Продолжение. 

Механизм поворота мишени

При попадании луча "лазерно­го пистолета" в "голову" мишени (точка 4, рис. 1) сама мишень по­ворачивается на 90 градусов, а за­тем возвращается в прежнее поло­жение. Для осуществления этой операции предусмотрен механизм поворота.

Несущим элементом для разме­щения деталей механизма поворо­та мишени и коммутирующих эле­ментов служит крышка корпуса. Крышка изготовлена из пластмас­сы. Габаритные размеры крышки корпуса 0160 мм, толщина 5 мм.

Кинематическая схема меха­низма поворота мишени приведе­на на рис. 16.

 Кинематическая схе­ма поворота мишени функциониру­ет следующим образом.

Движителем механизма являет­ся электродвигатель, который при помощи малой шестерни приводит в движении большую шестерню и мишень, установленные на общем валу.

Общий вал запрессован в цен­тральный подшипник, установлен­ный в середине крышки корпуса. Эскиз центрального подшипника и вала приведены на рис. 17.

В корпусе центрального под­шипника запрессованы два одно­рядных радиальных подшипника №1000084 по ГОСТ 8338 с вне­шним диаметром 9 мм и внутрен­ним диаметром 4 мм.

В верхней части вала размеща­ется узел крепления мишени, а в нижней части - поводок постоян­ного магнита.

Электронная мишень (рис. 1) устанавливается на узел крепле­ния, эскиз которого приведен на рис. 18.

Узел крепления мишени уста­навливается на общий вал, где зак­репляется при помощи винтов М2. Мишень вставляется в разъем XS1 и закрепляется при помощи фик­сатора и винта М2. Эскиз фикса­тора приведен на рис. 19. Сам фик­сатор закрепляется на скобе узла при помощи двух винтов М1,2. На фиксаторе при помощи двух вин­тов М1,8 закрепляется хомутик для крепления кабеля.

      

Внешний вид узла крепления мишени с установленным фиксато­ром приведен на рис. 20.

Для "программирования" дви­жения мишени используется схема управления механизмом поворота с датчиками положения. Датчики положения расположены на рассто­янии 90 градусов друг от друга. Схема расположения датчиков по­ложения приведена на рис. 21.

Управление датчиками поворо­та осуществляется при помощи по­стоянного магнита, установленно­го на поводке, и также укреплен­ного на общем валу механизма. Эскиз деталей поводка магнита приведен на рис. 22.

        

Датчики положения

При изготовлении устройства поворота мишени возникли значи­тельные трудности определения положения мишени. Использова­ние контактных датчиков типа стандартных концевых выключате­лей или контактных групп различ­ных реле показали невозможность применения подобных устройств, особенно при использовании мало­мощных электродвигателей.

Наиболее оптимальным в такой ситуации оказалось использование магнитных датчиков положения, реализованных с применением магнитоуправляемых микросхем (МУМ). В качестве активных эле­ментов датчиков используются оте- чественные микросхемы типа К1116КП9 или К1116КП10, что не исключает возможности примене­ния иных типов униполярных МУМ с приемлемыми параметрами [3, 4]. Принципиальная электрическая схе­ма датчика положения с использо­ванием МУМ приведена на рис. 23.

Принцип работы датчика поло­жения предельно прост. При воз­действии на чувствительный эле­мент МУМ магнитного поля посто­янного магнита (с индукцией более В_ср) на выходе микросхемы появля­ется сигнал, что, в свою очередь, приводит к зажиганию светодиода HL1.

Основные параметры МУМ типа К1116КП9 и К1116КП10 приведе­ны в таблице 2, а габаритный чер­теж - на рис. 24.

              

Все элементы схемы (рис. 23) размещены на печатной плате типа "слепыш". Габаритные размеры платы 12,6x22x1,5 мм. На лицевой стороне платы размещена магни- тоуправляемая схема (DA1) типа

К1116КП9, а на обратной - бескор­пусной светодиод (HL1) типоразме­ра 1206, бескорпусной резистор (R1) и 3-х контактный разъем (ХР1) типа LPS-R. Внешний вид магнит­ного датчика положения приведен на рис. 25.

На плате расположено три от­верстия 02 мм. Два нижних отвер­стия предназначены для крепления датчика, верхнее отверстие служит для крепления ограничителя дви­жения поводка магнита.

