Техника твоими руками, стр. 19

За этим и следят диспетчеры энергетических систем. Перед ними на специальных светящихся схемах изображена вся энергетическая система. На схеме видно, откуда поступает электроэнергия и кто ее потребляет.

Телемеханика дает возможность диспетчеру быстро принимать решения, быстро откликаться на все, что происходит в линиях. Хорошо, когда все идет нормально, но бывают и аварии и поломки, а заводы должны работать, лампочки должны гореть… Диспетчер приводит в действие запасные машины, отключает неисправный участок, принимает меры, чтобы туда выехала бригада для ликвидации неисправности. Диспетчер — это главный хозяин на производстве. Он командует, распределяет энергию, устраняет недостатки. И ему очень облегчают работу автоматические приборы и телемеханика.

Телемеханических систем существует много. Но в основном к ним предъявляются такие требования: надежность и дешевизна. Эти требования предъявляются не только к системам телеуправления, но и к любым машинам, к любым приборам. Они должны быть как можно более дешевыми и как можно более надежными в работе.

Созданы специальные приборы и схемы их соединения, дающие возможность по небольшому количеству проводов передавать сигналы управления, получать обратно сигналы о выполнении той или иной работы и производить различные измерения на расстоянии.

При больших расстояниях до телеуправляемых объектов очень важно, чтобы в целях экономии было как можно меньше проводов.

В самом деле, предположим, что нужно управлять десятью механизмами, расположенными в одном месте. Тогда в случае многопроводной линии нужно самое малое одиннадцать проводов: по одному к каждому механизму и один провод обратный, общий.

Техника твоими руками - i_085.jpg

При большом расстоянии такая линия будет стоить дорого. В случае же малопроводной линии достаточно иметь только два провода и приборы, которые обеспечивают управление по двум проводам.

Мы сделаем модель прибора, на которой продемонстрируем один из способов телеуправления несколькими объектами по двум проводам.

Для простоты возьмем не десять объектов, а только два, и этого будет достаточно, чтобы хорошо понять сущность телемеханики.

Представьте себе два одинаковых прибора, в которых по контактам непрерывно с одинаковой скоростью бегают пружинящие пластинки-щетки, вращающиеся от специальных электродвигателей. Если соединить проводом, идущим от батареи, обе щетки, к другому проводу через маленькие рубильники присоединить на первом приборе все контакты, расположенные по кругу, а на втором приборе — электромагнитные реле, то при равномерном вращении щеток мы по своему усмотрению можем включать любые реле.

Эти специальные приборы в дальнейшем будем называть переключателями или шаговыми распределителями.

В реальных условиях переключатели приводятся в движение не электрическими двигателями. У двигателей есть недостаток. Стоит только одному двигателю отстать от другого, как нарушится совпадение положения щеток. Одна щетка будет отставать от другой, и тогда команду будет воспринимать не то реле, которому она предназначена, а соседнее. Для устранения этого недостатка применяются другие способы передвижения щеток. Об одном из таких способов будет рассказано дальше.

Техника твоими руками - i_086.jpg

Электромагнитное реле

Вы уже делали электромагнитные реле. Их можно использовать как исполнительные реле. А сейчас изготовьте более надежные реле для пульс-пары и для восприятия сигналов — будем их называть сигнальными реле. Всего надо изготовить еще шесть реле.

Возьмите пустую катушку из-под ниток и намотайте на нее как можно больше медной изолированной проволоки диаметром около 0,3 миллиметра. Наматывать следует аккуратно, ряд за рядом, но не обязательно так строго, как были намотаны нитки. Когда вы закончите намотку, закрепите нитками конец проволоки, чтобы она не разматывалась.

Возьмите железный гвоздь толщиной 4–5 миллиметров и сделайте из него букву «П». На одну из палочек этой буквы свободно должна надеваться катушка. Ножовкой или напильником отрежьте лишнюю часть гвоздя, выходящую над катушкой, оставив кончик не более 5 миллиметров. Другую часть гвоздя, находящуюся вне катушки, сделайте на 4 миллиметра длиннее. Это вы изготовили сердечник будущего реле.

Перевернув П-образный сердечник, укрепите его вертикально на деревянной дощечке с помощью скобки, сделанной из тонкого гвоздя, и закрепите оловом место их соединения, чтобы сердечник держался устойчиво. К длинной части сердечника надо припаять согнутую Г-образную узкую полоску жести (от консервной банки) шириной 5–6 миллиметров. Это якорь реле. Теперь наденьте на более короткую часть сердечника катушку, отогнув предварительно якорь. Затем верните его на место. Нужно, чтобы он на несколько миллиметров не доходил до короткой части сердечника. Реле почти готово. Осталось сделать контакты.

Техника твоими руками - i_087.jpg

Один кусочек провода диаметром 0,3 миллиметра надо припаять к сердечнику, а другой — к тонкой медной пластинке, которую нужно укрепить на торцовой части катушки и подвести под конец якоря реле.

Все концы проводов (их четыре) надо вывести к зажимам, укрепленным на дощечке. Можно ограничиться даже вбитыми маленькими гвоздиками, а дальнейшие соединения осуществлять скручиванием зачищенных концов и пайкой.

Теперь осталось отрегулировать реле. Батарейка от карманного фонаря будет источником тока. Присоедините один конец провода катушки к полюсу батарейки и касайтесь другого полюса вторым концом. Надо добиться, чтобы жестяной якорек реле, притягиваемый сердечником, касался при этом медного контакта.

При отключении батарейки якорь благодаря своей упругости должен отходить вверх.

Техника твоими руками - i_088.jpg

Лампочка, присоединенная к другой батарейке через провода, идущие от контактов, при включениях и выключениях реле должна загораться или гаснуть.

Три новых реле должны иметь нормально разомкнутые контакты, а три — нормально замкнутые. Нормально замкнутые контакты сделайте, расположив неподвижный контакт не под якорем, а над ним.

Пульс-пару сделайте из одного реле с нормально замкнутыми и одного реле с нормально разомкнутыми контактами.

Одно из реле пульс-пары должно срабатывать с некоторым замедлением. Для этого нужно к сгибу якоря припаять еще одну узенькую жестяную полоску (ее подберите опытным путем). Тогда вследствие увеличения упругости места сгиба якоря реле будет срабатывать немного медленнее.

Чтобы пульс-пара во время своей работы включала и выключала еще одну электрическую цепь, к реле с нормально замкнутыми контактами приделайте под якорь еще один контакт. При размыкании одного контакта другой при этом будет замыкаться и включать нужную электрическую цепь.

Техника твоими руками - i_089.jpg

Шаговый распределитель

Для дальнейшей вашей работы необходимо изготовить два шаговых распределителя. С их помощью вы сможете, пользуясь минимальным количеством проводов, управлять несколькими приборами или механизмами.

Сделайте простейшие шаговые распределители. Они не будут настолько совершенны, чтобы само-контролироваться, но с их помощью вы сможете проследить, как работают более сложные устройства.

Шаговый распределитель состоит из электромагнита, якоря с собачкой, храпового колеса, щетки и диска с контактами.

В книге С. Д. Клементьева «Телеавтоматика» (Учпедгиз, 1955 г.) достаточно подробно описано, как сделать электромагнит и храповик.

Мы позволим себе привести здесь выдержку из этой книги.

«Берут стальной болтик длиной около 35 миллиметров. На длине 30 миллиметров от головки болтик обвертывают жестью так, чтобы его диаметр получился не менее 8 миллиметров. Это будет сердечник электромагнита. На него наматывают два-три слоя бумаги. Под головку приклеивают круглую щеку диаметром в 20 миллиметров, а внизу — квадратную щеку со стороной 20 миллиметров. На получившийся каркас аккуратно наматывают около 800 витков изолированного провода диаметром 0,25—0,30 миллиметра.