Електронний покажчик вимпельного вітру (Консультації
Описуваний електронний покажчик вимпельного вітру досить простий по конструкції, легкий і точний прилад із малим споживанням струму. З однаковим успіхом прилад можна застосувати як на крейсерських, так і невеликих гоночних яхтах.
Датчиком кута вимпельного вітру є однофазний сельсин типу А-8 з номінальною напругою живлення 45 і частотою 400 Гц. Для зниження споживаного струму і спрощення конструкції живлення його здійснюється зниженою напругою - 3 В, що лише незначно позначається на точності показань, оскільки Сельсін працює практично в режимі холостого ходу.
Принципова схема електронного покажчика включає генератор синусоїдальної напруги і вимірювальну частину. Використання у схемі мікросхем дозволило значно спростити конструкцію та знизити споживану потужність.
Генератор зібраний на мікросхемі А1. Резистори R1, R3 і конденсатори C1, С2 утворюють частотний ланцюг Частота вихідної напруги визначається за формулою:
де f – частота в герцах, С – ємність у мікрофарадах, R – опір у кілоомах.
На транзисторі VT1, діодах VD1, VD2 та елементах R4, С4 зібраний стабілізатор амплітуди вихідної напруги UB, яка надходить на роторну обмотку сельсина.
ЕРС, що наводяться в статорних обмотках, підсумовуються мікросхемою А2, перетворюються на її вихідний струм і далі в кут повороту стрілки індикатора, як використаний мікроамперметр. Елементи R11, З6 визначають постійну часу вимірювальної частини. У цьому випадку ця постійна становить одну секунду. Це означає, що стрибкоподібна зміна кута вітру буде відпрацьована за 3-4 секунди. Цього достатньо для того, щоб стрілка індикатора не реагувала на хитавицюяхти.
Резистор R9 служить для встановлення максимального значення відхилення стрілки при куті вітру, що вимпельного, рівному 90°. Проводиться ця установка в такий спосіб. Після увімкнення приладу, обертаючи рукою ротор сельсина, домагаються найбільшого відхилення стрілки індикатора. Потім змінюючи опір резистора R9, встановлюють стрілку на останній поділ шкали. Це показання індикатора і відповідатиме напрямку вимпельного вітру під 90° до судна.
Конденсатори С3, С5 служать корекції частотних показників мікросхем.
Живлення схеми здійснюється від двополярного джерела напругою ±6 В. При цьому споживаний схемою струм від кожного плеча джерела не перевищує 9 мА. Прилад зберігає працездатність при напрузі живлення в межах ±3-12 В. У разі живлення від акумуляторних батарей загальний провід схеми підключається між рівною кількістю банок батареї. Амплітуда сумарної напруги, що знімається з датчика, залежить від кута повороту ротора за законом синуса, тобто шкала індикатора свідомо нелінійна. Це зручно, тому що кути вітру від повного бейдевінду до повного бакштагу практично не несуть цінної інформації, тоді як кути лавіровки (включаючи і лавіровку на фордевінді) бажано бачити з якомога більшою точністю.
У цій схемі як індикатор використаний мікроамперметр типу М24 зі струмом повного відхилення стрілки 50 мікроампер. Шкала перероблена та проградуйована у градусах. За бажання можна використовувати мікроамперметр з нулем посередині шкали, що дасть можливість автоматично вказувати галс, яким йде яхта. Однак слід врахувати, що робоча частина шкали індикатора на кожному галсі зменшиться вдвічі. Це незручно для кермового, тому що знижуєтьсяточність та наочність показань в умовах гонки, коли немає часу надовго зосередити увагу на приладі
Схема зібрана на друкованій платі розміром 60X 45 мм із одностороннього фольгованого склотекстоліту.
Налагодження приладу зводиться до встановлення максимального відхилення стрілки індикатора при курсовому вугіллі до вимпельного вітру 90° та вибору постійної константи часу вимірювальної частини (елементи R11, С6).
Конструкція датчика традиційна, з виносом його трохи вперед і вище за топу щогли на пострілі зі сталевої нержавіючої трубки 10X1. Всередині трубки 13 пропускається кабель 2 з проводами від сельсина Для захисту сельсина від впливу атмосферних опадів на вісь його надягає сальник 10 (фетрова шайба товщиною 2-3 мм) і кришка 4, в отвори кріплення в дні акуратно заливається розплавлений парафін Сельсин і дном.
В отвори кришки вкручені два штоки з двомілнметрового латунного прутка, законтрені гайками М2. До одного штока (6) кріпиться крило флюгера, а до іншого (8) - балансир, що врівноважує крило.
Після випробування повністю зібраної конструкції на березі, датчик жорстко кріпиться на топі щогли і встановлюється разом з нею на яхті. Для прив'язки показань датчика до ДП яхти працюють удвох. Одна людина піднімається на альтанці на щоглу, послабивши гвинти 5, вставляє викрутку вертикально у верхній отвір кришки і починає повільно повертати вісь сельсина. При цьому іншою рукою він повинен утримувати кришку із флюгером по осі ДП яхти (зручно для цього заздалегідь на березі помітити вдалині орієнтир). Вісь сельсина обертається доти, доки знизу від помічника не надійде команда про нульове показання індикатора (α=0°; 180°). У цьому положенні затягуються гвинти 5, а отвір підвикрутку в кришці заліплюється шматочком пластиліну. Після цього прилад готовий до роботи.