РАДИОПОИСК ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Тема поиска предметов и животных с помощью радиомаяка, работающего в Си-Би диапазоне, уже освещалась на страницах журнала "Радио". Статьи, опубликованные в 1999 г., были ориентированы на использование в качестве маяков и пеленгаторов стандартных радиостанций (с некоторыми доработками). Мы возвращаемся к этой теме, но теперь речь пойдет о микромаяках, которые можно прикрепить к домашним животным (кошкам, собакам), и несложном пеленгационном приемнике. Необходимость в подобных устройствах очевидна и, наверное, было бы неплохо, если бы кто-либо взялся за освоение их серийного производства.
Вот строки из письма, полученного редакцией журнала от охотников Железноводского района Ставропольского края: "Из-за разгула браконьерства все охотничьи угодья опутаны петлями, капканами и другими браконьерскими снастями. В них нередко попадают охотничьи собаки, а помощь к ним приходит в большинстве случаев слишком поздно. Что такое потерять собаку, которая воспитывалась несколько лет и стала, можно сказать, членом семьи, поймет каждый, кто хоть однажды имел четвероного друга. Разработайте, пожалуйста, "радиоошейник", который могла бы носить на себе собака...".
В ответ на подобные письма в лаборатории журнала "Радио" был разработан "радиоошейник" для поиска кошек и небольших собак на расстоянии в несколько сотен метров. Используя принципы устройства подобных конструкций, можно создать аппаратуру для поиска более крупных животных и на больших расстояниях.
Система поиска в общем случае содержит радиопередатчик (радиомаяк), который размещают на ошейнике домашнего животного, и радиоприемник-пеленгатор. Принцип работы такого устройства понятен: с помощью приемника-пеленгатора постоянно определяют направление поиска и таким образом кратчайшим путем выходят на искомую цель.
Есть проблема, которую нужно решить в первую очередь: снабдить вашу собачку или любимую кошечку радиомаяком. Как правило, подобный "объект" обычно имеет небольшие размеры, поэтому и радиомаяк должен быть маленьким. Вариантов его конструкции много, но один из самых удобных - ошейник. Причем в этом случае антенна может быть рамочной. Она, возможно, в данном применении не очень эффективна, но зато простая.
Схема радиомаяка показана на рис. 1. Он состоит из генератора ВЧ с кварцевой стабилизацией частоты на транзисторе VT1 и НЧ генератора-модулятора на микросхеме DD1.
Puc.1
На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования несколько герц, а на элементе DD1.3 - буферный каскад, который периодически открывает и закрывает транзистор. Когда транзистор открыт, начинает работать генератор ВЧ. Он содержит колебательный контур, образованный элементами L1, С5, С2, С4. Катушка L1 одновременно выполняет роль антенны. Радиомаяк работает в диапазоне Си-Би, а точнее, на частоте, разрешенной для систем радиоуправления моделями и механическими игрушками (27,12 МГц). Питается устройство от батареи аккумуляторов или гальванических элементов с напряжением от 3 В и более. Специального выключателя питания нет, и включение осуществляется установкой вилки ХР1 в гнездо XS1.
Большинство деталей радиомаяка размещены на печатной плате (puc.2) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. На одной стороне установлена микросхема DD1, а на другой - кварцевый резонатор ZQ1 и транзистор VT1. В целях достижения малых габаритов применены элементы для поверхностного монтажа - резисторы Р1-12, конденсаторы К10-17 и транзистор КТ3129Б9. В местах, показанных изогнутыми стрелками, обе стороны платы соединены друг с другом. К плате с помощью коротких проводов припаяно гнездо XS1. После проверки работоспособности и настройки плату покрывают эпоксидным клеем. Батарея GB1 выполнена в виде отдельного модуля и соединена с платой короткими проводами (лучше это сделать через малогабаритный разъем).
Puc.3
Конструкция радиомаяка показана на рис. 3,а внешний вид - на рис. 4. На самом ошейнике 1 (кожа, ткань) закрепляют плату 2, а батарею, гнездо и вилку крепят таким образом, чтобы при одевании и фиксации ошейника с помощью застежки 3 вилка вставлялась в гнездо и маяк включался.
