Схема спидометра показана на рисунке.

Датчиком в нем является выключатель SА1, обозначенный на схеме несколько необычно. Это обозначение принадлежит геркону — герметизированному контакту. Геркон представляет собой запаянную стеклянную колбу, внутри которой размещены два контакта — концы их находятся друг над другом на небольшом расстоянии. В исходном состоянии контакты разомкнуты. Но стоит приблизить к геркону постоянный магнит так, чтобы контакты оказались в его поле (рис. б), как концы контактов намагнитятся, притянутся друг к другу и замкнутся. При удалении магнита контакты вновь размыкаются (рис. а).

Установив геркон на передней вилке велосипеда и прикрепив магнит к спицам колеса (рис. в), получим датчик скорости. При вращении колеса магнит будет проходить вблизи геркона и магнитным полем замыкать его контакты. За каждый оборот колеса контакты замкнутся один раз. Чем больше скорость вращения колеса, а значит, скорость движения велосипеда, тем чаще будут замыкаться контакты геркона. Остается подсчитать число замыканий в единицу времени и определить скорость. А зная длину окружности колеса, нетрудно определить и пройденный путь. Но делать эти подсчеты будет электроника.

Итак, вернемся к схеме устройства. Контакты датчика SА1 подключены к зажимам ХТ1 и ХТ2. Периодически замыкаясь, контакты соединяют левый по схеме вывод конденсатора С1 с общим проводом (плюс питания). При этом каждый раз конденсатор, заряжающийся в перерывах между замыканиями через резисторы R1 и R2, разряжается через резистор R2 и контакты. В итоге в момент размыкания контактов на резисторе R2 появляется импульс напряжения отрицательной полярности. Через диод VD2 он подается на специальное формирующее устройство, собранное на транзисторах VT1, VТ2. Это ждущий мультивибратор, нужен он вот для чего.

Длительность замыкания контактов геркона и длительность пауз между замыканиями непостоянна и зависит от скорости вращения колеса. Так же непостоянна будет и длительность импульсов, выделяющихся на резисторе R2. «Обрабатывать» такие импульсы сложно, поэтому и поставлен формирователь импульсов — ждущий мультивибратор. Независимо от колебаний длительности и амплитуды входных импульсов выходные будут строго постоянны. Длительность их зависит от емкости конденсатора С2, амплитуда — от напряжения питания, подаваемого на ждущий мультивибратор. Частота же следования импульсов определяется частотой замыкания контактов геркона.
Выходные импульсы мультивибратора, снимаемые с резистора R8, поступают далее на каскад, выполненный на транзисторе VТЗ,— это эмиттерный повторитель. Амплитуда импульсов на эмиттере транзистора практически равна амплитуде импульсов на базе. При каждом импульсе через резистор R9 и стрелочный индикатор РА1 протекает ток, и стрелка индикатора отклоняется. Чем чаще следуют импульсы, тем больше средний ток через индикатор, тем больше угол отклонения стрелки, свидетельствующий об увеличении скорости движения велосипеда.

Но ведь в промежутках между импульсами стрелка может возвращаться на нулевую отметку шкалы, иначе говоря, стрелка может колебаться, затрудняя отсчет показаний. Чтобы этого не происходило, параллельно индикатору поставлен оксидный (раньше называли электролитический) конденсатор СЗ. Он заряжается во время каждого импульса и в паузах между импульсами сохраняет напряжение. Стрелка индикатора не успевает возвращаться на нуль, и колебания ее едва заметны (если, конечно, стабильна скорость движения велосипеда). Предельная скорость, которую может измерить спидометр, зависит от тока полного отклонения стрелки индикатора и сопротивления резистора R9 (поэтому он и обозначен знаком подбора параметра — «звездочкой»).

Теперь об определении пройденного расстояния. Как вы уже знаете, оно зависит от длины окружности колеса велосипеда и числа его оборотов, то есть числа импульсов, поступивших с датчика. Эти импульсы и нужно подсчитать. Делается это с помощью каскада на транзисторе VТ4.

На базу транзистора поступают импульсы с эмиттерного повторителя через резистор R10 (он ограничивает ток базы и подбирается в зависимости от коэффициента передачи используемого транзистора). При каждом импульсе транзистор VТ4 открывается и подключает электромеханический счетчик В1 к источнику питания GВ1 (естественно, когда питание включено выключателем SА2). Сколько импульсов поступит, на столько единиц изменятся показания счетчика. Остается умножить это значение на длину окружности колеса — и получится цифра пройденного расстояния.

Хорошо, если счетчик имеет кнопку сброса показаний, тогда достаточно делать это перед каждым этапом и по прохождении этапа заносить показания в блокнот. Если же кнопки сброса нет, придется записывать показания счетчика перед каждым этапом и по ним определять протяженность того или иного отрезка пути.

