Лазерный светотелефон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

О лазерной указке и ее использовании в различных конструкциях на страницах журнала рассказывалось немало. Предлагались, например, фототир, тренажер снайпера, охранные устройства. Сегодня читатели смогут познакомиться со светотелефоном на базе такой указки, который был разработан в кружке радиоконструирования Генической районной станции юных техников под руководством автора статьи - Василия Георгиевича Солоненко.

Этот светотелефон разрабатывался для демонстрационных целей, но им можно пользоваться и для связи между пунктами, удаленными друг от друга до 100 м. Конечно, в каждом пункте должен быть передатчик и приемник.

Сначала о передатчике. Схема одного из вариантов его приведена на рис. 1. Поскольку напряжение питания батареи, входящей в комплект указки, составляет 4,5 В, а потребляемый указкой ток - около 35 мА, то модулирующий каскад выполнен на одном транзисторе.

Но для увеличения уровня сигнала с динамического микрофона ВМ1 необходим еще один каскад усиления. В итоге получился двухкаскадный усилитель, который позволяет получить амплитудную модуляцию лазерного луча при разговоре перед микрофоном.

Звуковые колебания, преобразованные микрофоном в электрический ток, поступают через разделительный конденсатор С1 на базу транзистора VT1 первого каскада усиления. Усиленный сигнал снимается с резистора нагрузки R2 и подается через конденсатор С2 на базу транзистора VT2 второго усилительного каскада. Его нагрузкой служит лазерная указка. Изменяющийся ток коллектора этого транзистора приводит к изменению яркости лазерного луча. Конденсатор C3 предотвращает возможное возбуждение передатчика из-за паразитной связи через источник питания.

Детали этого варианта передатчика монтируют на плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Передатчик можно упростить (рис. 3), если использовать электретный микрофон. Звуковой сигнал, преобразованный микрофоном ВМ1, выделяется на резисторе R1 и поступает через конденсатор С1 на базу транзистора VT1 единственного каскада усиления. Коллекторный ток транзистора модулирует лазерный луч указки.

Для этого варианта передатчика детали располагают на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 4.

Теперь о приемнике. После многочисленных экспериментов по выбору фотодатчика пришлось остановиться на мощном транзисторе со спиленной шляпкой. Он был использован для преобразования световой энергии луча лазера в электрическую и подключен ко входу усилителя через разделительный конденсатор, наподобие микрофона. Такой способ позволяет использовать в качестве фотоприемника любой усилитель 3Ч с микрофонным входом без доработки.

Указанный фотодатчик развивает ЭДС, достаточную для прослушивания сигнала передатчика на высокоомные головные телефоны на расстоянии до 2 м без усилителя. Более того, в качестве фотодатчика можно использовать неисправный транзистор, если у него цел хотя бы один переход.

В фотоприемнике использован трехкаскадный усилитель (рис. 5).

Световая энергия лазерного луча преобразуется фотодатчиком VT1 в электрический сигнал, который поступает через разделительный конденсатор С1 на базу транзистора VT2 первого усилительного каскада. Усиленный сигнал снимается с нагрузки каскада (резистор R2) и подается через конденсатор С2 на вход второго каскада, выполненного на транзисторе VT3. С его нагрузки (резистор R4) сигнал подается через конденсатор C3 на вход третьего каскада, в котором работает транзистор VT4. В качестве головных телефонов BF1 был использован динамический микрофон, поскольку он обеспечивал более высокое качество звучания. Конденсатор С4 шунтирует нагрузку по высшим частотам и предотвращает самовозбуждение усилителя.

Поскольку приемник предназначен для воспроизведения речи, нижнюю границу частоты полосы пропускания целесообразно поднять до 300 Гц уменьшением емкостей разделительных конденсаторов. Это значительно ослабляет наводки от источников света (питающихся от сети частотой 50 Гц), ухудшающие качество приема.

Детали приемника монтируют на печатной плате (рис. 6) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Как и другие платы, эта выполнена методом прорезания изолирующих дорожек.

В конструкции светотелефона могут быть использованы оксидные конденсаторы серии К50-16, остальные - К73-17, КМ-5, КМ-6. Резисторы - МЛТ, ВС или другие соответствующей мощности. В первом варианте передатчика вместо транзистора МП26Б допустимо использовать любой из серий МП40-МП42, транзистор 2Т603А заменим на КТ603, КТ608 с любым буквенным индексом. Такой же транзистор может быть установлен во втором варианте передатчика, но с коэффициентом передачи тока не менее 150, иначе не удастся получить нужную глубину модуляции.

Во втором варианте передатчика был использован электретный микрофон CZN-15E.

В приемнике на месте фотодатчика были опробованы транзисторы серий КТ803, КТ808, КТ827, KD617 (фирмы TESLA). Наилучшие результаты показал KD617. Транзисторы приемника могут быть указанных на схеме серий с любым буквенным индексом. На месте BF1, кроме МДМ-7, можно использовать головные телефоны от плейера, а также любые электромагнитные телефоны или капсюли сопротивлением 50-150 Ом, например, ТК-67, ТА-56. Источник питания в передатчиках и приемнике - батарея, составленная из четырех последовательно соединенных аккумуляторов Д-0,26.

Налаживание приемника начинают с установки половины напряжения питания на коллекторах транзисторов VT2, VT3 подбором резисторов R1, R3 соответственно. При налаживании третьего каскада в цепь коллектора транзистора VT4 включают миллиамперметр и подбором резистора R5 устанавливают ток 10 мА.