Puc.4
Катушка L1 (поз. 4) выполнена в виде провода диаметром 0,2...0,3 мм в изоляции, закрепленного на ошейнике. При снятии ошейника гнездо и вилка разъединяются и радиомаяк перестает работать. Длина провода катушки L1 определяется длиной ошейника.
Налаживают радиомаяк в следующей последовательности. Входы элемента DD1.1 временно соединяют с минусовым выводом источника питания, а параллельно кварцевому резонатору ZQ1 устанавливают конденсатор емкостью 4700 пф, что переводит устройство в режим генерации на частоте LC-контура. Ошейник одевают на объект, и подбором конденсатора С5 (он располагается непосредственно на вилке) добиваются генерации на частоте, возможно, более близкой к частоте кварцевого резонатора. Контроль надо вести с помощью частотомера, подключив к его входу проводник, находящийся рядом с радиомаяком. После этого временные соединения и детали удаляют. Радиомаяк должен подавать сигналы с частотой несколько герц, проверить это можно радиостанцией Си-Би диапазона, работающей в режиме SSB.
Приемник-пеленгатор может быть различной конструкции. Один из вариантов - использовать в качестве пеленгатора радиостанцию, имеющую режим SSB, со специально изготовленной антенной, например, описанной мною в "Радио", 1999, № 7, с. 62, 63. Лучше же изготовить специальный приемник-пеленгатор.
Приемник (рис. 5) построен по схеме прямого преобразования. Он содержит две антенны: рамочную WA1 и штыревую WA2. На транзисторе VT1 собран УВЧ, а на VT2 - гетеродин с кварцевой стабилизацией частоты. Микросхема DA1 выполняет функции УВЧ с регулируемым коэффициентом передачи, смесителя и предварительного УЗЧ. DA2 - оконечный УЗЧ, который рассчитан для работы на головные телефоны сопротивлением 50... 100 Ом. Резистором R7 регулируют чувствительность приемника (диапазон регулировки - более 30 дБ). Максимальная чувствительность приемника со входа транзистора VT1 составляет около 0,3 мкВ.
Puc.5
Большинство деталей приемника размещены на печатной плате (рис. 6) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита.
Puc.6
Вторая сторона оставлена металлизированной (она используется в качестве экрана) и соединена в нескольких местах по краям платы с общим проводом первой стороны. На рис. 7 - фотография приемника.
Puc.7
Резистор R7 - СПЗ с выключателем питания, остальные - МЛТ, С2-33. Подстроечный конденсатор С2 - КТ4-25, КТ4-35, оксидные - серий К50, К52, К53, остальные - К10-17, КД. Кварцевый резонатор ZQ1 - на ту же частоту, что и в радиомаяке. Батарея питания GB1 - "Крона", "Корунд", "Ника", 7Д-0.125. Конструкция антенной системы аналогична рекомендуемой, только штыревая антенна сделана съемной. Там же приведено подробное описание ее настройки.
Налаживание приемника начинают с установки режима транзистора VT1 по постоянному току. Для этого подбором резистора R2 устанавливают постоянное напряжение на коллекторе в пределах 3...4 В. Затем подбором конденсатора СП, а при необходимости и С14, устанавливают частоту кварцевого генератора. Делать это лучше всего на слух: включив радиомаяк, удаленный на расстояние нескольких метров, добиваются такого состояния, когда частота тонального сигнала радиомаяка будет равна примерно 1 кГц. Затем настраивают антенную систему. Если при этом подстроечный конденсатор С2 окажется в положении максимальной емкости, то параллельно ему надо установить конденсатор постоянной емкости 20 пф и повторить настройку.
Испытания макета устройства проводились автором в заброшенном плодовом саду. Дальность обнаружения сигнала радиомаяка (он располагался на уровне земли) составила 300...400 м. При слабом сигнале (на уровне шумов) пеленгование удобнее проводить по максимуму слышимости, а при сильном - по минимуму.
Радио 3/2001, с.28-30.