Laser-Telefon. Schema, Beschreibung

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Lasertelefon. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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Die Vorteile des vorgeschlagenen selbstgebauten Transceivers auf der LU liegen in den Besonderheiten des optischen Bereichs, in dem er arbeitet. Erstens ist das Gerät im Vergleich zu herkömmlichen Funkanaloga einfacher. Zweitens ist die optische Kommunikationsleitung vor dem Abhören von außen geschützt – es ist für einen „Fremden“ schwieriger, durch seinen Empfänger einzudringen, da er sich außerhalb des Strahls befindet.

Drittens wird ein ziemlich breiter Bereich skizziert, in dem ein Transceivergerät mit Laserpointer eingesetzt werden kann: von der drahtlosen Kommunikation oder beispielsweise der Übertragung des Tons von Fernsehprogrammen bis hin zur verdeckten Überwachung der akustischen Umgebung eines geschützten Objekts und dem Abhören von Anrufen in der Tiefen einer Wohnung, eines Landhauses, vor der Haustür.

Das von mir selbst entwickelte Gerät, das in gewisser Weise dem bekannten Amateur-Lichttelefon ähnelt, besteht aus zwei Teilen: einem Sender und einem Empfänger. Als Informationsträger dient die Strahlung der LU, der Rest wird von einfachen elektronischen Einheiten bereitgestellt.

Insbesondere ist die Haupteinheit des Senders ein ziemlich leistungsstarker Audiofrequenzverstärker, der auf einem DA1-Chip und mehreren Aufsätzen aufgebaut ist, die dem Gerät einen normalen Betriebsmodus verleihen. Über den Kondensator C1 werden dem empfindlichen Eingang 2 der Mikroschaltung Informationen zugeführt – elektrische Schwingungen der Schallfrequenz vom Elektretmikrofon BM1, dessen Gleichstromversorgung durch einen Spannungsteiler mit zwei Widerständen erfolgt. Darüber hinaus wird als R2 ein „Trimmer“ verwendet, mit dem Sie den Pegel des dem Verstärker zugeführten Audiofrequenz-Eingangssignals anpassen können.

Ein Laserpointer A6 ist über den Widerstand R1 mit seinem internen Kontakt mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden. Sein Metallgehäuse verfügt über einen galvanischen Kontakt zum „Plus“ der Stromversorgung. Die Funktion, den Zeiger vor Überspannung zu schützen, übernimmt die Zenerdiode VD1.

Schematische Darstellungen des Senders (a) und des Empfängers (b) sowie Skizzen der Leiterplatten (c) und (d), mit denen Sie eine Amateurkommunikationslinie mithilfe eines Laserpointers organisieren können (zum Vergrößern anklicken)

Wie Sie wissen, verfügt der Arbeitskörper der LU – ein Laser oder eine leistungsstarke spezielle Leuchtdiode – über eine einseitige Leitfähigkeit. Dazu wird zusätzlich zum Modulationssignal eine elektrische Spannung mit einem gewissen Zwischenpegel angelegt, die durch den Widerstand R6 eingestellt wird. Dadurch kommt es lediglich zu einer Zunahme oder Abnahme des Leuchtens des Zeigers. Das heißt, der vom Sender gesendete und dann vom Fototransistor VT1 empfangene Strahl enthält neben den Informationen eine konstante Komponente, die für den ordnungsgemäßen Betrieb des Lichttelefons erforderlich ist.

Die konstante Komponente des Lichtsignals, die vom Sender kommt, hält VT1 offen, und die Variable sorgt dafür, dass es etwas mehr oder etwas weniger als der durchschnittliche Wert geöffnet wird. Dementsprechend schwankt die Spannung am Kollektor des Fototransistors, jedoch im Takt der Tonsignale vom Sendermikrofon.

