ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРЕНАЖЕР ВЕЛОСИПЕДИСТА

May 29, 2010 by admin Комментировать »

И. Иванов

Тренировка велосипедистов, особенно в зимнее время, проводится на специальных велосипедных станках, кото­рые не имеют каких-либо средств контроля. Это затруд­няет работу тренеров и не позволяет оценивать резуль­таты тренировки. Вниманию читателей предлагается устройство, позволяющее при тренировках на любом ве­лосипеде или на велосипедном станке определять экви­валентный пройденный путь, .фиксировать время прохо­ждения этого пути, а также определять скорость «дви­жения» в км/ч.

clip_image002

Puс. 1. Принципиальная схема измерителя дистанции

Объем представленных материалов рассчитан на по­вторение устройства в радиокружках организаций ДОСААФ, Дворцов пионеров, а также отдельными радиолюбителями.

Публикуемое устройство разработано на базе схем электронных счетчиков, часов и частотомеров, описание которых приводилось в журнале «Радио» начиная с 1975 г. авторами С. Бирюковым, С. Алексеевым и дру­гими.

Принципиальная схема измерителя дистанции приве­дена на рис. 1. Датчиком измерителя дистанции является фотоэлектрическое устройство, состоящее из осветителя H1, модулятора света М и фототранзистора VI. Модуля­тор представляет собой алюминиевый диск с обрезинен-ным ободом и тремя прорезями для прохождения света от осветителя HI к фототранзистору VI. Прорези распо­ложены под углом 120°. Длина окружности по ободу равна точно 300 мм, Модулятор установлен в шариковых подшипниках и пружиной прижимается к среднему ва­лику велосипедного станка. Во время вращения этого валика вращается и модулятор, обеспечивая подачу све-товых импульсов на фототранзистор VI.

Модулятор поворачивается на 120° при «прохожде­нии» велосипедистом 10 см пути. Импульс света, по­падающий на фототранзистор VI, преобразуется в элек­трический импульс, открывающий транзистор V2. Им-пул%сы усиливаются транзистором V3 и подаются на вывод 4 микросхемы D2.2. При наличии на выводе 5 этой микросхемы уровня логической единицы импульсы проходят через микросхему D2.3 и поступают на шести­разрядный счетчик, выполненный на микросхемах D3…D6, Q8, D10. Три старших разряда счетчика индицируют его состояние с помощью дешифраторов D7, D9, D1L Инди­цируемые цифры соответствуют расстоянию в кило­метрах, пройденному велосипедистом.

Включают и отключают счетчик выключателем S1, который, в зависимости от его положения «Пуск» или «Стоп», через микросхемы D1 и D2.1 при открытом тран­зисторе V8 устанавливает на выводе 5 микросхемы D2.2 уровень логической единицы или нуля, обеспечивая раз­решение или запрет на прохождение импульсов от тран­зистора V3 на счетчики D3…D11.

Для установки показаний счетчика в нулевое состоя­ние предусмотрен выключатель S2, выполняющий эту же задачу и для счетчика времени. В тренажере есть также переключатель S3, который позволяет при тренировках или контрольных прикидках устанавливать фиксирован­ные дистанции, обозначенные на шкале переключателя. При прохождении велосипедистом заданной дистан­ции с соответствующих выводов дешифраторов D7, D8, D11 через переключатель S3 подается низкий потенциал на базу транзистора V8, последний закрывается, что при–водит к установке логического нуля на выводе 5 микро­схемы D2.2 и запрету прохождения сигналов на счетчик. При этом счетчик останавливается, а индикаторы Н2…Н4 (на схеме не показаны) будут показывать пройденный путь в километрах. Одновременно с остановкой указан­ного счетчика от вывода 11 микросхемы D1.4 через рези­стор R13 на базу транзистора V7 (рис. 2) подается уро­вень логической единицы, транзистор V7 открывается, прекращая поступление счетных импульсов на счетчик времени. Индикаторы этого счетчика будут показывать время, затраченное на прохождение заданной дистанции.

