Светотелефон. На рис. 19.10, а изображена простейшая световая линия связи для беспроволочной передачи музыкальных программ от радиоприемника, магнитофона или усилителя НЧ любого музыкального электроинструмента. Приемник подключают к гнездам звукоснимателя любого радиоприемника или усилителя НЧ (рис. 19.10 а).

(рис.19.10)  Простейший светотелефон: а - принципиальная электрическая схема; б - конструкция

Для ближней связи достаточно применить в передатчике отражатель от карманного фонарика. Конечно, лучшие результаты даст большой параболический отражатель, допустим, от велосипедной фары. Для первых опытов подойдет миниатюрная лампа накаливания 2,5 В/0,1...0,25 А. Соединяют ее с гнездами для подключения дополнительного громкоговорителя радиоприемника, магнитофона и т. п. Проволочным переменным резистором R1 устанавливают нужную глубину модуляции. Микрофон (например, угольный) включают в гнезда звукоснимателя радиоприемника или на вход любого усилителя НЧ мощностью 2...3 Вт. Теперь можно попробовать передать первое сообщение.
Лучшие результаты получаются, если выходное сопротивление источника питания лампы 3...4 Ом, напряжение 6 В. Рабочее напряжение лампы 6,3 В, и она снабжена рефлектором. В таком варианте дальность связи 10...60 м.
Приемником светового сигнала служит фотодиод или фоторезистор. Однако пригоден будет и самодельный фототранзистор (см. рис. 2.10). Светоприемник рекомендуется поместить в фокусе собирающей линзы. Для связи на небольших расстояниях вместо трансформатора Tpl можно непосредственно в цепь коллектора транзистора Т1 включить высокоомные головные телефоны. Когда приемник направлен на включенную электролампу, в телефонах должен прослушиваться, фон сети переменного тока.
Дальность действия описанного устройства в сумерках и темноте 10...50 м. Для работы днем следует лампу передатчика закрыть красным стеклом: передача будет вестись в инфракрасном диапазоне.
Как же можно использовать это простое устройство? Изготовив еще один комплект, можно осуществить двухстороннюю связь. В этом случае к обоим усилителям НЧ нужно добавить переключатель «Прием-Передача». Когда передатчик работает в непрерывном режиме, получаем сигнализирующее устройство: если что-либо или кто-либо прервет световой поток, приемник не будет работать.
На рис. 19.13 показана принципиальная схема миниатюрного светотелефона на транзисторах с дальностью действия до 50 м днем и до 200 м ночью.

(рис.19.13)  Светотелефон: а - принципиальная электрическая схема передатчика; б - схема приемника (усилитель НЧ транзисторного радиоприемника); в - вариант схемы передатчика с модуляционным трансформатором

Основной частью модулятора здесь является обычная миниатюрная лампа. Наилучшие результаты дают лампы 6В/0.5А (до 2000 Гц) и 24В/0,2 А (до 3000 Гц); хорошие 12В/0.1А (до 4000 Гц) и 12 В/0,3 А (до 1650 Гц), в скобках дана верхняя рабочая частота лампы. Лампы, используемые в фонарях, мало пригодны. Совсем не подходят, лампочки с длинной нитью накала. Рефлектор можно взять от большого ручного фонаря (диаметр 90 мм), велосипедной фары или от фары мопеда. Для рефлектора с лампой требуется подобрать толщину соединительного провода, чтобы его сопротивление по сравнению с сопротивлением нити лампы было гораздо меньше. Модулирующий сигнал НЧ на входе передатчика должен иметь напряжение 0,775 В на нагрузке 600 Ом, его снимают непосредственно с гнезд «Дополнительный громкоговоритель» радиоприемника или магнитофона (с сопротивлением 5 Ом). Транзистор Т2 подбирается в зависимости от мощности лампы Л1.
Приемник с фотодиодом, фототранзистором собственного изготовления или с фоторезистором (рис. 19.13,б). Транзистор Т1 должен иметь низкий уровень собственных шумов. Чувствительность усилителя при выходной мощности 50 мВт. Расстояние между собирающей линзой и фоторезистором находят экспериментально.
Проверку устройства начинают в темноте; перемещая лампу вдоль оси рефлектора, получают на стене на расстоянии 10 м световое пятно диаметром 400 мм. Чем меньше диаметр пятна, тем лучше. В противном случае нужно заменить лампу или рефлектор, или то и другое. Затем к усилителю НЧ передатчика подключаем осветительное устройство и переменным резистором R1 устанавливаем половинное значение номинального тока. Установив светочувствительный элемент в фокусе линзы, переходим к опытам при дневном свете. Если луч светопередатчика попадает на фотоэлемент, в приемнике появляется звуковой сигнал, например речь. Увеличивая дальность и применяя тёмнокрасные фильтры (например, фотографические), добиваются наилучших результатов. Зеркала или полированные пластинки (отражатели), установленные под углом, позволяют изменять путь луча (при наличии препятствий).
На рис. 19.14 показан интересный световой телефон высокого класса, работающий в инфракрасном диапазоне и обеспечивающий при дневном свете двустороннюю связь на расстоянии 1000...1400 м. Устройство предназначено для рыбаков, охотников, яхтсменов, декораторов больших витрин, персонала в киностудиях, телестудиях, театрах и т. п.

