lightanddesign.ru
You might also like
Hello Habr! Что общего между радиоприемниками, датчиками сигнализации, металлоискателями и приборами, называемыми термонавтами? Прежде всего, все они реагируют на электрические и магнитные поля. И многие из них также имеют нечто общее в начале своей деятельности.
Сегодня мы рассмотрим историю и принцип работы металлоискателей, индуктивных и емкостных датчиков, узнаем о гетерофорсе, а также построим и испытаем простой прототип. Эта история началась очень давно. В 1918 году Эдвин Армстронг открыл частотную модуляцию в радиосвязи (которая позволяет слушать высококачественные стереопередачи на очень коротких волнах), а Уолтер Шоттки изобрел одноименный диод, который имеет небольшое прямое падение напряжения …
На самом деле Уолтер Герман Шоттки не изобрел полупроводниковый диод, но он разработал новаторскую теорию физических процессов в кристаллах, в частности, вакансий в атомах, которая предсказала эффект Шоттки, используемый в этих диодах. Он также изобрел вакуумную четырехламповую трубку (электронную лампу с экранированной сеткой). Это значительно уменьшило проходную емкость и увеличило внутреннее сопротивление. И усиление, точнее, более крутой наклон характеристики.
А Эдвин Говард Армстронг сделал многое для мира беспроводной связи. Например, регенеративные и ультрарегенеративные приемники с положительной обратной связью обеспечили превосходную чувствительность при меньшем количестве трубок. Это означает низкую стоимость и высокую доступность. Однако обратите внимание, что эти радиоприемники требуют тщательной настройки и, если они не настроены должным образом, могут излучать помехи в эфир и мешать радиослушателям, находящимся поблизости. Это было особенно актуально во времена огромных старинных антенн, размер которых компенсировал недостатки электроники.
Позже даже частотная модуляция оказалась необходимой для записи цифровой информации на магнитные носители. Таким образом, без Армстронга не было бы "жесткого диска". Если вы помните, что такое дисковод для дискет, то и дискеты тоже.
Что такое QSL-карточка, вы, конечно, не помните. В противном случае, пожалуйста, напишите комментарий. Армстронг также занимался радиолокацией, в том числе участвовал в программе "Диана", которая стала пионером радиолокационной астрономии. Сигналы радара передавались в направлении Луны и принимались как экспертами программы, так и радиолюбителями.
Тем не менее, это все официальные версии. У людей разные мнения о том, для чего на самом деле были нужны огромные антенны HAARP и подобных проектов. Вы можете поделиться своими, а мы будем рады поделиться с вами своими.
? Супергетеродин
Так, в 1917-18 годах Люсьен Леви (на фото слева), ответственный за 1,5-киловаттную радиостанцию Эйфелевой башни, подал две заявки на патенты на гипертермодинамический радиоприемник, а в 1918 году Эдвин Армстронг работал под его руководством. Командуя, он развил идеи Леви. В любом случае, Вальтер Шоттки из компании Siemens & Halske в Германии также изобрел ультразвуковой телефон в 1918 году.
Гиперцеллоид представляет собой радиоприемник с контуром приемного генератора плюс синхронизированный с последним генератор (гетеродин). Когда сигнал смешивается с усиленным радиочастотным сигналом, генерируются два сигнала.
Первая частота является суммой двух частот и не используется. Фильтр подавляет его. Вместо этого второй сигнал, частота которого равна разности частот между входным сигналом и гетеродином, проходит через фильтр промежуточных частот и поступает на детектор и усилитель звуковой частоты.
Эта система может быть реализована очень точно, без необходимости настройки промежуточных частотных трактов, и значительно улучшает чувствительность и избирательность радиоприемника. Например, используются кварцевые или керамические резонансы.
Зачатки самого гетеродина были обнаружены еще раньше. В 1901 году канадец Реджинальд Обри Фессенден изобрел и использовал гетеродин. Это позволило ему принимать неформатированный телеграфный сигнал, который представлял собой просто синусоиду несущей частоты.
