Юный техник, 2004 № 11 - [19]

Немного позабавившись, М.А.Дуров открыл свои секрет. В кармане артиста находилась резиновая груша со свистком Гальтона. Незаметно нажимая ее, маэстро подавал лошади сигнал, который не слышал никто, кроме нее. А она, знай свое дело, при этом постукивала копытом, что зрители принимали за цифровой код…

В годы Второй мировой войны японцы нашли свистку Гальтона более серьезное применение. В ходе войны на Тихом океане американцы не раз брали в плен небольшие японские суда. Команда сдавалась, оставляя целехоньким все самое главное: оружие, провиант, двигатели. Но раз за разом на капитанском мостике находили обломки какого-то прибора, состоявшего из жестяного рупора и трубок.

Американские разведчики, внимание которых давно привлекало умение японских судов согласованно действовать, не прибегая к каким-либо известным средствам связи, собрав воедино обломки разбитого на разных судах прибора, выяснили, что перед ними принципиально новое средство связи. В основе его был мощный ультразвуковой свисток, работавший на сжатом воздухе судового компрессора. При помощи специального устройства ультразвука изменялся в такт со звуковыми колебаниями голос капитана. Промодулированный ультразвук при помощи рупора направлялся адресату.

Принятый сигнал обрабатывали, вычитая несущую частоту, и становился слышен человеческий голос. Дальность действия такой системы связи достигала нескольких километров.

Но поговорим о конструкциях свистков. Начнем с самого простого (рис. 2).

Рис. 2.Судейский спортивный свисток.

Возьмите две полоски жести. Одну из них согните, как показано на рисунке, зигзагом, а другую — скобочкой и спаяйте между собой. Если зажать боковые отверстия изделия между большим и указательным пальцами и подуть в трубочку, может получиться свист. Если свисток молчит, придется заняться регулировкой. Она заключается в том, чтобы найти правильное положение относительно плоской трубочки конца цилиндрической части свистка.

Чистый и громкий свист получается, когда струя воздуха входит в цилиндрическую часть, делает по ней оборот и отклоняет вверх поток воздуха, выходящий из трубки. Течение в цилиндрической части прекращается, но через мгновение преграда исчезает; новая порция воздуха входит в цилиндрическую часть, делает по ней оборот, и все повторяется. В результате из щели свистка выходит поток воздуха, прерывающийся с большой частотой. Он и порождает звук.

После первого удачного опыта сделайте несколько свистков с цилиндрической частью разного диаметра от 5 до 20 мм. Чем меньше диаметр цилиндрической части, тем выше частота звука. Свисток диаметром менее 5 мм уже может давать ультразвук. Только вы его не услышите, поэтому налаживать такой свисток придется с осциллографом и микрофоном. Ультразвук вы увидите на экране в виде отрезка синусоиды. Регулировка свистка производится до получения максимальной ее амплитуды. Ну, а если нет осциллографа, постарайтесь найти общий язык с кошкой или собакой…

Описанный свисток прост в изготовлении и наладке. Но гораздо эффективнее цилиндрический свисток (рис. 3).

Рис. 3.Устройство гудка парохода.

При длине около метра он дает звук с частотой 100–150 Гц и сможет заменить гудок парохода. При длине же несколько миллиметров гудок превратится в свисток Гальтона частотой до 60 000 Гц.

На рисунке 4 вы видите ультразвуковой свисток, предназначенный для управления моделями. Он работает от резиновой груши и снабжен параболическим отражателем, направляющим звук на расстояние до 25 м. Обучив собаку реагировать на его звук, можно показывать с ней различные фокусы. Дело это непростое, поэтому на первых порах можно ограничиться простейшим свистком, а вместо собаки использовать электронную модель, описанную в рубрике ЗШР журнала.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

Рис. 4.Свисток для управления моделями:

_{1 — регулировочный винт, 2 — поршень; 3 — резонатор (резонансная полость); 4 — вставка, образующая кольцевую щель; 5 — отражатель звука; 6 — воздушная трубка.}

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Свистни!

Для подачи простейших сигналов управления — зажечь или погасить лампу, включить мотор — можно применять ультразвук. С конструкцией ультразвукового свистка вы уже знакомы. Познакомьтесь же со схемой, улавливающей сигналы для управления игрушками (рис. 1).

Рис. 1

Чувствительным элементом здесь служит миниатюрный пьезоэлектрический преобразователь ВМ1 типа АК-076, работающий на частотах до 45 килогерц. Выработанный им электрический сигнал поступает на первый усилительный каскад, собранный на транзисторе VT1 по схеме с повышенным входным сопротивлением. Построение следующего каскада, с транзистором VT2, обеспечивает его работу в режиме реле. В коллекторе VT2 установлены два последовательно соединенных светодиода HL1 и HL2. Их, например, можно смонтировать на мордашке игрушечной кошки или собачки. С ней можно даже показывать простейшие фокусы. Ведь будут видеть лишь вспышку глаз, но при этом не услышат ультразвукового сигнала — побудительной причины такой реакции.

Заметим, что электропотребление узла во время ожидания свистка составляет около 1 мА, а при срабатывании узла оно возрастает до 20 мА. Так, что батарею питания GB1 можно составить из четырех гальванических элементов типоразмера АА. Благодаря малым токовым нагрузкам электрических цепей в конструкции можно использовать резисторы мощностью 0,125 Вт.