Выпуск 38  Просто о сложном  Дай лапу, Шарик

Игрушка представляет собой забавную фигурку собачки, сидящей на задних лапках; ее передние лапки опущены (рис. 1.23). Игрушечного Шарика, как и живого щенка, можно научить подавать лапку. Пока Шарик этого делать не умеет. Если поднять ему лапку, она упадет снова. При свистке лапка останется неподвижной. Но если несколько раз поднять Шарику лапку и одновременно давать свисток, то у него выработается "рефлекс": он станет поднимать лапку, едва услышит свисток. Если некоторое время не закреплять выработанный условный рефлекс, то он угасает.

Принципиальная электрическая схема игрушки показана на рис. 1.24. Она состоит из блока акустического реле, блока "условного рефлекса" и блока питания. Звуковой сигнал (свисток) преобразуется микрофоном ВМ1 в электрический сигнал, усиливается транзистором VTI и подается на транзистор VT2. Усиленное напряжение через конденсатор СЗ подается на выпрямитель (VDI, VD2, С4), работающий в режиме удвоения напряжения. Выпрямленный сигнал снимается с конденсатора С4 и через резистор R4 подается на базу транзистора VT2, вводя его в режим насыщения. Транзистор VT2 открывается, и реле.К7 срабатывает.

Подвижная лапка собачки состоит из плеча и кисти (рис. 1.25). Плечо имеет в средней части отверстие 01 для оси, с помощью которой лапка собачки присоединяется к туловищу. Отверстие 02 предназначено для шарнирного соединения лапки с тягой Т электромагнита YAI. Кроме того, на плече укрепляются контактные пружины SB 1. Кисть шарнирно сочленена с плечом в точке 03. Она имеет кулачок (выступ), обеспечивающий замыкание контактов SBI в том случае, если лапку поднимают, взявшись за кисть; когда лапка поднимается под воздействием электромагнита YAI и тяги Т, контакты SBI остаются разомкнутыми.

Если поднимать лапку собачки, взявшись за кисть, контакты SBI замыкаются, но напряжение на обмотку теплового реле КК1 не поступает, так как разомкнуты контакты К1.1. При подаче свистка контакты К1.1 замыкаются, но это не вызывает возникновения тока в цепи, если разомкнуты контакты SBI: контакты КК1.1 также остаются разомкнутыми. Таким образом, до обучения собачка не реагирует на звуковые сигналы. При подаче свистка одновременно с подниманием лапки на некоторое время замыкаются контакты К1.1 и SBI, и через обмотку теплового реле КК1 протекает ток, вызывая нагревание биметаллической пластинки. После нескольких таких совпадений биметаллическая пластинка вследствие нагрева изогнется настолько, что начнет оказывать давление на контакты теплового реле КК1.1, замыкая их. Теперь достаточно звукового сигнала, чтобы замкнувшиеся контакты К1.1 подали напряжение на обмотку электромагнита YAI; железный сердечник, втягиваясь в катушку, воздействует на тягу и через нее - на лапку, которая и поднимается.

Выработанный таким образом условный рефлекс сохраняется до тех пор, пока биметаллическая пластинка не охладится настолько, что контакты КК1.1 разомкнутся. После этого условный рефлекс пропадает: собачка перестает реагировать на свисток. Однако, если время от времени подкреплять выработанный условный рефлекс, поднимая лапку при подаче свистка, то рефлекс сохраняется.

В автомате-игрушке используются следующие детали: транзисторы ГП-РТ2типа МП42Б; в качестве микрофона ВМ1 используется капсюль ДЭМШ-1; реле K1 типаРЭС-10 (паспорт РС4.5 24.308); диоды VDI, VD2 типаД9Ж; в качестве электромагнита YAI используется магнитная система реле с втяжным якорем типа ЭП-1. Биметаллическую пластинку можно взять от любого теплового реле или установить готовое реле.

Тепловое реле нетрудно изготовить. Для этого следует взять биметаллическую пластинку размерами 10 Х 70 мм, а контакты использовать от старого электромагнитного реле. Обмотку нагревателя изготовляют из куска спирали от электроплитки. Длина спирали подбирается такой, чтобы нагревание биметаллической пластинки происходило достаточно быстро и на обучение собачки требовалось всего несколько опытов. Выработка условного рефлекса должна наступать после пяти — семи подниманий лапки, а забывание рефлекса — через 1,5—2 мин.

Если в окружающей среде имеется высокий уровень звуковых помех (в помещении, где демонстрируется игрушка, шумно), то нужно уменьшить чувствительность игрушки к звуковым сигналам, регулируя усиление с помощью потенциометра R2.

Сердечник сетевого трансформатора набран из пластин Ш20 Х 20 мм. Обмотка I трансформатора имеет 2700 витков провода ПЭЛ 0,15; обмотка II 120 витков провода ПЭЛ 0,31; обмотка III 50 витков провода ПЭЛ 1,0.

Монтаж выполняется на небольшой панели, которая устанавливается в корпусе. На средней стенке корпуса за декоративной решеткой укрепляется микрофон. Корпус служит также подставкой для фигурки собачки. Электромагнит вместе с механизмом подъема лапки монтируется внутри тела собачки и закрывается тканью или мехом таким образом, чтобы детали конструкции не были заметны.

Игротека автоматов
Д. М. Комский, Б. М. Игошев