Udělej si sám indikátor elektromagnetických polí. Domácí měřič mikrovlnného záření

Teď nálada -

Indikátor intenzity pole může být vyžadován při nastavování rádiové stanice nebo vysílače, pokud potřebujete určit úroveň rádiového smogu a najít jeho zdroj nebo při hledání a detekci skrytých vysílačů ("špionážní rádiové mikrofony"). Vystačíte si s osciloskopem, obejdete se dokonce bez testeru, ale nikdy bez indikátoru RF pole! Se zdánlivou jednoduchostí se jedná o zařízení, které má mimořádnou spolehlivost a funguje bezchybně za jakýchkoliv podmínek. Nejlepší na tom je, že se prakticky nemusí konfigurovat (pokud jsou vybrány komponenty uvedené ve schématu) a nevyžaduje žádné externí napájení.


obvod může být ještě jednodušší - a stále bude fungovat dobře ...

Jak obvod funguje?
Signál z vysílače z antény W1 přes kondenzátor C1 je přiváděn do diodového detektoru na VD1 a VD2, postaveného podle schématu zdvojení napětí. V důsledku toho se na výstupu detektoru (pravý konec diody VD2) vytvoří konstantní tlakúměrné intenzitě signálu přicházejícího na anténu W1. Kondenzátor C2 je úložiště (pokud bychom mluvili o napájení, řekli by o něm „vyhlazuje vlnění“).

Dále je detekované napětí přiváděno buď do indikátoru na LED VD3, nebo do ampérmetru nebo do voltmetru. Jumper J1 je potřeba k tomu, aby bylo možné vypnout LED VD3 během měření přístroje (přirozeně přináší silné zkreslení a nelineární), ale ve většině případů jej nelze vypnout (pokud jsou měření relativní, ne absolutní)
Design.
Hodně záleží na designu, nejprve se musíte rozhodnout, jak budete tento indikátor používat: jako sondu nebo jako měřič elektrické intenzity. magnetické pole. Pokud jako sondu, můžete se omezit na instalaci LED VD3. Poté, když tento indikátor přivedete k anténě vysílače, bude hořet, čím blíže k anténě, tím silnější. Vřele doporučuji tuto variantu udělat vše, co máte v kapse pro "testování zařízení v terénu" - stačí ji přivést k anténě vysílače nebo radiostanice, abyste se ujistili, že RF část funguje.
Pokud je potřeba měřit intenzitu (t.j. udávat číselné hodnoty - to bude nutné při nastavování RF modulu), bude nutné nainstalovat buď voltmetr nebo ampérmetr. Níže uvedené fotografie ukazují hybridní verzi.


Pokud jde o detaily, neexistují žádné zvláštní požadavky. Kondenzátory jsou nejběžnější, můžete SMD, můžete použít obyčejné ve výstupních pouzdrech. Ale chci varovat, že obvod je velmi citlivý na typy diod. Některé nemusí fungovat vůbec. Schéma ukazuje typy diod, se kterými zaručeně pracuje. A nejlepší výsledek podaly staré germaniové diody D311. Při jejich použití obvod pracuje až do 1 GHz (kontrolováno!), V každém případě je na výstupu vidět nějaké napětí. Pokud to nefunguje hned, MUSÍTE vyzkoušet jiný pár diod (stejného typu i různých), protože často se výsledek práce liší v závislosti na instanci.
Přístroje ampérmetr pro proud do 100 μA nebo voltmetr do 1 V, do 2-3 V.

