АВТОМОБИЛЬНЫЙ РАДИОСТОРОЖ (Часть 2)
С. БИРЮКОВ, г. Москва
Передатчик собран на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис. 5. Со стороны компонентов фольга сохранена и служит общим проводом. Часть выводов припаяна к общему проводу без отверстий. Для остальных выводов просверлены сквозные отверстия и со стороны общего провода раззенкованы. Все точки пайки к общему проводу помечены на чертеже крестами. Отверстия под "заземляемые" выводы микросхем зенковать не нужно.
Puc.5
В точках соединения платы с антенным разъемом Х1, источником питания и датчиками в отверстия впрессованы и опаяны луженые штыри диаметром 1 мм. В качестве штырей удобно использовать контакты от разъема 2РМ.
Транзисторы VT3 и VT4 впаяны со стороны печатных проводников, выводы нужно предварительно отогнуть под прямым углом. При окончательной сборке передатчика транзисторы привинчивают к металлическому кожуху прибора, служащему для них теплоотводом. Изолируют их от кожуха тонкими слюдяными прокладками.
В передатчике использованы резисторы МТ и МЛТ, конденсаторы КМ-5 и КМ-6. Транзистор КТ315В можно заменить на любой кремниевый маломощный структуры п-р-п, а транзистор КТ368А - на любой из серий КТ316, КТ325. Вместо КТ646А подойдут транзисторы серий КТ603 и КТ608, но придется преодолевать сложности отведения тепла.
Диоды VD2 и VD3 - любые кремниевые маломощные. Варикап KB 110А заменим на КВ109, КВ124, Д901 с любым буквенным индексом. Кварцевый резонатор ZQ1 - стандартный, в металлическом уплощенном корпусе, a ZQ2 - в цилиндрическом миниатюрном корпусе, от наручных часов.
Катушки L1, L2L3 и L4 намотаны виток к витку на трех полистироловых каркасах диаметром 5 мм, снабжены подстроечниками из карбонильного железа. Катушка L1 содержит 25 витков провода ПЭВ-2 0,25, катушки L2, L4 -12 витков, a L3 - 3 витка такого же провода. Катушка L3 намотана поверх L2, а L4 имеет отвод от третьего сверху по схеме витка.
Дроссель L5 намотан на кольце типоразмера К10х6х3 из феррита 600НН. Обмотка содержит 15 витков провода ПЭВ-2 0,15. Катушки L6 и L7 - бескаркасные, намотаны виток к витку на оправке диаметром 8 мм и содержат по 5 и 9 витков провода ПЭВ-2 0,8 соответственно.
Передатчик смонтирован в металлической коробке размерами 110х60х45 мм. На стенках корпуса установлены выключатель питания (SA1), высокочастотный разъем СР-50-73ФВ (Х1) и четырехконтактный разъем 2РМ (на схеме рис. 1 не показан) для подключения источника питания и датчиков.
Электрическая схема малогабаритной штыревой спиральной антенны нормального излучения [З], рассчитанной для совместной работы с передатчиком, показана на рис. 6,а, а ее конструкция - на рис. 6,б. На корпусе кабельной колодки разъема СР-50-73ФВ укрепляют небольшую пластиковую коробку (ее размеры некритичны), в которую устанавливают LC-контур, состоящий из катушки L1 и подстроечного конденсатора С1 с воздушным диэлектриком.
Puc.6
Катушка L1 намотана с шагом 2 мм медным посеребренным проводом диаметром 1 мм на керамическом каркасе диаметром 10 мм. Число витков - 15. Места отводов определяют при налаживании системы. Конденсатор С1 - 1КПВМ.
Удлинительная катушка L2 намотана виток к витку на каркасе диаметром 6 мм из органического стекла. Она содержит 130 витков провода ПЭВ-2 0,15. В торцах каркаса фиксированы на резьбе два латунных штыря. Нижний конец нижнего по рисунку штыря ввинчен в отверстие латунной втулки, укрепленной на верхней стенке пластиковой коробки.
Приемник собран на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы показан на рис. 7. Так же, как на плате передатчика, под элементами высокочастотной части приемника фольга сохранена и играет роль общего провода. Сохранена и фольговая рамка вокруг цифрового узла. Для соединения платы с антенной, звукоизлучателем BF1 и разъемом источника питания в нее так же, как и в передатчике, впрессованы и опаяны контактные штыри диаметром 1 мм.