Питается спидометр от источника напряжением 9 В. Поскольку оно со временем падает (источник истощается), для питания самого спидометра применен простейший стабилизатор напряжения, состоящий из стабилитрона VD1 и резистора R11. Напряжение на стабилитроне будет около 5,6 В даже при изменении питающего напряжения на 1,5—2 В.

Какие детали понадобятся для этого прибора? Геркон желательно взять с возможно большей чувствительностью и небольших габаритов, например, КЭМ-1А. Магнит тоже должен быть небольшой, но достаточно сильный, чтобы он мог замыкать контакты геркона на расстоянии не ближе 10 мм. Устанавливая эти детали, помните, что при вращении колеса центр магнита должен проходить точно напротив контактов (как правило, они расположены посередине колбы).

А как быть, если геркона нет? Выход простой — воспользоваться любыми электрическими контактами, способными замыкаться при вращении колеса. Это может быть, например, микровыключатель кнопочный, на кнопку которого будет надавливать установленная на колесе металлическая пластина. Подойдет и такой вариант — на вилке прикрепите пружинящую пластину, изолировав ее от корпуса велосипеда, а на спицах установите такую же пластину, надежно соединенную с корпусом. При вращении колеса пластины будут касаться друг друга один раз за оборот и замыкать цепь конденсатора С1 прибора.

Все резисторы — МЛТ-0,25, за исключением R11 — он МЛТ-0,5. Оксидные конденсаторы — К50-6, но подойдут К50-3 или другие, на номинальное напряжение не ниже указанного на схеме. Вместо диода Д9Б можно использовать любой другой диод из серии Д9 (либо из устаревшей серии Д2). Диод Д226Д (он защищает транзистор VТ4 от экстратоков, возникающих из-за индуктивной нагрузки — обмотки счетчика) можно заменить любым другим из серий Д226 или Д7.

Транзисторы VT1, VТ2 — любые из серий МП39—МП42. Транзистор VТЗ должен быть обязательно кремниевый, структуры p-n-p с возможно меньшим обратным током коллектора. Поэтому вместо КТ361А наиболее подходит КТ347А, но в крайнем случае допустимо поставить МП115. При последней замене через стрелочный индикатор может протекать начальный ток, вызывающий заметное отклонение стрелки. Снизить его можно только подбором транзистора с меньшим обратным током коллектора. Если же такой возможности нет, придется учитывать это отклонение на малых скоростях движения и вносить поправку в показания спидометра.

Транзистор VТ4 желательно применить серий МП25, МП26 — они допускают больший ток коллектора. В крайнем случае подойдет МП42Б.
Стрелочный индикатор — любого типа, с током полного отклонения стрелки от 100 мкА до 1 мА и рассчитанный на работу в условиях вибрации и в горизонтальном положении.

Электромеханический счетчик — МЭС54, паспорт РС2.720.002 или РС2.720.004 (он более экономичен). Подойдут и другие счетчики небольших габаритов, работающие при напряжении 2—4 В и потребляющие возможно меньший ток.

Источником питания могут быть две батареи 3336 или шесть элементов 373, соединенные последовательно — все зависит от габаритов корпуса, который удастся подобрать для конструкции.

Налаживание прибора начинают с проверки напряжения на стабилитроне. Оно должно быть около 5,6 В. Если оно намного меньше, нужно измерить ток через стабилитрон и установить его подбором резистора R11 примерно равным 3—4 мА.

Затем проверяют спидометр. Периодически замыкая входные зажимы пинцетом, убеждаются в отклонении стрелки индикатора. Подключив к зажимам кнопочный выключатель, нажимают на его кнопку с частотой примерно три раза в секунду, что соответствует скорости движения велосипеда около 20 км/ч. Подбором резистора R9 добиваются отклонения стрелки индикатора на конечную отметку шкалы. Более точно нужное сопротивление резистора можно установить во время контрольных гонок на дистанции известной протяженности.
Можно поступить и так. Установив датчик на заднее колесо и перевернув велосипед вверх колесами, вращают педали с постоянной скоростью, равной примерно 20 км/ч. Впаяв вместо постоянного резистора R9 переменный сопротивлением 22 кОм, устанавливают им стрелку индикатора на конечную отметку шкалы. Измеряют получившиееся сопротивление и впаивают в устройство резистор с таким сопротивлением.

В последнюю очередь подбором резистора R10 устанавливают ток через счетчик, несколько превышающий его ток срабатывания (с учетом возможного снижения напряжения питания до 7 В).

По материалам журнала "Мастерок"