Zřízení.
Úprava v zásadě není nutná, vše by mělo fungovat. Účelem nastavení kontroly výkonu je vidět odchylku šipky zařízení, případně rozsvícení LED. Ale přesto bych doporučil vyzkoušet i normálně fungující indikátor odlišné typy dostupné diody - citlivost se může výrazně zvýšit. V každém případě je nutné dosáhnout maximální odchylky jehly nástroje
Pokud jste ještě nesestavili vysílač nebo prostě nemáte přístup k něčemu, co funguje a poskytuje dobré RF pole (například generátor RF, jako je G4-116), můžete jít do Ostankina (stanice metra VDNKh ) zkontrolovat činnost sondy ) nebo do Shabolovskaya (stanice metra "Shabolovskaya"). V Ostankinu ​​tento ukazatel funguje i v trolejbusu, když projíždíte kolem věže. Na Shabolovskaya se musíte dostat velmi blízko k samotné věži. Zařízení pro domácnost někdy slouží jako zdroj silných vysokofrekvenčních polí, pokud je anténa sondy umístěna v blízkosti síťového vodiče výkonné zátěže (například žehličky nebo konvice), můžete ji také pravidelně zapínat a vypínat odchylka šipky zařízení. Pokud má někdo radiostanici, tak se docela hodí i pro kontrolu provozu (je potřeba ji přivést k anténě, když je radiostanice v režimu vysílání). Jako další možnost můžete - můžete použít signál do quartzového oscilátoru z jakéhokoli domácího vybavení (například videohry, počítače, videorekordéru) - k tomu musíte najít quartzový rezonátor s frekvencí od 0,5 MHz do 70 MHz "uvnitř tohoto zařízení" a stačí se dotknout antény W1 k jednomu z jeho svorek (nebo ji přivést k jednomu z terminálů).
Tak Detailní popis testování funkčnosti sondy má jediný účel - před stavbou modulu RF vysílače si musíte být 100% jisti, že RF indikátor je funkční! JE TO VELMI DŮLEŽITÉ! Dokud si nebudete jisti, že RF indikátor funguje, je zbytečné pouštět se do stavby vysílače.
Takto to může vypadat (můžete vidět, že VD3 je zapnutý, přirozeně je připojen J1 a voltmetr je připojen k rozsahu 2,5 V):


Perspektivy a využití.
K ustavení vysílače můžete místo pevné antény použít pružnou, spletenou. V tomto případě jej můžete buď jednoduše připájet na měřené body obvodu, nebo pokud hmotu indikátoru (připojovací bod VD1, C2, VD3) připojíte k hmotě nastavovaného RF systému jiným vodičem, jednoduše přivedete tento ohebný anténní drát k testovacímu bodu nebo obvodu (bez pájení). Pokud na obvodu není stínění, někdy stačí jednoduše přivést anténní vodič indikátoru k cívce obvodu. V tento případ vše závisí na intenzitě vysokofrekvenčního napětí v měřeném systému.
Místo ampérmetru nebo voltmetru můžete zkusit připojit sluchátka - pak můžete slyšet signál vysílače, například se to doporučuje v Borisovově knize "Mladý rozhlasový amatér".
Stejná sonda (pokud je připojen voltmetr), zná frekvenci, na které RF systém pracuje, může pomoci měřit výkon signálu poměrně přesně. V tomto případě je nutné odečítat údaje zařízení v minimální možné vzdálenosti od antény, poté o něco dále (měření této vzdálenosti pomocí pravítka), poté dosadit do vzorce (musíte jej hledat v odkazu knihy - nepamatuji si z paměti) získat hodnotu v dB. Přirozeně je žádoucí provést tuto operaci například s radiostanicí, jejíž výkon je znám, a teprve poté měřit výkon neznámého zdroje. Samozřejmě musíte počítat s tím, že frekvence referenční radiostanice a vašeho zdroje jsou stejné, protože. ačkoliv v našem případě popisovaná sonda nemá vstupní obvod, přesto má díky konstrukci vlastnosti frekvenční volby (délka antény, montážní kapacita atd.)

Schéma jednoduchého indikátor pole, který je založen na levném běžném operačním zesilovači čipu LM358, má 2 úrovně indikace na LED. Pro zvětšení - klikněte na obrázek.

