Оптичний телефон

Для спорудження оптичної лінії зв'язку не потрібно спеціального дозволу, її можна з успіхом використовувати у важкодоступній місцевості, на спортивних змаганнях, в туристських походах. Лінія зв'язку працює за принципом оптичного телефону, дальність зв'язку до 500 метрів (рис. 1).

Лінія зв'язку оптичного телефону

Носієм інформації го в ній є не радіохвилі, а промінь світла. Щоб промінь "наповнити" необхідними повідомленнями, його потрібно промодуліровать. Робиться це так. Електричний сигнал з мікрофона подається на підсилювач низької частоти, де замість гучномовця включається лампочкa від кишенькового ліхтарика. Струм, що протікає через лампочку, змінюється в залежності від переданого сигналу, значить, змінюється яскравість лампочки. Світловий потік виявляється промодулірованним напругою звукової частоти. Луч, спрямований у бік приймального пристрою, повинен бути добре сфокусірованньм, щоб він менше розсіювався.

У приймальнику сигнал демодуліруется, тобто розшифровується. Луч через лінзу потрапляє на світлочутливий елемент, де перетворюється в електричні коливання звукової частоти, які потім підсилюються і відтворюються через навушники.

Для одностороннього розмови в межах прямої видимості досить мати один светопередатчік і один світлоприймачами. Для двостороннього зв'язку знадобиться два однакових комплекту пріемопередатчіков.

Передавач оптичного телефону (рис. 2) працює від вугільного мікрофона МК1. Напруга звукової частоти мікрофона через розділовий конденсатор С1 потрапляє на вхід трехкаскадного підсилювача.

Передавач оптичного телефону

Транзистори підсилювача включені за схемою складеного транзистора. Такий підсилювач низької частоти дає значне посилення сигналу по струму, що вкрай важливо для живлення лампочки розжарювання Л1, що є випромінюючим елементом передавального пристрою. Напруга, що подається на лампу, при відсутності вхідного сигналу має бути 4-4,5 В, його величина встановлюється резисторами R2 і R6.

Деталі передавача, крім мікрофона й лампочки, змонтовані на платі з фольгованого гетинаксу або текстоліту. Можна використовувати також і готову монтажну плату з жорстко укріпленими на ній пелюстками або опорами з латуні. Мікрофон МК1 підключається до підсилювача екранованим проводом.

Транзистор Т1 типу МП40 або МП41-МП42. Його статичний коефіцієнт посилення по струму може бути в межах 50-60. Транзистор Т2 типу П201-П203 з будь-яким буквеним індексом і коефіцієнтом підсилення не менше 50. Нарешті, в якості транзистора ТЗ можна використовувати будь-який

потужний напівпровідниковий прилад, наприклад з серії П215-П217. Важливо, щоб його коефіцієнт посилення був не менше 20.

У передавачі працює вугільний мікрофон типу МК-10 або МК-59.

Схема приймача (мал. 4) дуже проста. Вона являє собою пятікаскадний підсилювач низької частоти на малопотужних транзисторах Т1-Т5, на вхід якого включений фотодіод Д1, а на вихід – телефон Тф1. Регулювання гучності сигналу, що приймається не передбачена лише тому, що рівень сигналу не перевищує допустимого для цього підсилювача значення. Проте якщо виникне необхідність в установці такого регулятора, то замінити постійний резистор R12 в ланцюзі колектора транзистора Т4 можна на змінний, до середнього висновку якого потрібно попередньо підключити конденсатор С6.

Схема приймача оптичного телефону

Деталі приймача, так само як і деталі передавача, змонтовано на платі з ізоляційного матеріалу. Розміри плати визначаються габаритами деталей.

Фотодіод Д1 з'єднаний з підсилювачем гнучким екранованим проводом.

Транзистор Т 1 малопотужний, високочастотний типу П402-П403, а транзистори Т2-Т5 типу ПШ або МП39-МП42 з будь-яким буквеним індексом. Коефіцієнт підсилення по струму транзисторів може бути в межах 50-60. Телефон Тф1 – електромагнітний, типу К-47 або будь-який інший, що має опір котушки 60-130 Ом.

Фотодіод Д1 типу ФД-1. Його можна замінити саморобним, виготовленим з двох малопотужних транзисторів МП39-МП42.

Механічна переробка одного з транзисторів зводиться до акуратного видаленню (спилювання) верхньої частини корпусу приладу. Отриманий транзистор з'єднується з другим (серійним) транзистором наступним чином. Колектори транзисторів через резистор опором 4,7 кОм підключають до негативного виво-ду джерела живлення, а потім з'єднують з резистором R1 і конденсатором З 1. Базу фототранзистор через резистор опором 75 кОм пов'язують з позитивним висновком джерела живлення, до якого підключений також і емітером додаткового транзистора. Нарешті, емітер фототранзистор з'єднують з базою другого транзистора.

Джерелами живлення приймального і передавального пристроїв служать комплекти, що складаються з двох з'єднаних послідовно батарей типу 3336Л.

Тепер про світловипромінюючих і світлоприймальної пристроях. Щоб показана на мал.1 схема добре працювала, потрібно встановити разом з лінзами сферичні дзеркала.
Але є й більш простий варіант установки. Для нього знадобляться дві плосковилуклие збірні лінзи діаметром 30 – 40 мм з фокусною відстанню 70-80 мм. Светоізлучателі і светопріемінікі мають абсолютно однакову конструкцщо, яка представляє собою циліндричний корпус .- тубус з картону з лінзою на зовнішній стороні. У глибині корпусу передавального пристрою, у фокусі лінзи знаходиться лампочка розжарювання, а в корпусі приймача – фотодіод або інший світлочутливий елемент. З тильного боку корпусу светоізлучателя розташований сферичний диск з картону, обклеєний алюмінієвої фольгою. У світлоприймачами дно тубуса покрито темною фарбою.

Налаштування оптичної системи полягає в знаходженні правильного положення (в точці фокусу лінзи) лампи або фотодіода.

Кожен апарат оптичної лінії зв'язку повинен бути забезпечений видошукачем (можна використовувати найпростіший рамковий видошукач від фотоапарату).

Видошукач необхідний для поєднання оптичних систем передавального і приймального пристроїв.

Перед налагодженням передавача потрібно відключити мікрофон від підсилювача і резисторами R2 і R6 встановити оптимальну яскравість світіння лампочки Л1. Потім до входу підсилювача підключити радіоприймач, електрофони або магнітофон. Якщо поступово збільшувати гучність, то і яскравість світіння лампочки буде змінюватися. Після такого випробування знову під'єднують мікрофон до передавача, вимовляють в нього кілька слів, переконуючись таким чином, що яскравість променя теж змінюється.

Перевіряють роботу приймального пристрою так. Спочатку висвітлюють фотодіод світлом від лампочки, включеної в мережу змінного струму. У навушнику повинен бути чути характерний шум. Якщо перетнути рукою промінь світла, то має почулися легкі постукування – значить, фотодіод або саморобний фототранзистор працює нормально. Потім світлочутливий прилад встановлюють так, щоб сигнал був максимальним.

Після перевірки роботи приладу на близькій відстані (5-8 м) потрібно випробувати його в "польових" умовах. Успіх зв'язку багато в чому залежить від правильної настройки оптичних систем.

Зовнішній вигляд приймача і передавача

ЮТ № 1, 1984