Датчиком угла вымпельного ветра является однофазный сельсин типа А-8 с номинальным напряжением питания 45 В и частотой 400 Гц. Для снижения потребляемого тока и упрощения конструкции питание его осуществляется пониженным напряжением — 3 В, что лишь незначительно сказывается на точности показаний, так как сельсин работает практически в режиме холостого хода.
Принципиальная схема электронного указателя включает в себя генератор синусоидального напряжения и измерительную часть. Использование в схеме микросхем позволило значительно упростить конструкцию и снизить потребляемую мощность.
Генератор собран на микросхеме А1. Резисторы R1, R3 и конденсаторы C1, С2 образуют частотозадающую цепь Частота выходного напряжения определяется по формуле:
где f — частота в герцах, С — емкость в микрофарадах, R — сопротивление в килоомах.
На транзисторе VT1, диодах VD1, VD2 и элементах R4, С4 собран стабилизатор амплитуды выходного напряжения UB, которое поступает на роторную обмотку сельсина.
ЭДС, наводимые в статорных обмотках, суммируются микросхемой А2, преобразуются в ее выходной ток и далее в угол поворота стрелки индикатора, в качестве которого использован микроамперметр. Элементы R11, С6 определяют постоянную времени измерительной части. В данном случае эта постоянная составляет одну секунду. Это означает, что скачкообразное изменение угла ветра будет отработано за 3—4 секунды. Этого достаточно для того, чтобы стрелка индикатора не реагировала на качку яхты.
Резистор R9 служит для установки максимального значения отклонения стрелки при угле вымпельного ветра, равном 90°. Производится эта установка следующим образом. После включения прибора, вращая рукой ротор сельсина, добиваются наибольшего отклонения стрелки индикатора. Затем меняя сопротивление резистора R9, устанавливают стрелку на последнее деление шкалы. Это показание индикатора и будет соответствовать направлению вымпельного ветра под 90° к ДП судна.
Конденсаторы С3, С5 служат для коррекции частотных характеристик микросхем.
Питание схемы осуществляется от двухполярного источника напряжением ±6 В. При этом потребляемый схемой ток от каждого плеча источника не превышает 9 мА. Прибор сохраняет работоспособность при напряжении питания в пределах ±3—12 В. В случае питания от аккумуляторных батарей общий провод схемы подключается между равным количеством банок в батарее. Амплитуда суммарного напряжения, снимаемого с датчика, зависит от угла поворота ротора по закону синуса то есть шкала индикатора заведомо нелинейна. Это удобно, так как углы ветра от полного бейдевинда до полного бакштага практически не несут ценной информации, в то время как лавировочные углы (включая и лавировку на фордевинде) желательно видеть с возможно большей точностью.
В данной схеме в качестве индикатора использован микроамперметр типа М24 с током полного отклонения стрелки 50 микроампер. Шкала переделана и проградуирована в градусах. При желании можно использовать микроамперметр с нулем посередине шкалы, что даст возможность автоматически указывать галс, которым идет яхта. При этом потребуется незначительное изменение схемы Однако следует учесть, что рабочая часть шкалы индикатора на каждом галсе уменьшится вдвое. Это неудобно для рулевого, так как снижается точность и наглядность показаний в условиях гонки, когда нет времени надолго сосредоточить внимание на приборе
Схема собрана на печатной плате размером 60X 45 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.
Налаживание прибора сводится к установке максимального отклонения стрелки индикатора при курсовом угле к вымпельному ветру 90° и выбору постоянной — константы времени измерительной части (элементы R11, С6).
Конструкция датчика традиционна, с выносом его несколько вперед и выше топа мачты на выстреле из стальной нержавеющей трубки 10X1. Внутри трубки 13 пропускается кабель 2 с проводами от сельсина Для защиты сельсина от воздействия атмосферных осадков на ось его надевается сальник 10 (фетровая шайба толщиной 2—3 мм) и крышка 4, в крепежные отверстия в дне аккуратно заливается расплавленный парафин до заполнения полости между корпусом сельсина и дном.
В отверстия крышки ввинчены два штока из двухмиллнметрового латунного прутка, законтренные гайками М2. К одному штоку (6) крепится крыло флюгера, а к другому (8) — балансир, уравновешивающий крыло.
После опробования полностью собранной конструкции на берегу датчик жестко крепится на топе мачты и устанавливается вместе с ней на яхте. Для привязки показаний датчика к ДП яхты работают вдвоем. Один человек поднимается на беседке на мачту, ослабив винты 5, вставляет вертикально отвертку в верхнее отверстие крышки и начинает медленно поворачивать ось сельсина. При этом другой рукой он должен удерживать крышку с флюгером по оси ДП яхты (удобно для этого заранее на берегу заметить вдалеке ориентир). Ось сельсина вращается до тех пор, пока снизу от помощника не поступит команда о нулевом показании индикатора (α=0°; 180°). В этом положении затягиваются винты 5, а отверстие под отвертку в крышке залепляется кусочком пластилина. После этого прибор готов к работе.