Der Empfängerverstärker unterscheidet sich nicht von dem zuvor besprochenen. Das elektrische Signal mit den übertragenen Informationen, dessen Pegel durch den „Trimmer“ R2 des Empfängers bestimmt wird, gelangt in den Kondensator C2, der die konstante Komponente abschneidet, und die Variable wird dem Eingang der Mikroschaltung DA1 zugeführt, as im Sender. Nur am Ausgang des Verstärkers befindet sich anstelle eines Laserpointers ein dynamischer Kopf BA1, der das 3-stündige elektrische Signal in Schallschwingungen umwandelt, die mit denen identisch sind, die vom Mikrofon des Senders erfasst werden.

Bei allen Experimenten mit einem Laserpointer ist äußerste Vorsicht geboten. Um einen stabilen Betrieb des Lichttelefons zu erreichen, sollte insbesondere auch ein versehentlicher Kontakt des Strahls mit den Augen ausgeschlossen werden. Wenn es notwendig ist, die optische Verbindung abzudecken, müssen der Lichtsender des Senders und der Fototransistor des Empfängers in einer Haube, einem Rohr oder mit einem Visier abgedeckt werden.

Für die Konfiguration beider Blöcke sind Festwiderstände MYAT mit einer Leistung von 0,125 bis 0,5 W, Trimmer SP4-1a und ebenso gängige preiswerte Kondensatoren K73-24 (C2, C4) und K50-6 (alle anderen) akzeptabel. Wenn eine erhöhte Empfindlichkeit des Mikrofons MKE-332 gewünscht wird, sollte dessen Modifikation mit dem Buchstabenindex V oder G am Ende des Namens gewählt werden. Der dynamische Kopf kann vom Typ 0.5GDSH-9 sein; Für diskreteres Hören eignet sich eine Kapsel aus einem Handhörer oder ein Ohrmikrofon mit einem Schwingspulenwiderstand von etwa 30-100 Ohm.

Stromquellen können drei in Reihe geschaltete galvanische Batterien vom Typ 3R12 oder Netzwerkadapter mit einer Ausgangsspannung von 12 V sein. Im letzteren Fall wird empfohlen, einen Netzschalter in den Stromkreis einzubauen, der diesen Adapter mit 220 V im Haushalt verbindet.

Mechanische Befestigung und elektrische Verbindung von Funkelementen bei der Herstellung beider Stromkreise – auf gedruckten oder geteilten Leiterplatten aus einseitig folieniertem Kunststoff mit einer Dicke von 1-1,5 mm. Der Laserpointer und der Fototransistor werden an den Wänden der jeweiligen Blöcke angebracht oder aus dem Gehäuse des Empfängers (Senders) entnommen. Sollen beide Teile des Lichttelefons dauerhaft aufgestellt werden, empfiehlt es sich, Halterungen oder Ständer mit Buchsen vorzusehen, mit denen sich schnell und eindeutig die gewünschte optische Achse „Emitter – Fototransistor“ einstellen lässt.

Autor: Yu.Prokoptsev

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Die Schnittstelle mit dem Steuermikrocontroller erfolgt über die SPI- und GPIO-Leitungen. Der Designer kann einige der GPIO-Leitungen ändern, indem er die Widerstände auf der eigens dafür vorgesehenen Platine verlötet. Das Board verfügt zusätzlich über einen seriellen SPI-Bus-EEPROM-Speicherchip M95640-R mit 64 Kbit, der beispielsweise zum Speichern von Benutzereinstellungen im Zusammenhang mit der Verwendung des SPIRIT1-Transceivers verwendet werden kann.

Aufgrund der Tatsache, dass das Board die gängigsten und erschwinglichsten 2,54-mm-Steckverbinder verwendet, lässt sich X-NUCLEO-IDS01A4 einfach mit Ihrem eigenen Designboard oder sogar mit lötfreien Prototyping-Boards verbinden, um schnell einen funktionierenden Geräteprototyp zu erstellen. Der günstige Preis des Erweiterungsboards erlaubt den Einsatz nicht nur in Prototypen, sondern auch in Kleinserien.

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Merkmale von X-NUCLEO-IDS01A4:

Auf Basis des Moduls SPSGRF-868 (ETSI-zertifiziert) aufgebaut;
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