А то, что при сложении двух колебаний возникают различные частоты, было известно с древности. История его открытия потеряна навсегда. Биты помогают регулировать инструменты. Например, гитара или другой орган со слабой струной регулируется флажолетами на некоторых ладах, при этом ритм между открытой струной и соседней струной прижимается к определенному ладу.
В то же время другие гармоники пианистов и техников не удерживают чистую 5 и чистую октаву пифагорейцев. Это означает, что они не привлекают струны или другие генераторы тона до конца такта, а отмеряют определенное количество ударов в секунду. . Таким образом достигается соответствующий темперамент.
Например, современная бемольная темперация, которая позволяет легко передавать и формировать музыкальные отрывки и ключи к клавишам. Или хорошая темперация, которую предпочитал Иоганн Себастьян Бах, не любивший ровную темперацию. Или что-то другое, историческое или экспериментальное.
А самый дорогой на сегодняшний день туннель — устройство для музыкальных инструментов — использует стробоскопический эффект или отображение на экране. Это относится к явлению пульсации различных частот при сложении двух вибраций, даже если речь идет о механической вибрации струны и визуальной композиции яркости света.
? Терменвокс
В 1919-20 годах сам будущий начальник и арестант "шарашки" Реб Сергеевич Тарн изобрел музыкальный инструмент, который открыл Александр Солженицын, написавший впоследствии "Первый круг". Он стал первым в мире ЭМИ — электронным музыкальным инструментом.
Пожалуйста, обратите внимание в комментариях, что на этой фотографии показано использование тайного атмосферного электричества. Сейчас это модно.
Как можно изобрести инструмент в мастерской, где компетенция была разработана для научных целей и безопасности? — Все очень просто. В конце концов, Thermenvox — это компетентный датчик. Только вы должны любить музыку и быть музыкантом, чтобы увидеть и услышать инструмент с датчиком. Выпускник Серова Санкт-Петербургской консерватории, Термен любил музыку.
В своем классическом виде он состоит из двух электронных генераторов, колебательные контуры которых подключены к антенне. Сближая руки, можно изменять частоту колебаний, создавая музыкальные тона различной частоты. Другими словами, термобудка является ультразвуковой.
Вторая антенна работает аналогичным образом и используется для управления громкостью. Это позволяет выполнять виртуальное амплитудное вибрато, также известное как тремоло. Обсуждение терминологии о том, что следует называть вибрато, а что — тремоло, очень популярно среди музыкантов, но не так популярно, как дебаты о том, какие звезды музыки не умеют играть на инструменте. Однако он гораздо популярнее, чем споры о том, какой темперамент лучше. Последнее — удел избранных.
Что касается термотрубок, то большинство из этих моделей не предлагают музыкантам стабильного диапазона. Высота звучания нот полностью зависит от исполнителя. Кроме того, очень немногие термобоксы реализуют квантование частоты, т.е. самонастройку.
Сегодня самым успешным производителем в этой серии является Роберт Моуг, пионер и абсолютный изобретатель аналогового синтезатора.
Ее сопровождает Клара Рокмор, одна из ведущих в мире исполнительниц термобокса.
А это Бильбо Бэггинс из Ring of Power, демонстрирующий свой инновационный полотенцесушитель, работающий на атмосферном электричестве. Внутри пульпы находится теневая ямка с красной ртутной амальгамой.
На самом деле, именно Боб Мо играет в термобудке. Его предки, Пьер Этьен и Франсуа-Клод Турман, были известными ювелирами и сотрудничали с амальгамой. Их работы хранятся в Лувре, Эрмитаже и Оружейной палате. Например, этот скипетр Георга XII.
? Металлоискатель
Когда внешние воздействия действуют не на емкость колебательного контура через антенну, а на его индуктивность, в результате получается не емкостной, а индуктивный датчик — металлоискатель. Он может находить сокровища, такие как скипетры, или просто точить металл. Это тоже интересно.
