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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Téléphone optique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Téléphonie Pour construire une ligne de communication optique, aucune autorisation spéciale n'est requise ; elle peut être utilisée avec succès dans les zones difficiles d'accès, lors de compétitions sportives et lors de randonnées. La ligne de communication fonctionne sur le principe d'un téléphone optique, la portée de communication peut aller jusqu'à 500 mètres (Fig. 1).
Le support d'information n'est pas des ondes radio, mais un faisceau de lumière. Afin de « remplir » le faisceau avec les messages nécessaires, il doit être modulé. C'est fait comme ça. Le signal électrique du microphone est transmis à un amplificateur basse fréquence, où, au lieu d'un haut-parleur, une lampe de poche est allumée. Le courant circulant dans l'ampoule change en fonction du signal transmis, ce qui signifie que la luminosité de l'ampoule change. Le flux lumineux s’avère modulé par une tension audiofréquence. Le faisceau dirigé vers l'appareil récepteur doit être bien focalisé pour qu'il soit moins diffusé. Au niveau du récepteur, le signal est démodulé, c'est-à-dire décrypté. Le faisceau traverse la lentille et atteint un élément photosensible, où il est converti en vibrations électriques de fréquence sonore, qui sont ensuite amplifiées et reproduites au moyen d'un casque. Pour une conversation à sens unique dans le champ de vision, il suffit d'avoir un émetteur de lumière et un récepteur de lumière. Pour une communication bidirectionnelle, vous aurez besoin de deux ensembles d’émetteurs-récepteurs identiques. L'émetteur téléphonique optique (Fig. 2) est alimenté par un microphone à charbon Mk1. La tension audiofréquence du microphone traverse le condensateur d'isolation C1 jusqu'à l'entrée de l'amplificateur à trois étages.
Les transistors amplificateurs sont connectés selon un circuit à transistors composés. Un tel amplificateur basse fréquence fournit une amplification significative du signal de courant, ce qui est extrêmement important pour alimenter l'ampoule à incandescence L1, qui est l'élément rayonnant du dispositif émetteur. La tension fournie à la lampe, en l'absence de signal d'entrée, doit être de 4-4,5 V, sa valeur est fixée par les résistances R2 et R6. Les pièces de l'émetteur, à l'exception du microphone et de l'ampoule, sont montées sur une carte en feuille getinax ou PCB. Vous pouvez également utiliser un circuit imprimé prêt à l'emploi auquel sont fixés des pétales ou des supports en laiton. Le microphone Mk1 est connecté à l'amplificateur avec un fil blindé. Transistor T1 type MP40 ou MP41-MP42. Son gain de courant statique peut être compris entre 50 et 60. Transistor T2 de type P201-P203 avec n'importe quel indice de lettre et gain d'au moins 50. Enfin, n'importe quel transistor TXNUMX peut être utilisé un dispositif semi-conducteur puissant, par exemple de la série P215-P217. Il est important que son gain soit d'au moins 20. L'émetteur utilise un microphone à charbon de type MK-10 ou MK-59. Le circuit récepteur (Fig. 4) est très simple. Il s'agit d'un amplificateur basse fréquence à cinq étages utilisant des transistors de faible puissance T1-T5, dont l'entrée est une photodiode D1 et la sortie est un téléphone Tf1. Le réglage du volume du signal reçu n'est pas fourni uniquement parce que le niveau du signal ne dépasse pas la valeur admissible pour cet amplificateur. Cependant, s'il est nécessaire d'installer un tel régulateur, vous pouvez alors remplacer la résistance constante R12 dans le circuit collecteur du transistor T4 par une résistance variable, à la borne médiane de laquelle vous devez d'abord connecter le condensateur C6.