Citlivost obvodu je ovlivněna především anténou a diodami VD1, VD2. Vhodné jsou tyto diody: „GI401A, B; 1I401A, B; AI402, 3I402; 1I403, GI403". Vzhledem k tomu, že jsem žádnou z uvedených diod neměl, musel jsem vybrat jiné podle nejvyšší citlivosti. Přiblížil detektor germaniové diody "AA143". Napětí RF indikátoru je 6-12V. Proudový odběr obvodu je v pohotovostním režimu 0,4-1 mA. Proud v režimu detekce závisí na spotřebovaném proudu LED a hodnotách rezistorů R4, R5. LEDky se musely trochu obrousit, aby světlo rozptýlily.


Mezní hodnoty indikace jsou nastaveny proměnnými odpory R2, R3. Pokud v obvodu nejsou žádné odpory R2, R3 s jmenovitými hodnotami jako v obvodu, lze je vybrat takto: Pokud R2, R3 ~ 1k, pak R1 ~ 30k; R2,R3~5k, potom R1~150k; R2, R3~10k, pak R1~300k a tak dále s ohledem na poměr.


Po úplném zapájení všech součástek (včetně antény), vyčištění desky od tavidla (v mém případě kalafuny) a dalších nečistot je třeba upravit R2, R3, protože operační zesilovač je na takové faktory velmi citlivý. RF indikátor pole reaguje na záření mobilní telefony(GSM, GPRS, EDGE, 3G, WiFi), rádiové vysílače, spínaný zdroj, TV obrazovka, LDS. Použijeme-li terminologii detektorů kovů, pak je zařízení podobné „pinpointeru“, pouze pro elektromagnetické záření. Pro přehlednost provozu zařízení je fotografie se zapnutým rádiovým vysílačem:

Existuje radiace

silné záření


Z kondenzátoru C5 (z kruhu) je propojka na mínus napájení obvodu.

Často je potřeba nejjednodušší kontrola zdraví RC vysílače, zda funguje on i jeho anténa, zda vysílač vysílá do vzduchu elektromagnetické vlny. V tomto případě to velmi pomůže nejjednodušší ukazatel elektromagnetické pole. S ním můžete zkontrolovat činnost koncového stupně libovolného vysílače používaného v modelování v rozsahu od několika MHz do 2,5 GHz. Mohou také zkontrolovat provoz mobilního telefonu pro přenos.

Zařízení je založeno na detektoru se zdvojením napětí na mikrovlnných diodách typu KD514 sovětské výroby. Princip fungování je jasný z Kruhový diagram. Anténa o délce 20 ..... 25 cm je napojena na místo připojení diod z drátu o průměru . 1.....2 mm. K diodám je připojen filtrační kondenzátor (trubkový, keramický) o kapacitě cca 2200 pF. Diody s kondenzátorem jsou připájeny na vývody mikroampérmetru, což je zařízení pro indikaci přítomnosti elektromagnetického pole. Katoda vpravo podle schématu diody je připájena ke svorce "+" a anoda levé podle schématu diod je připájena ke svorce "-". Indikační anténu lze umístit ve vzdálenosti několika centimetrů (vysílač 2,4 GHz popř mobilní telefon) do 1 metru,
pokud vysílač pracuje v rozsahu 27 ......... 40 MHz. Takové vysílače mají teleskopickou anténu.
Všechny detaily jsou umístěny na kusu textolitu. Filtrační kondenzátor je umístěn ve spodní části šátku a na fotce není vidět.

Kruhový diagram

Fotografie.



Běžný školní kompas je citlivý na magnetické pole. Stačí, řekněme, nést magnetizovaný konec šroubováku před jeho šípem, protože se šíp vychyluje. Ale, bohužel, poté se šíp bude nějakou dobu houpat setrvačností. Proto je nepohodlné používat tak jednoduché zařízení pro stanovení magnetizace předmětů. Potřeba takového měřicího zařízení často vzniká.


