Чтение онлайн

Схему этого нехитрого девайса ты можешь увидеть на рис. 2. В нем всего четыре детали. Сам девайс представляет собой фотореле. Самой главной деталью в нашем реле является фотодиод. Фотодиод отличается от обычного диода тем, что начинает проводить ток, только когда освещен. Тогда он открывается, но по-прежнему проводит ток лишь в одном направлении. Этим свойством мы и воспользуемся. Когда мы наводим луч нашего брелока на фотодиод VD1, он открывается, через резистор R1 начинает протекать ток, срабатывает ключ на транзисторе VT1, что приводит к появлению логической 1 на коллекторе этого транзистора. Уровень этой единички мы можем регулировать резистором R2. Этот же резистор задает рабочую точку для транзистора VT1. Резистор R1 служит для ограничения тока, и, меняя его сопротивление, можно тем самым регулировать уровень срабатывания реле. Это необходимо для точной настойки, дабы реле не срабатывало само в результате изменения солнечной активности.

Итак, у нас есть реле, которое выдает логическую 1 при наведении на него луча брелока. Это уже само по себе неплохо, но практической пользы от этой единички чистый ноль. А если подключить наш девайс, скажем, к LPT1 порту на какой-либо разряд шины данных и написать утилиту, которая бы опрашивала этот порт и при появлении «1» сигнализировала бы об этом звуковым сигналом? Это уже лучше. Но мы же, блин, жестянщики – зачем нам писать какие-то утилиты, когда можно решить проблему, используя горячий паяльник?

В век бурного развития интернета и IT-технологий вообще все мы подзабыли о модном в свое время господине – Герце, который как-то раз выпил меньше всех и открыл явление распространения электричества в пространстве. Да и о нашем соотечественнике – изобретателе радио Александре Степановиче Попове мы вспоминаем разве что 5 мая. Благодаря им мы теперь знаем, что световая волна и радиоволна, по сути, одно и то же – электрические колебания, распространяющиеся в пространстве, только световые имеют более высокую частоту, чем привычные радиоволны. А раз так, то нельзя ли их использовать в свое удовольствие? Можно! Световую волну можно, например, промодулировать звуком и передавать тем самым данные без проводов. Вот этим и займемся.

Передаваемый нашим передачиком АМ-сигнал принимается таким же фотодиодом, что использовался в кентаторе. Далее, через разделительный конденсатор C1, он подается на базу транзистора VT1, который вместе с резисторами R1 и R2 образует каскад предварительного усиления. Но мощности сигнала, снимаемого с эммитера этого транзистора, недостаточно даже для наушников. Поэтому нам необходим дополнительный усилитель звуковой частоты, коим и является уже известная по предыдущей статье микросхема DA1 TDA7052 (рис. 11). Конденсатор С2 так же, как и С1, – разделительный. Динамическая головка BA1 может быть любой с сопротивлением катушки 4 или 8 Ом и развиваемой мощностью 0,25-0,5 Вт. Я, например, поставил 1-ГД12, что показана на рис. 14.

Коль я заговорил о деталях, то позвольте по порядку. Все резисторы (как на рис. 9, так и на рис. 10) по-прежнему могут быть любыми, но мощностью не менее 0,125 Вт. Цоколевка примененных мною транзисторов приведена на рис. 12, но возможны отходы от схемы. Вместо транзистора VT1 на схеме рис. 9 может использоваться транзистор с любым буквенным индексом как КТ315, так и КТ3102. Вместо транзистора VT2 КТ815 можно использовать транзистор КТ817 также с любым буквенным индексом. Вполне возможно использовать более мощный транзистор KT819, в этом случае можно запараллелить три кристалла брелока, соответственно увеличив дальность уверенной связи до 250-300 метров вместо 70-100 метров, которые достигаются с одним. Меньшие значения приведены при дневных экспериментах, а большие – при ночных (конечно же, можно было подобрать более чувствительный фотодиод, работающий в более узком диапазоне, и получить уверенную связь на больших расстояниях, но, если честно, передо мной такая задача не стояла). В схеме, что на рис. 10, вместо транзистора КТ361 (его цоколевка – на рис. 12), можно с успехом применить КТ3107. Конденсаторы – наши «флажки» или импортные фирмы TREC (не сочти за рекламу – просто фирма TREC является практически монополистом на мировом рынке, имея филиалы по всему миру; единственным ее конкурентом я считаю только отечественную промышленность, которую фирма TREC пока собой не запятнала).

