Электронно-механический спидометр для мотолодки

Данный электронно-механический спидометр (ЭМС) позволяет измерять расстояние, пройденное лодкой, и скорость в диапазоне 4—50 км/ч с точностью не менее 5%. Питается прибор от источника напряжением 6—12 В; мощность потребляемого тока — до 120 мА.

В качестве датчика применена крыльчатка, конструкция которой аналогична используемым на электронных лагах для яхт (см. например, «КЯ» № 72). Линейная зависимость частоты вращения крыльчатки от скорости позволяет легко измерить пройденное расстояние.

На одной из лопастей крыльчатки закреплен магнит, который вызывает периодическое замыкание контактов геркона К1. При этом в цепочке R1 — C1 — R3 формируются запускающие импульсы, которые через диод V1 поступают на ждущий мультивибратор, собранный на транзисторах V2 и V4. С выхода мультивибратора через коллектор транзистора V4 снимаются импульсы постоянной длительности. При параметрах времязадающей цепи R6 — С2 длительность импульсов составляет 1,5 мкс. Через эмиттерный повторитель V5 импульсы поступают на детектор средних значений V6 — С5 — R10, а затем на стрелочный индикатор ИГЛ. Показания индикатора пропорциональны частоте следования импульсов, а следовательно, и скорости движения.

С коллектора V4 импульсы поступают также на делитель частоты, выполненный на логических микросхемах серии 155. Коэффициент деления при использовании семи триггеров можно установить любой в пределах от 1 до 27. При скорости движения 50 км/ч (13,9 м/с) и размерах крыльчатки, указанных на чертеже, частота следования импульсов составляет 150 Гц. Чтобы измерить пройденный путь с точностью 10 м, коэффициент деления должен быть равен 112.


С выхода делителя импульсы положительной полярности и амплитудой 2,4 В поступают на ключевой каскад на транзисторе V7, управляющий работой электромеханического счетчика Р1. С приходом каждого импульса показания счетчика изменяются на единицу в младшем разряде, что соответствует 10 м пройденного пути.

Одним из наиболее ответственных узлов ЭМС является датчик. От тщательности его изготовления во многом зависит работа прибора, его точность и надежность. Корпус датчика сделан из латунной трубки 1 с внутренним диаметром 35 мм и толщиной стенки 1 мм. Втулки 3 из бронзы Бр.АЖ-9-4, припаянные снаружи трубки, являются подшипниками датчика.

Внутри корпуса помещен геркон 2. Для повышения надежности его работы вся внутренняя часть датчика вместе с герконом залита эпоксидным клеем 4. Четырехлопастная крыльчатка собирается из двух деталей, вырезанных из латуни, пайкой припоем ПОС-60. После сборки крыльчатку следует тщательно отбалансировать, так как при скорости лодки 50 км/ч частота ее, вращения достигает 5000 об/мин. Отстояние оси крыльчатки от торца трубки (размер А = 12 мм) уточняется при калибровке прибора. При изготовлении корпуса датчика его нужно выбрать с запасом, а затем уменьшить, обрезав торец трубки 1.

Конструктивно электронная часть схемы выполнена на печатной плате из фольгированного текстолита и помещена в металлический корпус размерами 130X65X30 мм. Измерительный прибор — индикатор и счетчик размещены на передней панели лодки.

Датчик нужно укрепить на транце лодки на кронштейне таким образом, чтобы крыльчатка выступала ниже плоскости днища на 0,5—1 см.

Схема ЭМС собрана на резисторах типа МЛТ-025, конденсаторах КТ-1, К50-6. Микросхемы серии 155 можно заменить серией 133 без изменения схемы.

При настройке прибора отключают датчик, на вход схемы подают прямоугольные импульсы положительной полярности амплитудой 1—2 В с частотой следования 112 Гц. При этом счетчик должен изменять свои показания через 1 с. Подстроечным резистором R11 устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую скорости 36 км/ч. Изменяя частоту генератора от низких значений до 150 Гц, проверяют линейность шкалы спидометра. Более точную градуировку производят после установки ЭМС на лодке и проведения нескольких контрольных заездов на мерной линии. Если окажется, что прибор занижает показания, необходимо несколько уменьшить размер А.

Описанный ЭМС успешно эксплуатировался в течение трех сезонов.