СВЕТОТЕЛЕФОН НА БАЗІ Лазерні указки

І. НЕЧАЄВ, м. Курськ

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

Можливість використання лазерної указки для передачі сигналів 3Ч 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 звук. Два прийомопередавача, розміщених в пунктах зв'язку, утворюють светотелефон. Схема одного прийомопередавача наведена на рис. 1.

Лазерну указку не переробляє, а лише підключають до електронної "начинки" пристрою, причому корпус з'єднують з плюсом харчування. Пристрій складається з передавального і приймального вузлів, які конструктивно розміщені в телефонній трубці (крім указки і фототранзистора). 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 зі звичайного телефону.

Прийомний вузол виконаний на мікросхемі DA1, що представляє собою підсилювач 3Ч. До входу підсилювача підключений фотоприймач на фототранзисторі 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 подстроечним резистором R2.

Передавальний вузол виконаний на такий же "підсилювальної" мікросхемі (DA2). На вході підсилювача включений мікрофон ВМ1, а вихід його з'єднаний через струмообмежуючі 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 виклику. Одночасно контактами SB 1.1 капсуль BF1 відключається від приймального вузла і підключається через резистор R6 до виходу мікросхеми DA2. У капсулі лунає сигнал виклику, який свідчить про подачу його і на указку. Гучність сигналу встановлюють підбором резистора R6.

Як тільки пролунає відповідь абонента, вимикачем SA1 пристрій переводять у режим "Робота". Після закінчення 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 проведення. 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 МКЕ-332 або аналогічний імпортний.

Більшість деталей (крім фототранзистора 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 фольгированного стеклотекстолита. 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 довжиною 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 вставленої в трубку вказівкою її кнопка опиниться в натиснутому стані. Але попередньо треба під'єднати до вказівкою (затискачами або "холодної пайкою" – прикручуванням решт провідників) двухпроводной шнур, що йде від передавального вузла.

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

Натиснувши далі на кнопку і розмовляючи перед мікрофоном, почуєте в капсулі 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 капсулі повинен прослуховуватися фон змінного струму.

Після цього встановлюють ланцюжок C7R7 і підбором її деталей отримують необхідну тональність сигналу виклику. Підключають указку і контролюють напругу на ній. Підбором резистора R13 добиваються, щоб напруга було 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 в капсулі. 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, спрямовуючи 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 фототранзистора. Проводити таке настроювання слід в темний час доби, користуючись підзорної трубою 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 категорично не допускається направляти промінь указки на очі – це небезпечно.