Звуковой локатор (стр. 7 из 7)
В схеме частотомера используется миллиамперметр с током полного отклонения в 1 мА, что будет соответствовать частоте 100 Гц.
При С2 =0,11 мкФ расчетная формула принимает вид:
что соответствует 1000 Гц при полном отклонении стрелки прибора.
Изготовление частотомера начинайте с подбора необходимых радиодеталей согласно электрической схеме (см. приложения, рисунок 18).
В качестве миллиамперметра подойдет любой стрелочный прибор постоянного тока с чувствительностью 1 мА на всю шкалу.
Необходимую величину емкости С2 проще всего получить из двух параллельно включенных конденсаторов.
Транзистор T1может быть любого .типа из МП39—МП42. Лишь бы он был исправен и имел коэффициент усиления 50—100. Перед тем, как его впаивать в схему, не забудьте проверить на тестере.
Величина резистора R1, подбирается в зависимости от b транзистора из условия работы каскада строго на середине линейной характеристики.
При проверке диодов Д1 и Д2 на омметре обратите внимание на величину прямого сопротивления. Отберите те, у которых наименьшее прямое сопротивление. Схема настолько проста, что предварительно собирать ее на макетном шасси нет необходимости. Один из вариантов расположения деталей на плате, а также общий вид прибора показаны на рисунке 9.
После того, как прибор смонтирован и подобрана величина резистора R1 еще раз проверьте полярность подключения диодов. Шкалу стрелочного прибора разметьте в герцах или метрах.
Сборка звукового локатора
Полная схема звукового локатора дана на рисунке 19 (см. приложения). Она включает три платы: плату усилителя сигналов, плату усилителя мощности и плату звукового генератора с детектором. С работой и изготовлением всех трех плат вы познакомились. Как работает частотомер, тоже знаете. Микрофон и громкоговоритель можно использовать от эхолокатора «Редут-0001». Не забудьте, что громкоговоритель подключается без выходного трансформатора, прямо к точкам а-а (рис. 5).
Из физики вы знаете, как подсчитать длину волны звуковых колебаний, зная их частоту и скорость звука. Формула такая:
где l — длина волны звука в воздухе в сантиметрах, с — скорость звука в воздухе в сантиметрах за секунду, f — частота звуковых колебаний в герцах. В нашем локаторе частота звуковых колебаний выбрана равной 5000 Гц. Отсюда длина волны звуковых колебаний в воздухе равна 6,8 см.
Рупор будет тогда излучать и принимать звук узким пучком, когда его размеры больше длины волны. Рупор от локатора «Редут-0001» этому условию полностью не удовлетворяет. Лучше сделать другой рупор, большего размера, а капсюль оставить от ДЭМШ-1. Одно плохо: сразу же увеличатся габариты аппаратуры в целом.
Конструктивно локатор может быть выполнен в двух вариантах (см. приложения, рисунок 20). Один из них рассчитан на установку аппаратуры на катер или автомобиль, второй — чтобы держать в руках. Оба варианта питаются от комплекта батарей из двух 3336Л.
Проверку работы локатора начинайте на предметах, имеющих большую поверхность отражения, таких, как забор или стена дома. Убедившись, что все работает, переходите к обнаружению стволов деревьев и густых кустарников. При некотором опыте вы и их будете уверенно «видеть» на расстоянии до 5 м.
Используя звуковой локатор для измерения скорости звука, частоту импульсных посылок придется определять с большей точностью. Описанный частотомер для этих целей уже не подойдет. Он слишком груб. Здесь подойдет метод измерения частоты с помощью осциллографа и звукового генератора по фигуре Лиссажу.
Установите жестко локатор на расстоянии пяти метров от глухой стены здания и измерьте частоту звуковых импульсов в герцах. Скорость звука при этом определяется по формуле:
с – 4l •f (м/с),
где l - расстояние от рупора до стены в метрах.
Чем точнее измерите расстояние до препятствия и частоту импульсов, гсм точнее получите результат. Эксперимент можно усложнить и попытаться определить зависимость скорости звука от температуры и влажности воздуха.
Хотя звуковой локатор я и назвали моделью, но работает он отлично, как настоящий!
Литература
1. Э.Ш.Айрапетьянц, А.И.Константинов, «Эхолокация в природе», Ленинград, издательство «Наука» ленинградское отделение, 1974г.
2. В.Г.Борисов, “Юный радиолюбитель”, Москва, издательство «Радио и связь», 1972г.
3. А.И.Константинов, «Эхолокация животных», Москва, издательство «Знание», 1982г.
4. Ю.М.Отряшенков, “Юный кибернетик”, Москва, издательство «Радио и связь», 1978г.
5. Р. Сворень «Электроника шаг за шагом», Москва, издательство «Детская литература», 1986г.
6. С.Э.Хайкин, “Словарь радиолюбителя”, издательство «Радио и связь», 1966г.
7. «Большая энциклопедия животного мира», / Е.Л.Богатырева, Т.В.Воронина, М.В.Комогорцева и др., Москва, издательство «Росмэн», 2001г.