О микрофоне. Он, как уже известно, должен быть электретным со встроенным усилителем. В принципе, в настоящее время производится несколько типов электретных микрофонов, но удовлетворят нас далеко не все. Вполне пригоден отечественный электретный микрофон типа МКЭ-3. Во-первых, он имеет в своем составе микросхему вместо полевого транзистора и резистора, что дает нам большее усиление. Во-вторых, конструкция микрофона такова, что мы можем без проблем использовать его как сугубо направленный девайс. А это значит, что нам не нужно приближать его ко рту – он вполне способен уловить малейший звук на расстоянии одного-полутора метров. Про цену микрофона вообще говорить смешно – копейки. Его ближайшим аналогом является профессиональный микрофон «Сосна». В общем, причин для его использования достаточно. Но просто так (как, например, угольный микрофон) его не подключишь – вывода-то три. Решить проблему подключения тебе поможет фото на рис. 15. У этого типа микрофонов выводы всегда цветные, а цвета стандартизированы. Так, красный цвет соответствует плюсу питания, синий – общему проводу, белый – выходу звукового сигнала. Но, пожалуй, только в отечественной промышленности возможны отходы от стандартов. Я встречал вместо красного – розовый, вместо белого – желтый, а вместо синего – коричневый. Вроде ничего страшного, но все же, если продавец попытается всучить тебе микрофон с нестандартной цветовой раскладкой, то требуй у него посмотреть коробку – на ней нарисована правильная распайка.

Вот я тебе рассказал много всего, схем кучу накидал, а как воплотить это все в железе – не объяснил. Не проводками же все между собой связывать. Что мы – дети малые? Ты уже знаешь, как изготавливать платы, используя фабричные заготовки. Ты уже знаешь, как изготавливать печатники, используя царапалку. Сейчас я познакомлю тебя еще с одним способом. Он чрезвычайно прост, и за простоту свою причислен к разряду классики. Но для этого нам понадобятся заготовки печатных плат размерами 55х30, 45х30 и 20х50 соответственно для схем, что на рис. 2 и 3 (они объединены в одно устройство, а если ты решил писать программу, которая бы опрашивала какой-либо порт компа (аппаратный, разумеется), то тебе придется и плату перерабатывать самостоятельно), рис. 9 и 10. Помимо фольгированных стеклотекстолитовых заготовок тебе потребуются соответствующие им чертежи в масштабе 1:1. Они даны на рис.16, 17 и 18 соответственно (на диске к журналу ты их тоже найдешь).

Итак, кернишь и сверлишь заготовки, используя соответствующие им чертежи как шаблоны. Обезжириваешь растворителем. Ты это уже делал, потому не повторяюсь. Далее берешь купленный заранее цапонлак (рис. 19) и – на выбор – либо медицинский многоразовый шприц (потому как одноразовый лак разъедает, и он начинает самопроизвольно вытекать со стороны поршня) либо рейсфедер (как его изготовить, написано в первой статье). В качестве исключения они оба даны на рис. 20. С тех пор как у меня появился рейсфедер, шприц меня уже не удовлетворяет… Поэтому ты не видишь на фото, прилагающейся к шприцу, иглы. Если ты решил использовать шприц, то тебе нужно будет сточить (не откусить!) ребром надфиля иглу под прямым углом до 1,5-2 см до основания (при прямом угле отверстие в игле минимально, а значит, рисунок получится более красивым).