Ukazatel sestavený z několika dílů se ukazuje jako zcela neinerciální a poměrně citlivý, aby například zjišťoval magnetizaci žiletky nebo hodinového šroubováku. Navíc se takové zařízení hodí ve škole k demonstraci fenoménu indukce a samoindukce.

Jaký je princip činnosti obvodu indikátoru magnetického pole? Pokud je permanentní magnet nesen v blízkosti cívky, nejlépe s ocelovým jádrem, jeho siločáry protínají závity cívky. Na vývodech cívky se objeví emf, jehož velikost závisí na síle magnetického pole a počtu závitů cívky. Zbývá zesílit signál odebraný z vývodů cívky a aplikovat jej např. na žárovku z baterky.

Snímač je induktor L1 navinutý na železném jádru. Je připojen přes kondenzátor C1 k zesilovacímu stupni, vyrobenému na tranzistoru VT1. Provozní režim kaskády je nastaven odpory R1 a R2. V závislosti na parametrech tranzistoru (koeficient statického přenosu a zpětný proud kolektoru) se nastavuje optimální pracovní režim proměnným rezistorem R1.


Schematické schéma indikátoru magnetického pole

V emitorovém obvodu tranzistoru prvního stupně je zahrnut kompozitní tranzistor VT2-VT3 z tranzistorů různých struktur.

Zátěž tohoto tranzistoru je signálka HL1. Pro omezení maximálního kolektorového proudu tranzistoru VT3 je v základním obvodu tranzistoru VT2 odpor R3.

Jakmile se zmagnetizovaný předmět dostane do blízkosti jádra snímače, signál, který se objeví na svorkách cívky, se zesílí a signálka na okamžik zabliká. Čím větší je předmět a čím silnější je jeho magnetizace, tím jasnější je záblesk lampy.

Obvod indikátoru magnetického pole, jako senzor je nejlepší použít cívku s jádrem z elektromagnetických relé PCM, RES6, RZS9 nebo jiných, s odporem vinutí alespoň 200 ohmů. Všimněte si, že čím větší je odpor vinutí, tím citlivější bude indikátor.

Dobré výsledky se dosahují s podomácku vyrobeným senzorem. K tomu je z feritu 600NN odebrán kus tyče o průměru 8 a délce 25 mm (z magnetické antény kapesních přijímačů). V délce přibližně 16 mm je na tyč volně navinuto 300 závitů drátu PEV-1 0,25 ... 0,3, které jsou rovnoměrně umístěny po celé ploše. Odpor vinutí takového snímače je přibližně 5 ohmů. Citlivost snímače, nezbytná pro provoz zařízení, je zajištěna vysokou magnetickou permeabilitou jádra. Citlivost závisí také na součiniteli přenosu statického proudu tranzistorů, proto je žádoucí používat tranzistory s co nejvyšší hodnotou tohoto parametru. Kromě toho musí být tranzistor VT1 s malým zpětným kolektorovým proudem. Místo MP103A můžete použít KT315 s jakýmkoliv index písmen, a místo MP25B - další tranzistory řady MP25, MP26, s koeficientem přenosu alespoň 40.

Schéma umístění indikátoru magnetického pole rádiových komponent. Část dílů indikátoru namontujte na desku z libovolného izolačního materiálu (getinax, textolit, sololit). Závěsná montáž, pro pájení vývodů dílů nainstalujte na desku svorníky dlouhé 8 ... 10 mm ze silného (1 ... 1,5 mm) pocínovaného měděného drátu. Místo cvočků můžete na prkno nýtovat duté nýty nebo instalovat malé držáky vyrobené z cínu z plechovky. Stejně postupujte i v budoucnu při výrobě desek pro povrchovou montáž. Spoje mezi svorníky veďte holým pocínovaným montážním drátem a v případě křížení vodičů na jeden z nich nasaďte kousek PVC trubky nebo cambricu.