(рис.19.14)  Светотелефон с модуляционной мембраной: а - совместная работа двух телефонов; б - общий вид; в - принцип действия мембраны; г - конструкция (В - блок электропитания, Ф - фоторезистор, О - отверстие для переговоров («микрофон»), Тф - миниатюрный телефон, В - кнопка, 2 - проекционная лампа, импульсная лампа-вспышка); д - принципиальная электрическая схема приемника (соединения с корпусом надо сделать в одной точке), Д - стабилитрон или транзистор, включенный диодом, или два диода (DOG 50...63), включенные последовательно, коэффициент усиления приемника около 100 000

Здесь световой поток модулируется (коэффициент модуляции около 40%) непосредственно мембраной из тонкой алюминиевой фольги, отражающей свет. Принцип действия ясен из рисунка. Под влиянием звуковых колебаний изменяется яркость светового излучения. Это - микрофон и одновременно модулятор. Лампа - точечный источник света (или лампа-вспышка) размещается в фокусе параболического зеркала диаметром 50 мм. Отверстие закрывают тонкой полоской из оргстекла, а для невидимой связи - еще и инфракрасным фильтром. Расхождение светового луча - около 3°.
В светоприемнике (рис. 19.14, д) фоторезисторы установлены в фокусе параболического рефлектора. При дальности связи до 400 м прибор можно держать в руках, а при больших дальностях укреплять на штативе (учитывая трудности взаимного совмещения световых потоков, представляющих каналы связи).
Простейший оптический телефон такого типа можно построить по схеме, показанной на рис. 19.15.

(рис.19.15)  Упрощенный вариант светотелефона с модуляционной мембраной; а - передатчик; б - приемник

В светопередатчике на рис. 19.15, а имеется мембрана, сделанная, например, из тонкого целлулоида диаметром 50 мм, на которую наклеен круг из алюминиевой фольги диаметром 24 мм. Фольгу, гладкую и блестящую, можно взять от шоколадных оберток. Мембрану приклеивают к срезанному под углом концу трубки объектива. Диаметр линзы 30 мм, фокусное расстояние 143 мм (+7 диоптрий). Отверстие трубки осветителя должно совпадать с центром круга из фольги. Передвигая лампу Л (3,5...6,3 В/О, 3 А) вдоль трубки, находим наиболее четкое изображение светового пятна на куске бумаги на расстоянии 3 м (в темном помещении). Если теперь сказать несколько слов в переговорное отверстие, световой поток должен менять фокусировку. Если этого не произойдет, то необходимо отрегулировать длину трубки - объектива с линзой. После настройки все элементы закрепляем клеем. Трубки делают из картона, пластмассы и т. п. Внутри трубки покрывают черной матовой краской или оклеивают черной «бархатной» бумагой для аппликаций.
Принципиальная электрическая схема приемника показана на рис. 19.14, д. Направив светоприемник на горящую в комнате лампу, услышим в телефонах сильный фон сети переменного тока. Налаживание устройства сводится к подбору длины трубки-объектива по наилучшему звучанию.
Попытки установить связь начинают с расстояния 3...4 м, разнося передатчик и приемник все дальше один от другого.