Puc.7
Следует обратить внимание, что ряд монтажных точек платы, относящихся к цифровому узлу, необходимо пропаять с обеих ее сторон. В двух точках - они имеют на чертеже не круглую, а квадратную форму - надо предварительно вставить в отверстия короткие проволочные перемычки.
В приемнике использованы резисторы МТ и МЛТ; оксидные конденсаторы - К53-19, остальные - КМ-5 и КМ-6. Возможно применение деталей других типов. Транзисторы КПЗОЗБ можно заменить на один двузатворный, например, КП350Б. Диоды VD1 и VD2 - любые кремниевые высокочастотные или импульсные, остальные - кремниевые маломощные. Вместо ФП1П1-060.1 годятся и другие пьезофильтры на эту частоту, имеющие полосу пропускания не менее 3 кГц, например, ФП1П-60, ФП1П-61. Кварцевый резонатор ZQ3 - миниатюрный, в цилиндрическом корпусе.
Катушки L1 L2 и L3L4 намотаны на двух одинаковых полистироловых каркасах диаметром 5 мм, снабженных подстроечниками из карбонильного железа. Катушки L2 и L3 содержат по 18 витков провода ПЭВ-2 0,33, намотка виток к витку. Катушки связи L1 и L4 - по 3 витка провода ПЭВШО 0,2 - намотаны поверх своих контурных со стороны заземленного вывода катушки L2 и со стороны вывода катушки L3, соединенного с плюсовым проводом питания. Катушка L5 использована промышленного изготовления индуктивностью 120 мкГн с подстроечником. Самостоятельно ее можно намотать в броневом магнитопроводе СБ-9а, число витков - 80, провод - ПЭВ-2 0.1.
Плата установлена в пластмассовый корпус от карманного приемника размерами 140х80х40 мм. Антенна - телескопическая длиной около 50 см. Для питания приемника использован выносной сетевой блок с выходным напряжением 12В, дополненный стабилизатором напряжения на микросхеме КР142ЕН8А и выходным оксидным конденсатором емкостью 10 мкф на напряжение не менее 16 В. Для уменьшения мультипликативных помех оба вывода вторичной обмотки сетевого трансформатора блока соединены с его выходным минусовым проводом через керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкф. Для автономного питания приемника может быть применена аккумуляторная батарея 7Д-0,115-У 1.1.
Собирать и налаживать систему следует в определенном порядке. Сначала и в передатчике, и в приемнике собирают цифровую часть, но без резистора R17 в приемнике, а в передатчике дополнительно устанавливают резисторы R4, R5 и R7. Соединяют цепи питания передатчика и приемника, коллектор транзистора VT5 передатчика подключают ко входам элемента DD5.1 приемника.
При подаче напряжения питания может включиться, а может и не включиться звуковой сигнал, однако с приходом первого импульса передатчика должен на короткое время вспыхнуть светодиод HL1 и зазвучать (или продолжать звучать) сигнал. Через 16 с светодиод HL1 должен вспыхнуть повторно, а сигнал - прекратиться. Далее светодиод должен включаться на 1 с каждые 16 с, а звуковой сигнал - оставаться выключенным. I
Затем в паузе между импульсами следует замкнуть конденсатор С31 приемника, что будет имитировать переход передатчика в непрерывный режим. Сразу должен зазвучать сигнал. Разомкнуть конденсатор С31 и убедиться, что после прохождения двух импульсов с передатчика (это хорошо видно по вспышкам светодиода HL1) звуковой сигнал прекращается. Отключить входы элемента DD5.1 приемника от коллектора транзистора VT5 передатчика - не позднее, чем через 15 с должен снова зазвучать сигнал.
Далее устанавливают в передатчике резисторы R1-R3, R14, а в приемнике - R7-R9, R17, конденсаторы С21, С22 и компаратор DA3. В общую точку резисторов R7 и R8 приемника через кнопку подают с общей точки резисторов R2 и R3 передатчика импульсы с частотой 1024 Гц. При замыкании и размыкании контактов кнопки должен соответственно включаться и выключаться светодиод HL1 с небольшой задержкой (она должна быть заметной на глаз).
Если узлы не работают так, как описано, неисправности следует искать, как обычно, при налаживании цифровых устройств - проверить работу кварцованных генераторов, правильность деления частоты в счетчиках и формирования соответствующих сигналов и т. д. Если при манипуляции кнопкой импульсного сигнала частотой 1024 Гц не включается светодиод, подбирают резистор R19 и, возможно, R20. Для удобства точной подборки резистора R19 он "разбит" на две части (и на плате для них предусмотрены места), соотносящиеся по сопротивлению как 9:1.
