Ю Прокопцев - Пирог и электроника

Ю.Прокопцев

Пирог и электроника

Есть шуточный стишок про короля, который собрался съесть свой любимый пирог с голубями, но едва пирог был разломлен, как из него выпорхнули голуби, напугав лакомку-короля. Поставив рядом в заголовке понятия "пирог" и "электроника", автор был далек от идеи запечь в пироге транзисторы, что было бы оригинально, но вряд ли вкусно и целесообразно. Речь пойдет о другом: как с помощью электроники определить готовность домашней выпечки. Из множества видов хозяйственной деятельности в быту, так или иначе механизированных и автоматизированных, только приготовление "крупноблочных" изделий из теста типа пирогов, столового хлеба не охвачено инструментальным контролем. Хозяйкам приходится руководствоваться "шестым чувством" либо, обжигая руки, прокалывать свое творение заостренной палочкой. В то же время существует поддающийся контролю физический показатель, определенно связанный со степенью пропекания теста,- его электрическое сопротивление. Так, сырое тесто имеет сопротивление порядка 0,5.. .0,9 кОм, нормально пропеченное - 5...10 кОм, у внешней "сухой корочки" оно достигает 50 кОм и более. Из сказанного видно, что разница сопротивления у теста различных стадий готовности достаточно велика, чтобы использовать ее для объективной оценки этой готовности.

Рис. 1. Схема индикатора

На таком принципе и работает простой индикатор, схема которого приведена на рис. 1. Чувствительным элементом служит триггер Шмитта, собранный на транзисторах VT1, VT2. Его особенность состоит в том, что при увеличении сопротивления на входе, а следовательно, напряжения на базе VT1 до определенной заранее установленной величины, исходное состояние схемы скачком "опрокидывается": отпирается транзистор VT1, и запирается VT2. Напряжение на коллекторе последнего резко увеличивается, заставляя отпереться ключ VT3. При этом начнет светиться индикаторная лампочка HL1, сообщающая о том, что контролируемое место выпечки достигло требуемой кондиции.

Рис. 2. Схема звуковой сигнализации

Соответствующее пороговое состояние индикатора настраивается потенциометром R1. Определить это пороговое состояние можно, исходя из следующих соображений. Известно, что у каждой хозяйки в ходу небольшой набор излюбленных рецептов выпечки. Так вот, вынув из духовки душистое хлебобулочное изделие, достаточно углубить концы щупа в его характерные места и нажать кнопку S1, вращая при этом ручку потенциометра, чтобы его ползунок двигался из верхнего на схеме положения вниз; в момент загорания лампы пороговый уровень будет достигнут. Соответствующее ему положение ручки, снабженной стрелкой-указателем, следует как-то пометить на укрепленной рядом шкале. Подобные измерения сделайте в нескольких "определяющих" местах изделия, в результате чего на шкале получится некоторый сектор, в пределах которого находится область удачных результатов выпечки.

Рис. 3. Индикатор в сборе

При следующих кулинарных сеансах установленный в этом секторе указатель позволит определить состояние готовности изделия. А чтобы избежать ложных показаний, сначала погрузите в тесто щуп и только после этого нажимайте кнопку. Конечно, неплохо иметь возможность проверить, не пора ли вынимать из печи кулебяку или сладкий пирог. Но ведь момент проверки можно и пропустить... А вот если же индикатор, установленный постоянно, дополнить звуковым сигналом, можно рассчитывать, что пирог не подгорит. На рис. 2 показан фрагмент схемы описанного индикатора совместно с устройством звуковой сигнализации. Транзисторы VT4, VT5 вместе с R-C цепочками образуют самовозбуждающийся генератор электрических колебаний с частотой порядка 600 Гц. Колебания усиливаются каскадом на транзисторе VT6, нагруженным электромагнитным капсюлем ДЭМ-4М (BF1 на схеме) или трансляционным громкоговорителем ВА1 вместе с согласующим трансформатором Т1.

Рис. 4. Плата индикатора

Если вы решили ограничиться одним индикатором, его удобнее оформить в виде единой конструкции, как показано на рис. 3. В рукоятке-коробочке разместите 6 элементов "332" для питания схемы, лампочку от карманного фонарика, потенциометр типа СП-04, плату и кнопку. Кронштейн щупа можно сделать из алюминиевой трубки, внутри которой в керамических "бусах" или двухканальной "соломке" для термопар протяните две стальных проволоки; их выступающие наружу концы будут служить контактами щупа. Монтажная плата (рис. 4) делается из фольгированного пластика. Сплошными линиями изображены изолирующие бороздки, прорезанные в фольге, точками обозначены места сверлений под выводы деталей. В варианте автомата со звуковой сигнализацией плата дополняется участком, на котором собираются элементы схемы (рис. 2). В этом случае лампа и диод не ставятся, а вывод эмиттера VT3 соединяется с цепью питания звукового блока. Здесь лучше использовать более емкие элементы - "343" или "373", поместив их в более просторный общий футляр. Щуп, оставляемый в духовке надолго, соедините с остальной схемой проводами в термостойкой изоляции. Для возможности одновременного контроля выпечки в нескольких местах можно сделать соответствующее количество щупов (конечно, иной конструкции), включив их параллельно. Автомат должен сработать, когда достигнет кондиции последняя из контролируемых точек. Чтобы не пересушить остальные, ручку потенциометра лучше установить на "влажном" краю сектора шкалы или даже несколько не доходя до него: сигнал возвестит, что состояние готовности на подходе.