевых сплавов, на передней (малой) стороне которой располагаются резистор регулировки скорости и реверсирования, индикаторная лампочка и выключатель питания (лампочку и выключатель, как мы уже говорили, можно не ставить). На большей стороне шасси располагаются трансформатор, два электролитических конденсатора и силовые диоды на специальной плате. Обратите внимание на изоляцию корпуса электролитических конденсаторов от шасси (основания). Размеры основания и футляра выбираются по имеющимся деталям. Их расположение и монтажная схема показаны на рис. 7.
Итак, мы решили основную задачу: обеспечили себя источниками питания. Без источников питания невозможно применить в игре различные автоматические приспособления: светофоры, тупики, стрелки и т. п.
Теперь можно перейти к, изготовлению самих автоматов. Начнем со светофора.
СВЕТОФОР
Прежде чем переходить к описанию схемы светофорного поста, надо познакомиться с работой и основными параметрами реле.
Известно, что если намотать медные изолированные провода на железный сердечник и пропустить по проводам электрический ток (постоянный!), то железный сердечник станет электромагнитом.
Это явление и положено в основу работы реле. По обмотке реле пропускается постоянный электрический ток — железный сердечник намагничивается и притягивает к себе железную пластинку — якорь. Соединив с якорем небольшой рычажок, мы можем нажимать им на пружины-контакты и включать или выключать цепи. Различают два состояния реле: когда его обмотка
обесточена и когда обмотка под током. Состояние контактов при обесточенной обмотке принято называть «нормальным». Если имеется только два контакта, то они в нормальном состоянии могут быть замкнуты или разомкнуты. Тогда в оабочем состоянии они разомкнутся или замкнутся. Если взять три контакта (группу), то они будут работать, как переключатель. Схематически обмотку реле принято изображать в виде прямоугольника. Различные варианты положения контактов показаны на рис. 8. Внимательно оазберитесь с ними, иначе трудно будет понять дальнейшее описание.
Среди различных режимов работы реле есть очень нужный для нас: «самоблокировка». В этом случае, включив на очень короткое время реле (как говорят инженеры: «подав импульс напряжения»), мы оставим его включенным до тех пор, пока существует напряжение питания схемы автоматики. Реле сможет выключиться только при получении специальной команды. Этот режим показан на рис. 9, где даны соответствующие пояснения.
Разобравшись с работой реле в различных режимах (рис.ч8 и 9), можно переходить к знакомству с работой светофорного поста.
Для светофорного поста надо иметь специальные рельсы с контактом, который будет соединяться с рельсом в момент, когда по этому рельсу идет локомотив. Такое звено можно приобпести, а можно и сделать самим. На имеющихся в наборе рельсах сделайте контакт по образцу, показанному на рис. 10. Нужны также две лампочки типа СМ-37. Они рассчитаны на напряжение 24 вольта, но свечение их вполне достаточно и при 12 вольтах, а срок службы резко увеличивается.
Реле можно взять любого типа, срабатывающее при напряжении 8 — 10 вольт и с двумя группами контактов на переключение (один контакт мы не используем). Лучше всего подойдут нам реле типа РЭС-6 ФФ0.452.102) и РЭС-9 (РС4.524.202). Можно использовать и по два реле типа РЭС-10 или РЭС-15 (они имеют только по одной группе контактов и поэтому надо обмотки двух реле соединить параллельно), но такое использование их нецелесообразно.
Как работает наш пост! На рис. 11 показано два соединенных друг с другом поста (их может быть и больше). Когда локомотив своим металлическим обо-дом соединит контакт К1 с рельсом, соединенным с общим проводником питания нашей дороги, то через обмотку реле Р. пойдет ток, и реле сработает. При этом контакт реле 1 — 3 соединится с контактом 1 — 1 и обеспечит режим самоблокировки. Одновременно с этим погаснет зеленая лампочка 1 поста и загорится квасная. Поезд движется дальше и замыкает своим ободом контакт К2. Размыкаются контакты 2 — 2 и 2 — 1, гаснет зеленая лампочка второго поста, и тут же (соединились контакты 2 — 1 и 2 — 3), загорается красная. Но ведь одновременно размыкаются контакты 2 — 4 и 2 — 5, разрывается цепь питания обмотки реле пеового поста, и там загорается зеленый свет!
Таким образом, красный огонек светофора будет сопровождать наш локомотив, все же остальные светофоры будут зеленые.
Чтобы легче разобраться с работой четырех светофоров, на рис. 12 даны схемы свечения лампочек при движении локомотива слева направо. В первой момент, когда только включен наш выпрямитель, все светофоры будут иметь включенным зеленый свет. Как только локомотив проедет мимо первого поста, сра-
ботает его реле и загорится красная лампочка. Проезжая мимо второго поста, локомотив и здесь включит красный свет, а на первом посту одновременно выключит красный и включит зеленый свет. То же будет происходить и на третьем и на четвертом постах.
КОНСТРУКЦИЯ ОДИНОЧНОГО СВЕТОФОРНОГО ПОСТА. Светофор и участок железной дороги с дополнительным контактом можно объединить или сделать отдельным блоком. Все размеры, которые указаны на рис. 13, даны для Дороги НО. Если вы хотите сделать светофор для дороги HI, то пользуйтесь размерами, поставленными в скобки. Как видно из рисунка, этот светофор выполнен в виде отдельного блока.
