Простое охранное устройство по радиоканалу в FM диапазоне

Однажды ко мне обратился товарищ и попросил организовать охрану подсобного помещения, которое находилось на расстоянии 50 метров от дома, и не было электрифицировано, провод к помещению тянуть не было возможности. Было принято решение реализовать охранную систему в FM диапазоне с помощью простейшего передатчика и FM приемника.
За основу был взят передатчик из [1], а именно задающий генератор, усилитель мощности, вместо микрофонного усилителя установлен генератор тона звуковой частоты, добавлен ключ включения передатчика на полевом транзисторе.

↑ Схема блока охраны

Сам геркон установлен на наличнике, а магнит на двери, при закрытой двери магнит и геркон находятся вместе, контакты последнего замкнуты, ключ на полевом транзисторе VT5 закрыт, передатчик обесточен, потребляемый ток в дежурном режиме составляет 80 мкА. При открывании двери, магнит отдаляется от геркона и контакты охранного шлейфа размыкаются, ключ на транзисторе VT5 открывается, подавая питание на передатчик, потребляемый ток возрастает до 15 – 20 мА.

Задающий генератор на транзисторе VT3, настроен на частоту примерно 95 МГц, в участке УКВ диапазона, где слабо принимаются музыкальные программы местной вещательной радиостанции, усилитель мощности на транзисторе VT4 позволяет минимизировать влияние изменений параметров антенны на задающий генератор.

Генератор тона звуковой частоты на транзисторах VT1, VT2 (примерно 1 – 1,5 кГц) служит для модуляции несущей. То есть при закрытых дверях охраняемого помещения в доме мы слушаем музыкальные программы, при открывании дверей – мы слышим громкий тон частотой 1 – 1,5 кГц, который перекрывает прием радиостанции, что есть признаком проникновения в охраняемое помещение. Модуляция широкополосная и прием передатчика получается в полосе 2 МГц. Возможно идея и слишком примитивная – но весьма эффективная.

Для питания передатчика под напряжение питания 3,7 В, можно применить три Ni-Cd аккумулятора или батарею от мобильного телефона. Передатчик сохраняет работоспособность, без заметного ухода частоты, в диапазоне от 4,3 до 2 В. Для увеличения дальности связи можно применить две батареи от мобильного телефона, соединенных последовательно, при этом дальность уверенного приема на автомобильную магнитолу возрастает примерно в два раза.

↑ Детали

Теперь о деталях: транзисторы VT1 и VT2 маломощные НЧ кремниевые, например КТ315, КТ312 с любым буквенным индексом, транзисторы VT3, VT4 маломощные ВЧ кремниевые, с граничной частотой не менее 500 МГц, например КТ368, КТ399 с любым буквенным индексом, полевой транзистор VT5 – 2N7000, 2N7002.

Антенна Ант 1 длиной примерно 1/4 длины волны, для рабочей частоты 95 МГц это примерно 78 см, можно и короче, но при этом придется подобрать индуктивность (количество витков) катушки L3.

Электролитические конденсаторы, на напряжение не менее 10 В.

Катушки L1 и L3 намотаны на оправке Ø 5 мм, L1 содержит 6 витков, а L3 – 2 витка проводом Ø 0,35 мм. Дроссель L2 намотан на ферритовом кольце проницаемостью 400 – 100 с внешним Ø 10 мм проводим Ø 0,15 мм и содержит 15 витков, но можно применить и малогабаритный готовый дроссель с индуктивностью 20 – 100 мкГн.

Резисторы мощностью 0,125 Вт, для уменьшения паразитной индуктивности и размеров передатчика выводы обрезаются, и резистор припаивается колпачками к дорожкам платы.

Если применить SMD детали, то передатчик получится очень маленьким. Передатчик собран на двусторонней плате размерами 30 х 45 мм под размер батареи от мобильного телефона, одна сторона используется как экран и соединяется с общим проводом передатчика. Для уменьшения влияния рук на стабильность частоты передатчика детали задающего генератора желательно экранировать, особенно катушку L1. После изготовления плата с батареей обтянута термоусадочной трубкой подходящего диаметра.

↑ Наладка

При завершении монтажа оставляем незапаянными конденсаторы С3 и С8, изменением сопротивления резистора R6 устанавливаем ток покоя задающего генератора 3 мА, изменением сопротивления резистора R9 устанавливаем ток покоя усилителя мощности 8 – 10 мА.

Напряжения в контрольных точках указаны при разомкнутых контактах герконового датчика, при отсутствии генерации задающего генератора на транзисторе VT3. Запаиваем конденсаторы С3 и С8, ВЧ вольтметром проверяем наличие колебаний на контуре L1C7 и в точке подключения антенны. С помощью частотомера измеряем рабочую частоту задающего генератора, растягивая и сдвигая витки катушки L1, устанавливаем нужную частоту.


При отсутствии ВЧ вольтметра можно собрать простейший пробник для тестера (Рис. 3), диоды VD1 и VD2 – германиевые Д311, Д310, Д18, Д9. При отсутствии частотомера рабочую частоту контролируем FM приемником. Катушки L1 и L3, для повышения механической прочности, заливаем силиконом, при этом немного уходит частота задающего генератора.

Передатчик с антенной устанавливаем повыше, а провода охранного шлейфа прокладываем к охраняемой двери. Возможна установка подобных герконовых датчиков и на окна охраняемого помещения, при этом все датчики соединяются последовательно.

Дальность уверенного приема составляет примерно 200 м и зависит от чувствительности конкретного радиоприемника и высоты установки антенн приемника и передатчика. Если такая дальность не нужна, можно уменьшить ток покоя выходного каскада до 1 – 2 мА.

↑ Собранный передатчик

↑ Ссылки по теме

Радионяня (бэби-монитор) FM 90МГц на трёх транзисторах

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации