Электронные игрушки

Принцип работы игрушек-аттракционов, показанных на вкладке, основан на взаимодействии полей постоянного магнита и электромагнита. Постоянный магнит укреплен на подвижной части игрушки, а электромагнит, питающийся пульсирующим током, — снизу игрушки, против постоянного магнита. Когда в обмотке электромагнита появляется ток, вокруг ее сердечника возникает магнитное поле, которое, в зависимости от направления тока в ней, притягивает постоянный магнит, а вместе с ним подвижную часть игрушки, или, наоборот, отталкивает. В результате игрушка оживает — качели начинают качаться, макет ракеты — совершать круговые движения.

Обмотки электромагнитов питаются импульсами тока прямоугольной формы, источником которых служит мультивибратор на транзисторах Т1 и Т2. Частоту следования импульсов мультивибратора (примерно от 20 до 60 в минуту) можно изменять переменным резистором R3. Импульсы тока усиливаются транзистором ТЗ, снимаются с его коллекторной нагрузки R6 и через резисторы R7 и R9 открывают транзисторы Т4 и Т5 электронных реле. В эти моменты в обмотках электромагнитов Эм1 и Эм2, включенных в коллекторные цепи транзисторов Т4 и Т5, токи резко увеличиваются, вокруг их сердечников возбуждаются магнитные поля, которые и вступают во взаимодействие с постоянными магнитами подвижных частей игрушки.

В электронном устройстве можно использовать любые маломощные низкочастотные транзисторы с коэффициентом передачи тока Вст от 10 и больше. Диоды Д1 и Д2, шунтирующие обмотки электромагнитов, плоскостные, например серии Д7 с любым буквенным индексом. Резисторы могут быть любых типов, электролитические конденсаторы — К50-3, К5С-6. Все эти детали можно смонтировать на картонной, фанерной или гети-наксовой плате размерами примерно 50X100 мм. Плату вместе с батареей питания (две. батареи 3336Л, соединенные последовательно) размещают в подставке игрушки. Электромагниты самодельные. Для их сердечников надо использовать прутки малоуглеродистой стали диаметром 12—13 и длиной 43—45 мм или сердечники негодных электромагнитных реле типа РКП. Щечки обмоток с внешним диаметром 28—30 мм картонные, из тонкой фанеры или гетинакса. На сердечник между щечками надо намотать 260—2800 витков провода ПЭВ-1 или ПЭД 0,24—0,25. Сопротивление обмотки постоянному току, намотанной таким проводом, будет около 65 Ом.

Устройство качелей-перекладнны и схема взаимного размещения постоянных магнитов и электромагнитов игрушки показаны на вкладке. Постоянные магниты квадратного или прямоугольного сечения длиной по 25—30 мм (или пластинчатого вида от магнитных защелок) замаскированы в канавках па концах пластмассовой или деревянной перекладины в виде бруска длиной 130—150, шириной 15—20 и толщиной 10—12 мм. К концам перекладины сверху прикреплены легкие (по 10—15 г), одинаковые по массе (весу) куклы или фигурки животных. Электромагниты размещают под площадкой из гетинакса или органического стекла толщиной 2—3 мм так, чтобы их сердечники оказались против одноименных полюсов постоянных магнитов, обращенных к концам перекладины. Изменить полярность электромагнитов можно, поменяв местами выводы обмоток. Перекладина качелей должна быть уравновешена и без заметного трения качаться на проволочной стойке, расположенной на высоте 30—35 мм от поверхности основания.

Длительность импульсов тока в обмотках электромагнитов выбрана такой, чтобы качели успели прийти в движение. Каждый последующий импульс заканчивается до перехода качелей из одного положения в другое, и обратное движение качелей начинается от следующего импульса. В игрушке-аттракционе Ракета оба электромагнита, прижатые друг к другу разнополярными торцами, укреплены на фанерном основании и замаскированы тканью под цвет песка или травы. На наружные торцы наклеены кусочки картона. Постоянный магнит укреплен на проволочном коромысле, который вместе с ракетой совершает почти полный оборот вокруг неподвижной оси. Коромысло уравновешивается противовесом, находящимся на другом его конце.

Принцип работы этой игрушки, как и качелей-перекладины, основан па взаимном отталкивании одноименных магнитных полей электромагнита и постоянного магнита. Но время движения ракеты по круговой траектории значительно больше времени перехода качелей из одного положения в другое, поэтому и пауза между импульсами тока в обмотках электромагнита должна быть продолжительнее. Сделать это можно, увеличив емкость конденсатора С2 до 200—500 мкФ. Более точно паузу между импульсами подбирают переменным резистором R3 во время испытания игрушки.

В подвесных качелях использован один электромагнит, расположенный под углом около 45° к плоскости основания. Кукла укреплена на фанерной площадке, снизу к которой приклеен пластинчатый постоянный магнит (от магнитной защелки). Длина проволочной подвески качелей может быть в пределах 140—150 мм.

Поскольку в игрушке используется один электромагнит, на плате электронного устройства смонтировано одно (любое) электронное реле. На торец электромагнита, обращенный к магниту качелей, наклеен тонкий картон. Надо, кроме того, поменять местами включение резистора R2 и цепочки резисторов R3R4, чтобы можно было регулировать как длительность, так и частоту повторения импульсов тока в обмотке электромагнита. Во время импульса качающаяся площадка с постоянным магнитом подходит к торцу электромагнита и притягивается им. По окончании импульса, когда поле электромагнита начинает исчезать, качели под действием силы тяжести движутся в обратном направлении, затем вновь возвращаются к электромагниту и притягиваются им в момент возникновения следующего импульса. И так до тех пор, пока не разрядится батарея или будет выключено питание.