Из твердой березовой или буковой дощечки вырежьте брусочек и просверлите в нем два отверстия для лампочек. Из жести вырежьте два козырька и плотно вставьте их в отверстия. Проверьте, хорошо ли входят лампочки. Если плохо, то подпилите отверстия. Теперь из жести вырежьте тонкую полоску, согните ее в виде буквы С и вставьте в брусочек снизу. Основание светофора можно выполнить из деревянной планочки или рамки, закрытой сверху тонким гетинаксом. Собрав все детали светофора, убедитесь, что они хорошо подогнаны друг к другу.
Окуните лампочк в красный и зеленый лак, выньте и стряхните излишки лака. После того, как лак просохнет, проверьте цвет свечения лампочек. Если цвета различаются не очень четко, то повторите окраску еще раз.
Теперь можно собирать и монтировать светофор. Так как лампочки будут работать очень долго, то их выводы просто припаяйте. Это и надежнее и, главное, позволит сделать светофор в соответствующем масштабе. После сборки и выполнения монтажа электрических соединений (р и с. 14) надо проверить работу светофора и только после этого покрасить его черным нитролаком.
Если у вас есть достаточные навыки в работе с паяльником и вы можете аккуратно вырезать детали из жести, то светофор можно целиком сделать жестяным. Все детали светофора надо спаять с помощью специальной деревянной оправки (без нее очень трудно зафиксировать положение деталей: одну деталь будете припаивать, а другие — отпаяются).
Не меньший интерес, чем работа светофоров, вызывает работа тупичка. Когда поезд попадает в тупик, то сам останавливается, зажигается синяя или красная лампа и может быть подан звуковой сигнал.
ТУПИК
Когда пути неожиданно кончаются, то поезд может сойти с рельс. Если просто поставить тупик, то тоже может произойти авария. Надо сделать электрифицированный тупик, при котором не будет «аварий», а игра станет гораздо интереснее.
Электрическая схема тупика показана на рис. 15.
ДЛИНА ПУТИ «АБ» должна быть больше или равна длине состава. Когда локомотив или вагон надавит на контакт Кт микродвигателя Мв, реле Р сработает и встанет на самоблокировку (это нужно для того, чтобы не было самопроизвольного выключения и включения нашей схемы при случайном отходе поезда от контакта). При этом разомкнется участок пути «аА» и выключится напряжение питания с тупикового участка пути. Одновременно с этим загорится сигнальная лампочка Лс или включится звуковой сигнал (например, зуммер). Это все можно включить и параллельно. Чтобы вывести поезд из тупика, надо изменить полярность напряжения питания (сделать реверс) и вернуть схему тупика в исходное положение — поезд задним ходом выедет из тупика. Для возвращения тупика в исходное положение необходимо нажать кнопку Кн.
Эскиз конструкции тупика показан на рис. 16. В небольшой коробочке (ее лучше сделать из плексигласа) располагаются все элементы схемы. Слева устанавливается миниатюрный выключатель, контакты от реле или просто две пружинные полоски латуни так, чтобы пои легком нажатии) происходило их замыкание. Лампочку можно приклеить клеем БФ-2, предварительно припаяв к мой поовплочные выводы. Реле Р устанавливается на боковой рышке тупика, рядом с кнопкой, и таким образом вбсь электрический монтаж оказывается выполненным на внутренней части корпуса. Это очень удобно, так как мы можем, перевернув тупик, легко проверить все соединения и устранить неисправности.
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ
Пульт управления Является наиболее простым по схеме и конструкции устройством. Но оно несколько усложнится, еспи вы! пожелаете сделать еще и световые сигналы. В этом случае используются контактные группы от реле (нафимер, типа РС-13), позволяющие
одновременно замыкать две изолированные электрические цепи. Одна цепь используется для включения сигнальной лампочки, а другая — для переключений в схеме управления (например, светофора, тупика и т. п.).
Основой конструкции являются обрезки гетинаиса, тонкой фанеры или плексигласа. Части конструкции могут быть склеены, свинчены или склепаны друг с другом. Все варианты настолько просты, что не нуждаются в дополнительных пояснениях и могут быть выполнены по принципиальным схемам и эскизам конструкций, показанным на рис. 17.
СТАНЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
В этом выпуске мы даем эскизы простейших станционных неавтоматизированных сооружений: платфЬрм и станции. Все их размеры приведены на чертежах рис. 18. При их изготовлении можно использовать самые различные материалы: от жести до плотной бумаги. Очень хорошо сделать станционные сооружения из тонкого декоративного стеклотекстолита, соединив части с помощью маленьких угольников и заклепо.
Тщательно склеенная из бумаги и покрашенная конструкция может выглядеть даже лучше, чем собранная из других материалов. Главное — терпение и аккуратность.
Очень оживляют станционные сооружения фигурки людей и животных, которые можно вырезать из плотной бумаги или вылепить из пластилина и обязательно укрепить на устойчивом основании. Рост фигурки взрослого человека должен быть около 20 мм.
В следующем выпуске мы расскажем о других Инструкциях: автоматические стрелки, поворотный круг, депо, электрофицированные мосты и переезды, тоннели и т. п. Там же мы дадим общую схему нашей электрифицированной и автоматизированной железной дороги.
|