Комплект датчиков состоит их двух единиц: левого и правого, ко­торые отличаются местом располо­жения разъема ХР1.

В комплекте с датчиками ис­пользуется постоянный магнит, из­готовленный из сплава "самарий- кобальт". Габаритные размеры маг­нита - 06 мм, высота 4 мм. Индук­ция магнита - порядка 100 мТл. Расстояние срабатывания датчика составляет от 3 до 5 мм.

Ток потребления магнитных датчиков положения составляет, не более, 10 мА при напряжении пи­тания 5 В.

Схема управления механизмом поворота

Принципиальная электрическая схема управления механизмом по­ворота приведена на рис. 26.

Принципиальная электрическая схема механизма поворота мишени состоит из двух узлов: усилителя по­стоянного тока (УПТ), реализованно­го на транзисторах VT1 и VT2, и узла коммутации электродвигателя (УКЭ), реализованного на транзи­сторах VT3 и VT4 и микросхеме DD1. Элементы DD1.1 и DD1.2 представляют собой триггер с дву­мя устойчивыми состояниями. К входам (1 и 7) триггера подключе­ны датчики положении (В1 и В2).

Кнопочный выключатель SB1 служит для проверки работоспо­собности схемы. Микросхемы DA2 и DA3 - стабилизаторы напряже­ния 5 В, DA1 - стабилизатор напря­жения 3 В.

Механизм поворота мишени функционирует следующим обра­зом.

В исходном состоянии мишень повернута лицом к "стрелку". Маг­нит находится в верхнем положении напротив датчика В1 (см. рис. 21). Реле К1 и К2 обесточены, электро­двигатель (М1) через контакты реле 3-5 подключен к эмиттеру транзистора VT2. При засветке фотодиода FD1 (см. рис. 2) на кон­такте 6 разъема ХР1 появляется сигнал, который через коммутаци­онную плату поступает на вход

(ХР4) усилителя постоянного тока (рис. 26). В цепи эмиттера транзи­стора VT1 возникает ток, приводя­щий в движение мотор М1. Время включения транзистора определя­ется параметрами дифференциру­ющей цепочки R1, С1. Величина напряжения на контактах электро­двигателя (ХР5) устанавливается при помощи подстроечного резисто­ра R2 и не должна превышать 3 В.

Вращение электродвигателя приводит к повороту мишени и по­водка магнита (см. рис. 21). Маг­нит перемещается к датчику В2, в результате чего триггер (DD1) пе­реходит в противоположное состо­яние. На выводе 5 микросхемы DD1.2. появляется сигнал, приво­дящий к включению реле К1, К2. Мотор М1 через контакты реле 3-4 подключается к источнику DA1 и начинает вращаться в обратную сторону.

Магнит устанавливается напро­тив датчика В1, триггер и мишень возвращаются в исходное состоя­ние до следующего попадания.

Детали и элементы механизма поворота мишени. В механизме поворота исполь­зован маломощный 3-х вольтовый электродвигатель типа JCL9B 10 фирмы Yamaha (024x12,6 мм). Не­посредственно на валу электродви­гателя укреплена малая капроно­вая шестерня 07 мм, а на общем валу большая капроновая шестер­ня 068 мм.

Транзисторы VT1 и VT3 - типа КТ315, транзисторы VT2 и VT4 - типа КТ814. Микросхема DD1 ("2И-НЕ" с открытым выходом) - типа CD40107В.

В схеме использованы два реле типа РЭС15 (паспорт РС4.591.005), включенные последовательно (за неимением в распоряжении авто­ра иных).

В качестве кнопочного выклю­чателя SB1 использована тактовая кнопка типа TS-A1PS-130. Микро­схемы стабилизаторов напряжения DA2 и DA3 - типа 78L05, a DA1 - типа 78L03.

Элементы принципиальной схе­мы механизма поворота (рис. 26) размещены на двух печатных пла­тах с габаритными размерами 26x50x1,5 мм и 30x35x1,5 мм. На первой плате установлены элемен­ты УПТ, а на второй - УКЭ. Вне­шний вид плат механизма поворо­та мишени приведен на рис. 27.

На платах также установлены разъемы для подключения источ­ников питания и электродвигателя и необходимых соединений (на схе­ме рис. 26 не показаны).

( ОКОНЧАНИЕ СЛЕДУЕТ )