Принципиальная схема измерителя времени приведе­на на рис. 2, Измерение времени для тренировочных це­лей не требует высокой точности, поэтому в качестве датчика времени используют мультивибратор, собранный на транзисторах V3 и V5. Частота колебаний на выходе равна 100 Гц. Применение дополнительной стабилизации напряжения стабилитроном VI обеспечивает погрешность измерения времени в пределах ±1,0 с за час, что соответ­ствует точности обычных механических секундомеров. Импульсы от мультивибратора проходят через транзи­сторы V6 w V7 на вход Т микросхемы D1, когда тран­зистор V7 закрыт. Управляется транзистор V7 выключа­телем S1 «Пуск — Стоп» или автоматически через пере­ключатель S3 (см. рис. 1). Для снижения стоимости и. упрощения индикации счетчик выполнен на микросхемах К176. Для дешифрации использованы транзисторы КТ315В, которые можно заменить сборками К1НТ661А.

Счетчик времени .принят семиразрядным с индика­цией шести цифр, в часах, минутах и секундах с десятыми долями, например — 5 ч 59 мин 59,9 с. Наличие в счетчиках десятых долей секунды важно при трениров­ках и контрольных прикидках, особенно на дистанциях 200 м, 500 м, 1 км, 4 км, характерных для гонок на вело­треках.

clip_image004

Рис. 2. Принципиальная схема измерителя времени

Принципиальная схема измерителя скорости приве­дена на рис. 3. Здесь применен трехразрядный счетчик такого же типа, как в счетчике времени, но с периодиче­ской индикацией скорости в км/ч. Индикаторы времени в интервале времени 3,6 с показывают скорость. Установ­ка показаний на 0 происходит за время около 30 мкс.

Цикл повторяется через каждые 7,2 с. Измеритель работает следующим образом. Счетные импульсы от вы­вода 4 микросхемы 02.2 (см. рис. 1) поступают на вывод 1 микросхемы D4.1, и далее проходят через тран­зистор VI на вывод 4 микросхемы D5, но только в том случае, когда на выводе 2 микросхемы D4.1 устанавливается уровень логической единицы. При наличии на этом выводе уровня логического нуля счетные импульсы на счетчик не проходят и он останавливается. Формиро­вание временного интервала в 7,2 с и логической едини­цы и нуля на выводе 8 микросхемы D3 производится мультивибратором на транзисторах V5 и V7 с последую­щим делением микросхемами DL..D3 его частоты со 111 Гц до 0,139 Гц.

Гашение индикаторов Н1…НЗ на время ведения счета и установка показаний на 0 производится микросхемой D4.2, транзисторами V2, V8, V9 и конденсатором СЗ, снимающими напряжение с сеток индикаторов Н1...НЗ и кратковременно закрывающими транзистор V2.

clip_image006

Рис. 3. Принципиальная схема измерителя скорости

clip_image007

Рис. 4. Принципиальная схема источника питания

Принципиальная схема источника питания приведена на рис. 4.

Трансформатор 77 выполнен на магнитопроводе ПЛМ 20X32X58 от трансформатора ТС-40, Все обмотки намо­таны проводом марки ПЭВ-2, данные обмоток помещены в табл. 1.

В качестве фотодатчика применен транзистор МП39Б со спиленной верхней частью, как это рекомендовано журналом «Радио» (1973, № 4, с, 52), Этот тоанзистор имеет хорошую частотную характеристику и стабильные параметры. Допускается применение фоторезисторов, которые могут работать при частотах модуляции света до 200 Гц. В устройстве использованы резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы в мультивибраторах рекомендуется применить с фторопластовым диэлектриком, электроли­тические конденсаторы К50-6.

clip_image008

Рис. 5. Лицевая панель устройства

clip_image009

Рис. 6. Схема установки фотодатчика на велостанке

Индикаторы ИВ-12 морено заменить на ИВ-6 с уче­том цоколевки и корректировки рабочих напряжений.

Вращающийся модулятор света М и его неподвиж­ная часть представляют собой переносную конструкцию.

Таблица I

Данные обмоток трансформатора питания

Обмотка

Число вит­ков

Диаметр про­вода, мы

Примечание

I

1220

0,14

Обмотки I и II намотаны на одном стержне

IIа

30

0,44

II6

9

0,7

IIIа

1130

0,14

Обмотки III, IV, V намотаны на одном стержне

IIIб

124

0,25

IV

57

0,2

V

38

0,44

Неподвижную часть крепят к раме велостанка или к полу и на ней устанавливают осветитель HI и фототран­зистор V1 (см. рис. 1).

Органы управления и индикаторы можно разместить на пульте так, как показано на рис. 5, а датчик на вело­станке — как на рис. 6.

Налаживание устройства в основном сводится к проверке исправности применяемых элементов и под­гонке частоты следования импульсов мультивибраторов подбором значения сопротивления базовых резисторов.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты