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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Защищенный ПК Connect Tech ESG501 30.03.2016 Компания Connect Tech представила вычислительную систему ESG501, заключенную в корпус с высоким уровнем защиты от внешних воздействий. Основой новинки стал модуль Nvidia Jetson TX1 на базе 64-битных ядер ЦП ARM Cortex-A57 и 256-ядерным GPU архитектуры Maxwell. Корпус Connect Tech ESG501 защищает электронику от попадания внутрь пыли и жидкости при работе на глубине более 1 м, что соответствует требованиям стандарта IP68. Защита от ударов и вибрации соответствует допускам военных стандартов MIL-STD 810G и DO-160G, рабочий температурный диапазон - от -40°C до 85°C. При габаритах 163,6 x 108 x 96,3 мм (без монтажных креплений) масса устройства равна 1,43 кг. Кроме готовности к невзгодам мини-ПК Connect Tech ESG501 может похвастаться широким ассортиментом разъемов. В их список входит порт HDMI, два USB 2.0, один RS-232, четыре CSI-2 с использованием креплений SMA, два порта Gigabit Ethernet и антенные крепления для адаптера Wi-Fi 802.11ac 2?2 и Bluetooth 4.0. Питание подается от внешнего БП напряжением 9-36 В.

Другие интересные новости:

▪ Домоводство спорту не замена

▪ Шимпанзе-изобретатели

▪ Автомобиль не наедет на пешехода

▪ BLE модуль для интернета вещей ST Microelectronics SPBTLE-1S

▪ Виртуальная реальность как успокаивающее во время операции

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Держатель для шкурки. Советы моделисту

▪ статья Что такое псевдопсевдогипопаратиреоз? Подробный ответ

▪ статья Ремонт и технической обслуживание электрооборудования автотранспорта. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья ЧМ детектор на трех элементах 2И-Не. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья 1 + 1 не всегда равно двум. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026