Obvodová deska indikátoru magnetického pole

Po osazení dílů je na desku s vodiči v izolaci připájen snímač, proměnný rezistor, signálka, vypínač a zdroj. Po zapnutí napájení nastavte posuvný přepínač odporu do takové polohy, aby vlákno žárovky sotva svítilo. Pokud je závit velmi horký i při horní poloze motoru podle schématu, měli byste vyměnit odpor R2 za jiný s vysokým odporem.

Před jádrem snímače je krátce umístěn malý magnet. Lampa by měla jasně svítit. Pokud je záblesk slabý, znamená to nízký koeficient přenosu tranzistoru VT1. Je žádoucí jej vyměnit.

Poté je třeba přiblížit konec magnetizovaného šroubováku k jádru snímače. Je snadné jej zmagnetizovat několika dotyky relativně silného permanentního magnetu, jako je 1W dynamický magnet hlavy. S magnetizovaným šroubovákem bude jas záblesku signální lampy menší než s permanentním magnetem. Blesk bude velmi slabý, pokud místo šroubováku použijete zmagnetizovanou bezpečnostní žiletku.

Během provozu indikátoru s proměnným rezistorem nejprve nastavte jas lampy na co nejnižší úroveň a poté přiveďte testovaný objekt k jádru snímače. Při kontrole slabě magnetizovaných předmětů se mírně zvýší jas signálky, aby byla její změna lépe viditelná.

Jak již bylo zmíněno, kolem vodiče s proudem se vytváří magnetické pole. Pokud zapnete, řekněme, stolní lampu, pak takové pole bude kolem vodičů, které do lampy přivádějí síťové napětí. Kromě toho bude pole proměnlivé a bude se měnit s frekvencí sítě (50 Hz). Je pravda, že intenzita pole je nízká a lze ji detekovat pouze pomocí citlivého indikátoru - o jeho struktuře bude řeč později.

U fungující páječky je situace zcela jiná. Jeho topné vinutí (spirála) je vyrobeno ve formě cívky a kolem něj je vytvořeno dostatečně silné magnetické pole, které lze fixovat poměrně jednoduchým indikátorem.


Schematické schéma indikátoru proměnného magnetického pole

Vstupní část indikátoru připomíná stejnou část předchozího zařízení: stejná tlumivka L1 s kondenzátorem C1, stejná konstrukce obvodu prvního stupně na tranzistoru VT1. Pouze řetězec dvou rezistorů v základním obvodu tranzistoru je nahrazen jedním rezistorem R1, jehož odpor je specifikován při nastavování zařízení. Tranzistor je převzat germaniovou strukturou p-n-p.

V počátečním stavu jsou tranzistory VT1 a VT2 tak otevřené, že mezi svorkami kolektoru a emitoru tranzistoru VT2 je malé napětí (tj. tranzistor VT2 je téměř v nasyceném stavu). Tranzistory VT3 a VT4 jsou proto mírně otevřené a lampa HL1 sotva svítí.

Obvod indikátoru střídavého magnetického pole, provoz: jakmile se topné těleso páječky přiblíží ke snímači, objeví se na svorkách cívky snímače signál střídavého proudu. Je zesílen tranzistory VT1, VT2. V důsledku toho se tranzistor VT2 začíná zavírat a napětí mezi jeho terminály emitoru a kolektoru se zvyšuje. Tranzistory VT3, VT4 začnou pracovat, proud skrz lampu se zvýší, bude svítit. Čím menší je vzdálenost mezi topným článkem a senzorem, tím jasněji svítí lampa.

Nastavení schématu indikátoru. Lampa se rozsvítí již ve vzdálenosti cca 100 mm od snímače k ​​páječce s výkonem 35 ... 40 W. Tato vzdálenost je určena citlivostí indikátoru. Bude ještě větší, pokud se použije 50W nebo 100W páječka.

