Игрушка представляет собой крутильный маятник, совершающий периодические вынужденные вращательные колебания. Источником механической энергии является малогабаритный электродвигатель (виброзвонок сотового телефона), управляемый электронным узлом, схема которого показана на рис. 1. На транзисторах VT1 и VT2 собраны ключи, поочерёдно открывающиеся и пропускающие токи разной полярности через обмотку электродвигателя М1. Управляет работой транзисторов микросхема CD4060BE (DD1), которая представляет собой 14-разрядный двоичный счётчик со встроенными элементами для построения RC- генератора. Элементы R4 и С2 задают частоту этого генератора. С помощью цепи R1C1 счётчик обнуляется при включении питающего напряжения. Диоды VD1 и VD2 — развязывающие.
Рис. 1
Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, показаны на рис. 2. Маятник может находиться в трёх состояниях: усиление колебаний (нарастание угла поворота маятника), ослабление колебаний (плавное уменьшение угла поворота вплоть до полной остановки) и состояние покоя. Эти режимы обеспечиваются элементами R2, R3, VD1 и VD2. С выхода Q6 (вывод 4) через резисторы R2 и R3 импульсы поступают на базы транзисторов VT1 и VT2. В зависимости от состояния выходов Q9 и Q10 (выводы 13 и 15) диоды VD1 и VD2 будут блокировать прохождение этих импульсов. В состоянии покоя оба диода открыты, импульсы на базы транзисторов не поступают, и они закрыты, поэтому электродвигатель обесточен. В режиме усиления колебаний оба диода закрыты, транзисторы поочерёдно открываются и в результате через электродвигатель протекают разнополярные импульсы тока. В режиме ослабления колебаний отрывается только один из транзисторов и через электродвигатель протекают однополярные импульсы тока.
Рис. 2
Большинство элементов смонтированы на односторонней печатной плате из стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 3. Применены резисторы МЛТ, С2-23, конденсаторы — К10-17. Транзистор КТ315В можно заменить транзистором серий КТ315, КТ3102, транзистор КТ361В — транзистором серий КТ361, КТ3107, диоды 1N5818 —диодами 1N5817, 1N5819, Д310, кнопка — B170G. Микросхема установлена в панель.
Рис. 3
Конструкцию маятника поясняет рис. 4. Основанием служит плата 1. На ней закреплены стойки-держатели 11 (две штуки) батарей и собственно маятник. Изготовление конструкции начинают именно с него. Два стальных «позолоченных» шарика 4 (пули для пневматического пистолета) припаивают к отрезку стальной проволоки 5 диаметром 0,5…0,7 и длиной 50…70 мм. Ось 12 длиной 20..30 мм изготовлена из такой же проволоки, к ней припаивают отрезок с шариками. Получившуюся крестовину соединяют с валом двигателя 2 с помощью отрезка 3 ПВХ изоляции от монтажного провода. Этот отрезок необходимо с усилием надеть на проволоку и ось виброзвонка, предварительно эксцентрик с вала виброзвонка удаляют.
Рис. 4
В верхней части оси 12 делают петлю, в которую вставляют кольцо пружины 7 (изъята из привода автомобильного CD-проигрывателя). Пружину надо подобрать не слишком упругую. Была применена пружина длиной около одного сантиметра, диаметр намотки — 3 мм, проволока — диаметром 0,15 мм. Верх нее кольцо пружины крепят к отрезку проволоки 8 с петлёй. Отрезок вставляют в сквозное отверстие пластмассового стакана 9 (изготовлен из стойки крепления от корпуса бытовой РЭА) и оборачивают вокруг него. Ко второму стакану 16 приклеивают двигатель 2.
Собранную таким образом колебательную систему крепят к скобе 10 из стальной проволоки диаметром 3 мм. На её концы надевают и приклеивают стаканы 9 и 16. Расстояние между концами скобы подбирают таким образом, чтобы пружина растянулась на 1,2… 1,5 длины в свободном состоянии.
Скобу 10 приклеивают секундным клеем к пластмассовому кубику 14, а его, в свою очередь, — к основанию 15 (ротор двигателя компьютерного DVD-привода). Выводы обмотки двигателя соединяют с переходной платой 13 (прямоугольный отрезок фольгированного стеклотекстолита) медными обмоточными проводами ПЭВ-2 0,2, свитыми в спираль. Переходную плату приклеивают к основанию 15. Маятник готов. В заключение к крестовине приклеивают проволочную фигурку 6 (три отрезка провода ПЭВ-2 0,35). Основание 15 приклеивают к плате в последнюю очередь. Со стороны печатных проводников по краям платы приклеены четыре резиновых амортизатора диаметром 3.. .4 и высотой 2.. .3 мм.
Каждая из батарей составлена из двух элементов типоразмера ААА (рис. 5). Элементы крепят к плате 1 с помощью стоек-держателей 4, изготовленных из отрезков односторонне фольгированного текстолита размерами 5×95 мм. К ним припаяны стальные проволочные (от стальных канцелярских скрепок) фиксирующие петли 2, минусовые 5 и плюсовые 3 контакты. Чтобы не было короткого замыкания между плюсовыми и минусовыми контактами, в нижней части стоек-держателей фольга перерезана.
Рис. 5
Налаживание проводят в следующем порядке. Временно отключают диоды VD1 и VD2 и подборкой резистора R4 добиваются возникновения устойчивых кручений маятника. После подключения диодов подборкой резисторов R5 и R6 добиваются устойчивой работы устройства с импульсным потребляемым током 30…45 мА.
Видео работы маятника (скачать)
Автор: Д. МАМИЧЕВ, п. Шаталово Смоленской обл.