Les parties réceptrices, ainsi que les parties émettrices, sont montées sur une carte en matériau isolant. Les dimensions de la planche sont déterminées par les dimensions des pièces. La photodiode D1 est reliée à l'amplificateur par un fil flexible blindé. Le transistor T 1 est de type P402-P403 à faible puissance et haute fréquence, et les transistors T2-T5 sont de type PSh ou MP39-MP42 avec n'importe quelle lettre d'index. Le gain de courant des transistors peut être compris entre 50 et 60. Le téléphone Tf1 est électromagnétique, de type K-47 ou tout autre, ayant une résistance de bobine de 60-130 Ohms. Photodiode D1 type FD-1. Il peut être remplacé par un transistor fait maison composé de deux transistors basse consommation MP39-MP42. L'altération mécanique de l'un des transistors se résume à retirer (couper) soigneusement la partie supérieure du corps de l'appareil. Le transistor résultant est connecté au deuxième transistor (série) comme suit. Les collecteurs de transistors sont connectés via une résistance d'une résistance de 4,7 kOhm à la borne négative de la source d'alimentation, puis connectés à la résistance R1 et au condensateur C 1. La base du phototransistor est connectée via une résistance d'une résistance de 75 kOhm à la borne positive de la source d'alimentation, à laquelle est également connecté l'émetteur du transistor supplémentaire. Enfin, l'émetteur du phototransistor est connecté à la base du deuxième transistor. Les sources d'alimentation des appareils de réception et de transmission sont des ensembles constitués de deux batteries 3336L connectées en série. Parlons maintenant des appareils émetteurs et récepteurs de lumière. Pour que le schéma illustré à la figure 1 fonctionne correctement, vous devez installer des miroirs sphériques avec les lentilles. Mais il existe une option d'installation plus simple. Il nécessitera deux lentilles collectrices plates-convexes d'un diamètre de 30 à 40 mm et d'une distance focale de 70 à 80 mm. Les émetteurs et les récepteurs de lumière ont exactement la même conception, à savoir un corps cylindrique - un tube en carton avec une lentille à l'extérieur. Au fond du corps de l'appareil émetteur, au foyer de la lentille, se trouve une ampoule à incandescence, et dans le corps du récepteur se trouve une photodiode ou un autre élément sensible à la lumière. À l'arrière du corps de l'émetteur de lumière se trouve un disque sphérique en carton recouvert d'une feuille d'aluminium. Dans le récepteur de lumière, le fond du tube est recouvert de peinture foncée. La mise en place d'un système optique consiste à trouver la bonne position (au foyer de la lentille) de la lampe ou de la photodiode. Chaque appareil de ligne de communication optique doit être équipé d'un viseur (vous pouvez utiliser un simple viseur à cadre provenant d'un appareil photo). Un viseur est nécessaire pour combiner les systèmes optiques des appareils émetteurs et récepteurs. Avant de configurer l'émetteur, vous devez déconnecter le microphone de l'amplificateur et utiliser les résistances R2 et R6 pour régler la luminosité optimale de l'ampoule L1. Connectez ensuite une radio, un électrophone ou un magnétophone à l'entrée de l'amplificateur. Si vous augmentez progressivement le volume, la luminosité de l'ampoule changera. Après un tel test, le microphone est à nouveau connecté à l'émetteur, quelques mots y sont prononcés, garantissant ainsi que la luminosité du faisceau change également. Vérifiez le fonctionnement de l'appareil de réception comme ceci. Tout d'abord, la photodiode est éclairée par la lumière d'une ampoule connectée à un réseau à courant alternatif. Un bruit caractéristique doit être entendu dans l'écouteur. Si vous traversez un faisceau de lumière avec votre main, vous devriez entendre un léger bruit de tapotement - cela signifie que la photodiode ou le phototransistor fait maison fonctionne normalement. Ensuite, le dispositif photosensible est installé pour que le signal soit maximum.
Après avoir vérifié le fonctionnement de l'appareil à courte distance (5-8 m), vous devez le tester dans des conditions « terrain ». Le succès de la communication dépend en grande partie de la configuration correcte des systèmes optiques. Publication : cxem.net
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