Юный техник, 2005 № 06

Главная и самая трудоемкая часть устройства — концентратор солнечных лучей. Его роль могут выполнять линза или вогнутое зеркало, но они очень дороги. Более приемлема система из плоских зеркал, свет от которых направлен на котел.

Интересен концентратор, предложенный Б. Ивановым из Новороссийска. Его можно сделать из щита ДСП и лепестков белой жести. Заготовки лепестков должны быть как можно более плоскими. Для этого их нужно вырезать из ровного листа жести при помощи резака. Каждый лепесток прибит к щиту, а потом отогнут так, чтобы отраженный от него свет попадал в нужное место. Чтобы при отгибании лепесток не смялся, по линии сгиба заранее делают надрез резаком. С таким концентратором размером 1x1 м можно сделать немало интересных опытов. В его фокусе можно вскипятить чайник или зажарить яичницу. Кстати, во время опытов берегите глаза от яркого света! Работайте только в темных очках, да не в тех, в которых ходят на пляж, а в очках газосварщика!

Но перейдем к самой паровой машине. Котел для нее можно сделать из баночки для детского питания объемом 50—100 см ³, нужно лишь впаять новое дно. Его для прочности следует сделать выпуклым, выколотив деревянным молотком, к примеру, на торце пня. После этого впаяйте его выпуклой стороной внутрь.

Для заливки котла водой просверлите отверстие и припаяйте к нему высокую гайку D=3 мм. Пробкой послужит винт с медной шайбой. Заливку водой производите при помощи шприца.

Выходящий из котла пар выносит капли воды, которые мешают работе машины. Чтобы их избежать, на выходе ставят колпачок-сухопарник. Его можно сделать из наперстка с припаянной к нему трубочкой. На нее потом наденется резиновый шланг для подачи пара в машину.

Сам двигатель проще всего сделать по схеме с качающимся цилиндром (рис. 2).

Шатун в нем отсутствует, его заменяет жестко соединенный с поршнем шток.

Цилиндр в процессе работы покачивается на специальной оси. При этом, в зависимости от положения, он подсоединяется то к паровому котлу (тогда поршень совершает рабочий ход), то дает поршню вытолкнуть отработанный пар в атмосферу.

Цилиндр машины можно сделать из латунной гильзы от охотничьего патрона.

Поршень выточите из чугуна или стали на токарном станке.

Парораспределение производится при помощи двух бронзовых или латунных золотниковых пластин. Одна из них имеет выпиленный при помощи напильника круглого сечения паз для припайки ее к цилиндру. Все остальные детали вы сможете рассмотреть на фотографии паровой машины, построенной юными техниками одной из московских школ.

Первое испытание готовой паровой машины лучше провести, подав к ней воздух от обычного автомобильного насоса. Если она сразу заработает, испытайте ее в работе от парового котла. Но на первых порах нагревайте котел не солнцем, а газовой горелкой.

Лишь после того, как паровая машина покажет свою работоспособность, можно в жаркий день установить ее паровой котел на заранее настроенный солнечный коллектор.

Работа крохотного двигателя от солнца интересна сама по себе. Но можно присоединить к его валу через ускоряющую передачу такой же насос с качающимся цилиндром (рис. 3). Тогда солнечный двигатель сможет перекачивать до 15 литров воды в час. Возможно, вам это пригодится в хозяйстве.

Д. ВАРГИН

Рисунки автора

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Гравитация подает сигнал

Мы не раз публиковали охранные устройства, измеряющие различные поля: акустическое, электрическое или электромагнитное. А сегодня предлагаем электронный сторож, реагирующий на… гравитационное поле. Природа его мало изучена, тем не менее стоит «нарушителю» приблизиться к вашему прибору, и сразу зазвучит сигнал. А обмануть прибор можно только с помощью антигравитации.

Самое же интересное — поскольку гравитационное поле проникает через любые преграды, то датчик можно расположить даже внутри стального сейфа. При этом он очень прост. Посмотрите на рисунок.

Чувствительный датчик — ящик из оргстекла, наполненный водой, в которую погружены два капилляра, уровень воды в которых изменяется при приближении человека.

Поскольку вода является хорошим токопроводом, капилляры могут служить коммутаторами электрических цепей. Для этого в них нужно ввести тонкие металлические электроды. У того капилляра, где происходит подъем уровня жидкости, нижний край электрода установите на расстоянии порядка 1–2 мм выше уровня «невозбужденного» водяного столбика. У второго капилляра, наоборот, электрод на ту же величину погрузите в воду. Третий электрод будет постоянно находиться в воде общей емкости. Так у вас получатся коммутаторы, соответственно замыкающий и размыкающий электрические цепи.

На рисунке 1 показана конструктивная схема держателей электродов — это полые колпачки, надеваемые на верхушки трубочек-капилляров. Внутрь колпачка сквозь отверстие свободно проходит электрод. Его положение фиксирует боковой винт. К верхним концам электродов припаиваются провода, идущие к электронному сигнализатору, изображенному на схеме.

Источником «звуковых» электрических сигналов служит генератор на цифровой интегральной микросхеме DD1, с четырьмя логическими ячейками типа «2ИЛИ-НЕ». Ячейки DD1.1, DD1.2 совместно с времязадающими элементами C1, R5 являются собственно генератором, а включенные параллельно ячейки DD1.3, DD1.4 играют роль предварительного усилителя мощности.

В выходном каскаде устройства стоит транзистор VT1, нагруженный трансформатором Т1 с динамической головкой ВА1.

Трансформатор может быть взят выходной от портативного радиоприемника и должен быть рассчитан на головку с сопротивлением звуковой катушки 8 Ом. Поскольку не требуется музыкальное воспроизведение сигнала, подойдет и малогабаритный динамик-«пищик» типа 0,5ГДШ-26-8.

Чтобы звуковой сигнал был убедительнее, звучал прерывисто, в схему введен еще один генератор, действующий с частотой около 1 Гц. Он «запрятан» в светодиоде HL: кроме светоизлучающего элемента, HL содержит встроенный инфранизкочастотный генератор с прерывателем тока. Когда питание подведено к светодиоду, он сам себя периодически включает и выключает.

Слабые токи коммутаторов направляются на входы 3, 9микросхемы DA1, являющейся микросборкой из нескольких слаботочных транзисторов. Когда ток с замыкающегося датчика SA1 («Л» на рис. 1) поступает на вход 9, отпирается соответствующий транзистор сборки, с коллектором которого (вход 7) связан светодиод НL1 — последний начинает последовательно включаться и выключаться, запуская и останавливая звуковой генератор, управляя входом 2ячейки DD1.1.

Поскольку датчик «П» (SA2 на рис. 2) действует в противофазе с первым, для согласования с ним в сборке DA1 задействован еще один транзистор — его вывод 4также связан со светодиодом и дублирует каналы датчиков.

При желании работу сигнализации можно сделать более информативной, если ввести еще один звуковой генератор со своим акустическим выходом и своим мигающим светодиодом; в этом случае вместо сборки используйте для связи с датчиками одиночные транзисторы серии KT315, электроды датчиков установите, как у «Л» на рисунке 1, а в схеме второго звукового генератора измените емкость конденсатора С1 на 0,033 мкФ. Тогда при приближении человека к «гравитационному» датчику слева замкнувшийся коммутатор SA1 вызовет сигнал одной тональности; подход же справа замкнет SA2, что будет сопровождаться сигналом более высокой тональности.