První dva tranzistory mohou být řady MP39 - MP42 se statickým přenosovým poměrem proudu 15 ... 25, VT3 - stejného typu, ale s přenosovým poměrem 50 ... 60. Se stejným přenosovým koeficientem by měl být zvolen i tranzistor VT4 (může být řady MP25, MP26). Pevné odpory - MLT-0,25, ladění - SPZ-16 nebo jiné malé velikosti. Snímač a signálka jsou stejné jako u předchozího provedení, kondenzátor je papírový, např. MBM.

Část částí indikátoru lze namontovat obvodová deska sklopným způsobem, jako tomu bylo u předchozího provedení.

Podle vlastního uvážení si můžete vyrobit (nebo upravit stávající) pouzdro instalací lampy a vypínače na jeho horní panel a umístěním desky s baterií 3336. Senzor je umístěn buď na horním panelu, nebo na boku stěna.

Před nastavením indikátoru se motor ladícího odporu R2 nastaví do horní polohy podle schématu a výstup kolektoru tranzistoru VT2 se odpojí od výstupu báze VT3 a rezistoru R3. Po zapnutí napájení spínačem SA1 nastavte motor trimru rezistoru do takové polohy, aby žárovka HL1 svítila přibližně na polovinu světla. Zároveň by mělo dojít k úbytku napětí asi 1,5 V na vývodech kolektoru a emitoru tranzistoru VT4.

Poté je k emitorovému obvodu tranzistoru VT2 připojen miliampérmetr 5 ... 10 mA, výstup kolektoru je připojen k odporu R3 a výstupu báze tranzistoru VT3, je přivedeno napájení a emitorový proud měří se tranzistor VT2. Volbou odporu R1 se nastaví na hodnotu 1,5 ... 2,5 mA v závislosti na nastaveném celkovém odporu rezistorů R2 a R3. Tento proud lze nastavit i bez miliampérmetru - sotva znatelným svitem vlákna signální žárovky. Když je topný článek páječky přiveden k senzoru, proud by měl klesnout na 1 ... 0,5 mA a jas lampy by se měl zvýšit.

Během provozu indikačního obvodu se napětí baterie sníží a počáteční jas lampy bude muset být zvýšen ladícím odporem.

Tento indikátor lze použít jako automatický spínač napájení páječky. Chcete-li to provést, musíte na stojan pro páječku naproti ohřívači (ve vzdálenosti 50 ... 60 mm) umístit senzor a místo lampy zapnout elektromagnetické relé s odezvovým proudem 20 ... 40 mA při napětí 3,5 ... 4 V. Normálně sepnuté kontakty relé jsou zapojeny do série s jedním ze silových vodičů páječky a rezistorem 10 ... 20 W s odporem 200 . .. 300 Ohmů je zapojeno paralelně s kontakty. Po umístění páječky na stojan se aktivuje relé a jeho kontakty jsou zapojeny do série se zhášecím odporem páječky. Napětí na páječce se sníží asi o 50 V a hrot páječky se trochu ochladí.

Jakmile se páječka sejme ze stojanu, relé se uvolní a páječka se dodává plná síťové napětí. Žihadlo se rychle zahřeje na požadovanou teplotu. Díky tomuto režimu provozu bodnutí vydrží déle a spotřebuje se méně elektřiny.

Velmi často se důležité kovové součásti nebo nástroje ztratí v tu nejméně vhodnou chvíli. Šroubovák ztracený kdesi ve vysoké trávě, klesající kleště za skříň nebo do dutiny vám mohou zkazit náladu. V takových chvílích může pomoci jednoduché zařízení - magnetický indikátor se světelnými a zvukovými alarmy, jehož obvod budeme zvažovat.

Dokáže zachytit slabé elektromagnetické pole síťových vodičů, kterými protéká střídavý proud. Takové zařízení je potřebné, aby se zabránilo poškození síťových vodičů při vrtání otvorů do zdi. Je velmi snadné sestavit a hotové protějšky jsou drahé.