СВЕТОТЕЛЕФОН НА БАЗІ Лазерна указка

І. НЕЧАЄВ, м. Курськ

Про лазерною указкою і її застосування для дистанційного управління вже розповідалося в статті автора "Нові" професії "лазерної указки" ("Радіо", 1999, N 10). У запропонованій статті описаний інший варіант використання указки – для створення светотелефона, що забезпечує бездротовий зв'язок між абонентами.

Можливість використання лазерної указки для передачі сигналів 3г на деяку відстань обумовлено тим, що потужність її випромінювання залежить від значення напруги живлення. Тому при зміні напруги в такт з мовним сигналом виходить амплітудна модуляція. Якщо промінь указки направити на приймач абонента, в якому встановлений фотодатчик з підсилювачем, у динамічній голівці приймача пролунає сигнал. Два прийомопередатчика, розміщених у пунктах зв'язку, утворюють светотелефон. Схема одного прийомопередатчика наведена на рис. 1.

Лазерну указку не переробляти, а лише підключають до електронної "начинці" пристрою, причому корпус з'єднують з плюсом харчування. Пристрій складається з передавального і приймального вузлів, які конструктивно розміщені в телефонній трубці (крім указки і фототранзистор). Живлення поступає від автономного або мережевого блоку.

Светотелефон має три режими роботи: "Черговий", "Виклик", "Робота". У першому режимі передавальний вузол знеструмлений і працює тільки прийомний. У другому режимі включається передавальний вузол і подається тональний сигнал абоненту. Після відповіді абонента включають третій режим, при цьому працюють обидва вузла і ведеться розмова, як по звичайному телефону.

Приймальний вузол виконаний на мікросхемі DA1, що представляє собою підсилювач 3ч. До входу підсилювача підключений фотоприймач на фототранзистор VT1. Потрапляє на нього сигнал від лазерної указки абонента посилюється і надходить на телефонний капсуль BF1, розміщений в телефонній трубці.

Після подачі напруги живлення прийомний вузол працює постійно, його чутливість можна регулювати підлаштування резистором R2.

Передавальний вузол виконаний на такий же "підсилювальної" мікросхемі (DA2). На вході підсилювача включений мікрофон ВМ1, а вихід його з'єднаний через струмообмежувальним резистор R13 зі "своєю" указкою. Стабілітрон VD1 захищає указку від підвищеної напруги і при нормальній роботі закритий.

При подачі сигналу 3ч струм через резистор R13 і указку почне змінюватися в такт із зміною амплітуди сигналу, тобто потужність випромінювання буде модулюватися сигналом.

Після подачі напруги живлення передавальний вузол знеструмлений. Працювати він почне лише після натискання на кнопку SB1 "Виклик" або коли замкнуті контакти вимикача SA1 "Робота". Якщо натиснута кнопка, на вузол надходить напругу живлення, одночасно її контактами SB1.2 включається ланцюг позитивного зворотного зв'язку C7R7. Підсилювач перетворюється на генератор, що працює на частоті близько 1000 Гц. Через указку передається тональний сигнал дзвінка. Одночасно контактами SB 1.1 капсуль BF1 відключається від приймального вузла і підключається через резистор R6 до виходу мікросхеми DA2. У капсуль лунає сигнал виклику, що свідчить про подачу його і на указку. Гучність сигналу встановлюють підбором резистора R6.

Як тільки почуєте відповідь абонента, вимикачем SA1 пристрій переводять у режим "Робота". По закінченні зв'язку вимикач встановлюють у вихідне положення, показане на схемі.
Замість зазначених мікросхем підійдуть імпортні TDA2003 або аналогічні, а фототранзистор цілком замінить фотодіод, підключений анодом до загального проводу. Стабілітрон слід попередньо підібрати з напругою стабілізації 4,6 … 4,7 В. Оксидні конденсатори – К50-6, К50-16, решта – К10-17, КЛС або аналогічні. Підлаштування резистори – СПЗ-19, постійні – МЛТ, С2-33. Вимикач і кнопка – Будь-які малогабаритні. Капсуль (опором 30 … 100 Ом) може бути як малогабаритний від головних телефонів, так і від телефонної трубки. Мікрофон – електретний МСЕ-332 або аналогічний імпортний.

Більшість деталей (крім фототранзистор і указки) розміщують всередині телефонної трубки, причому вимикач, кнопку, мікрофон і капсуль встановлюють на корпусі трубки, а ланцюжок C7R7 монтують на кнопці. Інші деталі змонтовані на платах з одностороннього фольгованого склотекстоліти. Плата передавального вузла встановлена в нижній частині трубки, а приймального – у верхній.


Фототранзистор розміщують у непрозорій трубці з ізоляційного матеріалу внутрішнім діаметром 10 … 15 і завдовжки 40 … 50 мм – вона захищає фототранзистор від перешкод (сонячне світло, освітлювальні прилади).

Щоб указку не переробляти і при необхідності використовувати за прямим призначенням, її слід вставити в трубку внутрішнім діаметром, на 1 … 1.5 мм перевищує діаметр указки. Тоді при встановленій в трубку вказівкою її кнопка опиниться в натиснутому стані. Але попередньо потрібно під'єднати до вказівкою (затискачами або "холодної пайкою" – прикручуванням решт провідників) двопровідної шнур, що йде від передавального вузла.

Налагодження пристрою починають з того, що тимчасово відключають ланцюжок C7R7 і указку. Включають обидва вузла та перевіряють працездатність мікросхем вимірюванням напруги на їх виходах – воно має бути дорівнює приблизно половині напруги живлення. На фототранзистор і мікрофоні напруга повинна бути в межах 4 … 8 В.

Натиснувши далі на кнопку і розмовляючи перед мікрофоном, почуєте в капсуль голосний і чистий звук. У верхньому по схемі положенні движка резистора R9 можливо самозбудження за рахунок акустичного зворотного зв'язку.

Відпустивши кнопку, направляють фототранзистор на включену освітлювальну лампу. У капсуль повинен прослуховуватися фон змінного струму.

Після цього встановлюють ланцюжок C7R7 і підбором її деталей отримують необхідну тональність викличного сигналу. Підключають указку і контролюють напруга на ній. Підбором резистора R13 добиваються, щоб напруга була дорівнює 4 В.

Промінь лазера наводять на світлий предмет, встановлений на столі, а потім – на світлове пляма направляють фототранзистор. При розмові перед мікрофоном повинен прослуховуватися звук у капсуль. Резисторами R2 і R9 встановлюють таку чутливість вузлів, щоб уникнути самозбудження, а звук був можливо голосніше і без спотворень.

Аналогічно налаштовують другий пристрій, і проводять дослідну зв'язок на відстані в кілька метрів, направляючи лазерний промінь на фототранзистор абонента. Можливо, потужність лазерного випромінювання виявиться великий. У такому випадку перед фототранзисторів доведеться поставити светопоглощающую заслінку. Якщо зв'язок буде гарною, можна проводити досліди на більшій відстані.

На практиці дальність зв'язку може досягати декількох сотень метрів, але в межах прямої видимості. Правда, потрібно точно орієнтувати лазерний промінь і надійно зафіксувати положення указки і фототранзистор. Проводити таку настройку слід в темний час доби, користуючись підзорну трубу або біноклем.

На схемі светотелефона (див. рис. 1) послідовно з резистором R5 необхідно включити конденсатор С4 ємністю 0,22 МКФ (на кресленні друкованої плати приймача, зображеному на рис. 4, він є).

Пам'ятайте, що при налагодженні та експлуатації пристрою категорично не допускається направляти промінь указки на очі – це небезпечно.