Шипящий шум наушников металлоискателя — это импульс, возникающий в результате расстройки схемы с детекторной катушкой относительно опорной катушки. Отстройка вызывается изменением индуктивности металлического объекта вблизи катушки.
Можно построить один из самых простых вариантов металлоискателя. Как обычно, из набора с Алиэкспресс.
Приятно держать в руках напечатанную катушку. Чувствуется не только прикосновение к современным технологиям, но и стабильность параметров благодаря жесткости конструкции. Эта стабильность воспроизводима, поскольку печатные платы изготавливаются последовательно с высокой точностью.
Два конденсатора на фотографии — пленочные, но есть более дешевая версия набора, где все конденсаторы, кроме оксида, он же электролит, представляют собой "флажковые" керамические диски. Немного разочаровывает, но не смертельно. Это работает.
? Изучаем схему
В этой схеме в транзисторе Q1 находится один LC-генератор вместо двух. Контур параллельного генератора состоит из индуктивности L1 и емкости C3. L2 — катушка обратной связи, а C2 — развязка по постоянному току. R1 — резистор смещения, определяющий работу Q1, а C1 — фильтр питания.
Секрет схемы — резистор W. Этот резистор определяет усиление каскада Q1, и ползунок этого резистора должен быть отрегулирован так, чтобы при настройке устройства выход находился на пределе задержки.
Детектор собран на транзисторах Q2 и Q3. Когда генератор работает и амплитуда колебаний в цепи L1C3 превышает 0,6 вольта (это порог открытия кремниевого транзистора Q2, который является напряжением прямого смещения эмиттера), Q2 открывается с отрицательным синусом, разряжая конденсатор C4. В этом случае Q3 закрыт, и зуммер не звучит.
Когда вибрационная цепь испытывает утечку энергии на металлический объект, мощности вынужденной вибрации в цепи уже недостаточно для работы обратной связи. Выход складывается, Q3 закрывается, C4 заряжается и Q3 открывается. Включается и подается звуковой сигнал, сигнализирующий о наличии обнаруженного металла.
Обратите внимание, что это автономный зуммер, похожий на автомобильный гудок. Принцип работы очень прост. Электромагнит притягивает мембрану, которая разрывает цепь электромагнита. Ток в катушке прерывается, и магнитное поле исчезает. Мембрана возвращается и снова касается контактов. Цепь замыкается, и все повторяется с самого начала.
? Сборка и испытание
Как работает этот металлоискатель, комплектацию набора и процесс сборки можно увидеть на видео.
Устройство издает высокочастотный и неприятный визжащий звук и пищит, как щебетание птицы. Это очень ценят все мои кошки. Каждый раз, когда я экспериментировал с металлоискателем, они собирались вокруг меня, как будто происходило что-то захватывающее и очень интересное. Даже лазерные указки и игрушки для кошек теряют свою привлекательность для мохнатых мародеров на фоне этого забавного гаджета.
Металлоискатель реагировал на все имеющиеся металлы, ферромагнитные, парамагнитные и диамагнитные, включая ртуть.
? Выводы
И снова комплект сработал без проблем, и устройство сразу же заработало. Поэтому необходимо продолжать закупать и собирать радио. Это связано с тем, что всегда нет времени царапать доску и сверлить отверстия.
Расскажите в комментариях о своем опыте создания и использования металлоискателей, электронных приборов и радиоприемников. Лично я в 1990-х годах собрал около дюжины приемников, включая суперкалориферные и ламповые, и перестроил несколько телевизоров, заменив ламповые PTC на твердотельные селекторы. Это позволило удобно настраивать машины и добавило 10-метровый диапазон. А электронная музыка и гитарные эффекты — мои нынешние увлечения.
Кроме того, когда речь идет о металлоискателях, помните, что поиск различных предметов в разных местах регулируется законом и может привлечь нежелательное внимание людей, нарушающих эти законы. Подходите к своему хобби добросовестно и ответственно.
Спасибо за внимание! В следующем выпуске мы будем исследовать и собирать больше электронных предметов.