После полной сборки устройства настройку радиоканала следует начать с передатчика. Временной перемычкой соединяют эмиттер и коллектор транзистора VT5, а в качестве эквивалента антенны выход передатчика нагружают резистором сопротивлением 51 Ом мощностью 2 Вт. На время настройки транзисторы VT3 и VT4 должны быть установлены на пластинчатый дюралюминиевый или медный теплоотвод размерами не менее 100х60 мм.
Подав на передатчик напряжение питания и вращая подстроечник катушки L2, добиваются генерации. При этом на базе транзистора VT2 должно присутствовать ВЧ напряжение 0,6 В. Его измеряют широкополосным осциллографом или высокочастотным вольтметром. Буферную ступень на транзисторе VT2 настраивают вращением подстроечника катушки 1-4до получения максимальной амплитуды на коллекторе транзистора VT2 (не менее 5 В). При этом на базе транзисторов VT3 и VT4 должно быть напряжение не менее 2 В. Растягивая и сжимая витки катушек L6 и L7, добиваются максимального напряжения на эквиваленте антенны - 10...12 В. Настройку передатчика уточняют в том же порядке после его установки в корпус.
Затем настраивают передающую антенну. В середине металлической пластины (можно использовать и фольгированный стеклотекстолит) размерами не менее 250х250 мм устанавливают гнездо разъема СР-50-73ФВ и соединяют его с выходом передатчика кабелем, которым антенну будут подключать к нему на автомобиле. Устанавливают антенну штыревой частью разъема в гнездовую и включают передатчик на работу в непрерывном режиме. Контроль максимума измерения ведут по индикатору напряженности поля. Можно использовать простой волномер [5], подключив к его выходу малогабаритный микроамперметр.
Контур L1C1 антенны настраивают в резонанс по максимуму показаний. Далее подбирают место отвода от катушки в сторону передатчика (2...3 витка) и в сторону штыря (6...10 витков), также добиваясь наибольшей напряженности поля. После установки антенны в автомобиль настройку контура L1C1 уточняют.
Для налаживания приемника желательно воспользоваться широкополосным осциллографом. Работу начинают с усилителя ПЧ. Подают сигнал частотой 465 кГц с девиацией 3 кГц на вход микросхемы DA2 (выв. 13) и настраивают контур L5C14 вращением подстроечника катушки L5дo получения наилучшей прямоугольности и скважности импульсов, равной двум, на выходе микросхемы DA2. Если будет обнаружено самовозбуждение микросхемы DA2, катушку L5 следует зашунтировать маломощным резистором сопротивлением 5...10 кОм.
Затем проверяют работу гетеродина. При необходимости подбирают конденсаторы С6-С8 до получения устойчивой генерации на третьей механической гармонике кварцевого резонатора ZQ1.
Далее проверяют напряжение на истоке транзистора VT2, оно должно быть в пределах 0,3...0,5 В. Подав сигнал с рабочей частотой на вход приемника, вращением подстроечников катушек контуров L2C3 и L3C4 настраивают контуры в резонанс, ориентируясь на получение максимальной чувствительности приемника (около 0,5 мкВ).
При отсутствии генератора сигналов его можно заменить настроенным передатчиком без антенны, нагрузив его упомянутым выше резистором сопротивлением 51 Ом. Располагают передатчик сначала рядом с приемником, а по мере настройки отдаляют передатчик на максимальное расстояние, контролируя прием сигнала по осциллографу, подключенному к выходу микросхемы DA2, или по свечению светодиода HL1.
Передатчик довольно экономичен - полностью заряженной автомобильной аккумуляторной батареи емкостью 55 А-ч хватает на три месяца его непрерывной работы в дежурном режиме.
Описанный радиосторож эксплуатируется более трех лет и однажды уже помог предотвратить проникновение злоумышленников в автомобиль.
Много полезной информации по построению радиоканала автомобильного сторожевого устройства и по различным конструктивным вариантам антенн передатчика и приемника содержится в публикациях [1; 6-8].
ЛИТЕРАТУРА
5. Голубев О. Простой волномер. - Радио, 1998,№ 10, с. 102.
6. Виноградов Ю. Радиоканал охранной сигнализации. Приемный блок. - Радио, 1995, № 4, с. 47-50.
7. Виноградов Ю. Дисковая антенна в диапазоне 27 МГц. - Радио, 1997, № 2, с. 70.
8. Виноградов Ю. Си-Би антенна на окне. - Радио,1998,№ 4,с. 80.
Радио 5/2000, с.44-46.