При налаживании первого варианта передатчика сначала устанавливают половину напряжения питания на коллекторе транзистора VT1 подбором резистора R1. Затем, расположив приемник и передатчик на расстоянии 10... 15 м друг от друга, подбором резистора R3 добиваются максимальной яркости лазерного луча при хорошем качестве принимаемого сигнала.

Аналогичных результатов добиваются при налаживании второго варианта передатчика подбором резистора R2.

К сожалению, лазерные указки имеют большой разброс по параметрам, поэтому сопротивление резистора, регулирующего яркость луча, может значительно отличаться от указанного на схеме.

Конструктивно светотелефон выполнен в виде телефонной трубки с подставкой (рис. 7).

В корпусе трубки расположены плата передатчика и источник питания с выключателем, а в подставке - фотодатчик, плата приемника с выключателем и лазерная указка. Телефонная трубка может быть соединена с подставкой четырехпроводным кабелем через разъем (на схеме он не показан). Фотодатчик помещен в цилиндрический стакан (коробка от диафильмов) для защиты от боковой засветки.

Конструкция светотелефона разрабатывалась для учебно-демонстрационных целей, поэтому фотодатчик и лазер не имеют стационарного крепления, а расположены в подставке под телефонную трубку. Поскольку во время демонстраций работы светотелефона сложно найти удаленные друг от друга горизонтальные поверхности, расположенные на одинаковой высоте, то для совмещения лазера с фотодатчиком приемника используется несложное устройство для перемещения луча лазера в вертикальной плоскости (рис. 8).

Оно состоит из рамки 2, склеенной из полистирола растворителем Р647 или Р650 и неподвижно прикрепленной к стенке корпуса 4. Рамка расположена на заднем конце указки 1, передняя часть которой с помощью конусной насадки упирается в отверстие в передней стенке корпуса. Указка снизу подпружинивается полусжатой пружиной 8, а сверху удерживается шпилькой 7 с резьбой. Для перемещения шпильки в верхнюю часть рамки вплавлена гайка 3, а снаружи на шпильку надета ручка 5. Поворотом ручки можно перемещать заднюю часть указки в вертикальной плоскости, что приводит к перемещению луча лазера. На передней стенке корпуса укреплены выключатель питания приемника 6 и разъем 9.

Для связи через светотелефон необходимо установить его подставку вертикально (рис. 9).

Перемещением подставки в горизонтальной плоскости совместить луч лазера с фотодатчиком приемника другого пункта связи, а в вертикальной плоскости откорректировать положение луча ручкой 5 (рис. 8).

В ходе испытаний светотелефона проводились связи через луч, отраженный от оконного стекла, а также от полированной мебели. В обоих случаях качество связи оставалось высоким. Для увеличения дальности связи можно использовать фокусирующие линзы. В нашей конструкции по диаметру светозащитной трубки одевалась фокусирующая линза от фильмоскопа "Огонек".

Автор: В.Солоненко,  г.Геническ Херсонской обл., Украина

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива 64-разрядные процессорные ядра MIPS Warrior I6400 06.09.2014 Компания Imagination Technologies представила процессоры MIPS I-class семейства I6400, которые стали первыми IP-ядрами, объединившими 64-разрядную архитектуру и аппаратную виртуализацию с масштабируемой производительностью, достигаемой за счет связанной многопоточной, многоядерной и многокластерной обработки. По словам разработчика, экстраординарный набор возможностей и лучшее соотношение производительности, энергопотребления и площади кристалла выводят I6400 далеко вперед по отношению к конкурирующим решениям. Заказчики имеют возможность при реализации выбирать требуемое соотношение размеров кристалла и производительность процессора. Как утверждается, ядра MIPS Warrior I-class устанавливают новый стандарт для массовых 64-разрядных вычислений в широком спектре приложений, включая встраиваемые и мобильные системы, потребительскую электронику, средства связи, сетевое оборудование и хранилища данных. И все это - в рамках одного семейства ядер MIPS. Ядра I6400 основаны на архитектуре MIPS Release 6 (r6), включающей наборы команд MIPS32 и MIPS64, что исключает накладные расходы по организации 64-разрядных вычислений. По данным Imagination Technologies, ядра I6400 в своем классе превосходят по производительности решения конкурентов более чем на 50% в тесте CoreMark и на 30% по DMIPS. К особенностям новых ядер относится аппаратная поддержка до четырех потоков с параллельным выполнением нескольких команд в разных потоках на каждом такте. Важной особенностью I6400 является наличие развитых средств защиты данных, включая поддержку независимых контекстов и областей исполнения. Блок вычислений с плавающей запятой в I6400 поддерживает одинарную и двойную точность. Ядро поддерживает 128-битные инструкции SIMD. Кроме того, стоит отметить продвинутые механизмы управления питанием PowerGearing, включая независимое тактирование и питание каждого ядра в гетерогенном кластере. Для новых процессорных ядер доступен широкий круг средств разработки, включая поддержку MIPS64 r6 в эмуляторе QEMU.

Другие интересные новости:

▪ Для здоровья важен возраст выхода на пенсию

▪ Почтовый ящик убивает микробов

▪ LED драйверы для внутреннего Philips Xitanium 40 и 52 Вт

▪ Акустические волны для лечения мышечных травм

▪ 4K телевизор Samsung с диагональю 110"

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрические счетчики. Подборка статей

▪ статья Блаженны владеющие. Крылатое выражение

▪ статья Что такое камера-обскура? Подробный ответ

▪ статья Организация навесной переправы. Советы туристу

▪ статья Часы Фишера на базе компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с четырьмя картами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025