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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Cталагмиты раскрыли тайну упадка майя 26.08.2025 История цивилизаций часто скрывает больше загадок, чем ответов. Особенно это касается древних культур, чья судьба складывалась под влиянием как человеческих решений, так и капризов природы. Одна из самых ярких и загадочных страниц мировой истории - упадок классической цивилизации майя, расцвет которой пришелся на период с 250 по 900 годы нашей эры. Почему же великие города, такие как Тикаль и Паленке, были покинуты, а могущественные династии прекратили свое существование? На этот вопрос теперь помогает ответить пещера на полуострове Юкатан. В пещере Грутас-Цабна, расположенной в мексиканском регионе Юкатан, ученые обнаружили сталагмиты, ставшие бесценным архивом климатической истории. Эти минеральные образования формируются из капель воды, медленно просачивающихся сквозь почву и накапливающих в себе сведения о составе осадков за тысячи лет. Анализируя содержание изотопов кислорода в слоях сталагмитов, исследователи смогли восстановить картину погодных условий между 871 и 1021 годами нашей эры - ключевым временем так называемого терминального классического периода. Именно в этот период, примерно с 800 по 1000 годы нашей эры, города Южных низменностей майя начали стремительно пустеть. Политические системы рушились, население сокращалось, а привычный уклад жизни менялся. Археологи и историки давно спорят о причинах этого коллапса, называя среди возможных факторов войны, внутренние конфликты и изменения в торговых маршрутах. Однако последние открытия все настойчивее указывают на климат как на одну из главных причин. Команда ученых, в том числе исследователь из Кембриджского университета Дэниел Х. Джеймс, показала, что майя столкнулись с чередой продолжительных засух. В частности, было выявлено восемь периодов засушливой погоды во влажный сезон, каждый из которых длился не менее трех лет. Но самым разрушительным оказался 13-летний засушливый период, который, по всей видимости, имел катастрофические последствия для сельского хозяйства и водных ресурсов региона. Несмотря на развитые гидротехнические системы, которыми славились майя, столь продолжительное отсутствие осадков должно было серьезно подорвать устойчивость всей социальной и политической структуры. Когда основной источник пищи и воды оказывается под угрозой, даже сильнейшие государства оказываются уязвимыми. Любопытно, что периоды, зафиксированные в климатических данных сталагмитов, совпадают с временными промежутками, когда майя переставали устанавливать датированные надписи на своих памятниках, включая такие важные центры, как Чичен-Ица. По словам Джеймса, это вовсе не означает, что города были заброшены немедленно. Скорее всего, жители были заняты куда более насущными заботами - например, пытались понять, будет ли урожай, от которого зависело их выживание. Исследователи уверены, что сталагмиты из пещер Юкатана - это ключ к пониманию причин краха одной из величайших цивилизаций древнего мира. Совмещение данных палеоклиматологии с археологическими находками позволяет создавать более точную и многомерную картину прошлого.

Другие интересные новости:

▪ Картинная галерея под землей

▪ Набор модулей памяти G.Skill Ripjaws 4 DDR4-2800

▪ Новое семейство электромеханических реле FTR-MY

▪ Доступ к компьютеру под контролем

▪ Робот-мусорщик

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Змий-искуситель. Крылатое выражение

▪ статья За что московский князь Иван I Данилович получил прозвище Калита? Подробный ответ

▪ статья Гусеничный мотоцикл. Личный транспорт

▪ статья Светодиодное устройство Снежинка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикатор подключения электроприборов к сети 220 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025