Далее берем рейсфедер, всасываем немного цапонлака (можно ноздрей :-)) и, используя слесарную линейку, рисуем дорожки согласно чертежам. Небольшой комментарий:

1. Рисуй четко и быстро, не позволяя лаку засыхать на конце рейсфедера. Если возникла пауза, сразу засовывай рейсфедер в колпачок с растворителем.

2. Дабы не смазывать нарисованное линейкой, плату желательно зафиксировать между двух плоских, равных по высоте предметов и линейку держать на них.

3. Можно, конечно, линейкой пренебречь, но 99%, что плата получится корявой.

Ну вот, ты получил предохранительный рисунок на плате. Теперь берешь порошковое хлорное железо (рис. 21), растворяешь его в горячей воде и выливаешь раствор в неметаллическую кювету. Этот процесс показан на рис. 22. Затем суешь туда заготовку, которую ты должен предварительно привязать за нитку. Кстати, перчатки не забудь. Затем, смотря периодически на заготовку, наблюдаешь за процессом травления. После того как не останется следов ненужной нам меди на стеклотекстолите, суешь полученную плату под струю воды. Теоретически цапонлак должен сойти почти полностью, но, если этого не произошло, смывай его тряпкой, смоченной водой наполовину с растворителем (так его испаряется меньше). Следующий этап – покрытие фольгированной поверхности канифольным лаком. Делать это нужно сразу, не катая вату, ибо дорожки могут окислиться, и тогда без проблем к ним не припаяешь. И только потом паяешь согласно тем же чертежам. То, что у меня получилось, представлено на рис. 23, 24, 25. Не удовлетворяйся достигнутым, старайся сделать лучше!

Надеюсь, тебе не нужно намекать, что при надлежащей сообразительности ты сможешь с успехом передавать и цифровые данные? По крайней мере, информации из статьи тебе должно хватить. Хочу добавить, что если хочешь большой скорости, то нужно использовать более быстродействующие транзисторы. Так, например, для получения скорости в 10 Мбит верхняя граничная частота транзисторов должна быть как минимум 1,5 ГГц.

Давай договоримся: раз световая волна и радиоволна – это практически одно и тоже, то и обзовем их одним словом – «несущая». Но несущая сама по себе никакой информации не несет. Зато она определяет частоту, на которой генерируется сигнал. Посмотри на верхний график, что на рис. 8. Это и есть несущая с частотой f и амплитудой a1. На среднем графике показан сигнал с частотой F и амплитудой а2, который мы хотим с помощью этой несущей передать. Так вот, модуляцией называется процесс изменения параметров несущей в такт передаваемым данным. В нашем случае данными является речевой сигнал, а измеряемый параметр – амплитуда. Это и называется модуляцией по амплитуде, или амплитудной модуляцией. В результате мы получаем сигнал, как на нижнем графике рис. 8. Нетрудно догадаться, что при амплитудной модуляции происходит излучение энергии даже при отсутствии сигнала. В наших экспериментах это не столь важно, но для профессионалов это является большим недостатком. Другим важным для профессионалов недостатком амплитудной модуляции является наличие двух полос приема (f+F и f-F). Для нас это тоже неважно, потому как вряд ли мы напоремся на еще один передатчик, частота несущей которого совпадет с нашей. Но ты должен знать, что из-за наших упрощений мы жертвуем до 7/8 полезной энергии. Поэтому в наше время амплитудной модуляцией практически никто не пользуется, и, чтобы сократить потери полезной энергии, в профессиональной радиосвязи пользуются некоторыми ухищрениями, а именно стараются подавить несущую практически до нуля (такой сигнал называется DSB – Double Signal Band – двухполосный сигнал) и, вкупе с этим, сократить уровень побочных излучений, попросту кастрировать одну из полос (такой сигнал называется SSB – Simple Signal Band – однополосный сигнал).