СКАЖИ-КА, СОЛНЕЧНЫЙ ЗАЙЧИК!

Вероятно, мало кому известно, что Александр Грехем Белл — изобретатель всем известного телефона — сделал еще одно открытие, которое считал даже более значительным. Речь идет об электронно-оптической системе связи, с ее помощью без проводов можно передавать голос на расстояние, используя для этого отраженный солнечный луч. По сравнению с радиотелефонной связью, потребляющей сравнительно много электрической энергии, изобретение фототелефона (так назвал эту систему Белл) и в самом деле было настоящим технологическим чудом.

Как же действует такое устройство?

Вспомните всем известный солнечный зайчик. С помощью зеркала луч направляют на фотоприемник. Теперь надо сделать так, чтобы он нес нужную нам информацию. Для этого плоское зеркало закрепляют в торце полого цилиндра, Если кто-нибудь заговорит в цилиндр, под действием звука зеркало начнет колебаться — луч света будет промодулирован звуковой частотой.

А задача приемника — преобразовать с помощью фотоэлемента световую энергию в электрическую.

Первый фототелефон, созданный Беллом в 1880 году, мог передавать голос на расстояние 215 м. Попробуйте и вы построить подобную конструкцию, воспользовавшись материалами, взятыми нами из иностранных журналов.

Фотопередатчик — металлическая трубка Ø 25,4 мм, длиной 56—60 мм.

В торце ее установлено зеркало Ø 25 мм — гладкая, тонкая алюминиевая фольга, хорошо отражающая солнечные лучи. Она закреплена с помощью клея на капроновом ободке, повышающем восприимчивость зеркала к звуковым колебаниям.

Луч света попадает на фотоэлемент, соединенный с усилителем низкой частоты: это приемник (рис. 2). А чтобы чувствительность его была высокой, применяют параболическое зеркало Ø 406 мм. Вместе с УНЧ, малогабаритной динамической головкой и батареями питания оно установлено в корпусе из фанеры (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция фотоприемника:

1 — корпус, 2 — сферическое зеркало, 3 — корпус замка, 4 — задвижка, 5 — дверца, 6 — регулировочная планка, 7 — гнездо разъема, 8 — подставка.

Рис. 2. Принципиальная схема фототелефона.

Отдельные части корпуса соединены между собой при помощи столярного клея и шурупов. К основанию прикрепите деревянные подставки, а к верху — ручку для переноски. Внутри корпус покрасьте черной нитрокраской, а снаружи — белой. Черный цвет уменьшит случайные отражения, в то время как белый хорошо виден на расстоянии.

Параболическое зеркало крепится к задней стенке корпуса четырьмя деревянными планками с прокладками из эластичного поролона. Кроме того, кусок такого же материала размером 30X30 мм приклеен в центре задней стенки. После того как зеркало закреплено, его до полного завершения работ надо закрывать толстым полотенцем или одеялом (чтобы не повредить).

Разумеется, не каждый может достать параболическое зеркало больших размеров. Не беда, вместо него используйте алюминиевый диск, на котором зимой ребята катаются с гор. Очистите от краски внутреннюю поверхность и тщательно отполируйте ее до зеркального блеска.

Если в вашем доме сохранилась линза от телевизоров первых выпусков, то и она с успехом заменит вам зеркало. Правда, конструкцию фотоприемника в этом случае потребуется немного изменить.

Фотоэлемент закреплен на конце деревянного стержня (рис. 3). На его противоположном конце установлен миниатюрный телефонный штекер, с помощью которого фотоэлемент подключают к УНЧ.

Рис. 3. Устройство для установки фотоэлемента:

1 — штекер, 2 — стержень, 3 — фотоэлемент, 4 — проводники, 5 — лента ПХЛ.

Гнездо разъема расположено на двухсекционной планке (см. рис. 1). Секции, соединенные между собой с помощью дверной петли, можно складывать, когда приемник не работает.

Фотоэлемент должен быть установлен в . фокусе сферического зеркала. Для этого в планке сделайте две прорези: проведите продольную осевую линию, а затем отметки на расстоянии 25, 57, 108, 191 мм от конца планки. Просверлив отверстия Ø 4,8 мм, удалите с помощью стамески дерево между первым-вторым и третьим-четвертым отверстиями. К меньшей секции прикрепите квадратный деревянный брусок, просверлите в нем отверстие и вставьте гнездо разъема. Планку и стержень покрасьте в черный цвет.

Теперь установите планку в средней части дверцы. Вставьте штекер в гнездо разъема и направьте на сферическое зеркало сильный луч света. Передвигая планку в горизонтальном направлении, добиваются, чтобы отраженный от зеркала свет фокусировался на фотоэлементе. Отметьте на дворце центры щелей планки и просверлите отверстия.

Планку закрепите с помощью двух винтов и гаек.

С внутренней стороны дверцы установите динамик и сделайте все необходимые электрические соединения по схеме.

Затем приступают к налаживанию фотоприемника. Рядом с передающим зеркальным устройством установите транзисторный радиоприемник, настроив его на любую вещательную станцию. Приемник фототелефона расположите на расстоянии нескольких метров от передатчика таким образом, чтобы отраженный от него луч света падал на поверхность сферического зеркала. Штекер с фотоэлементом установите в гнездо на планке и сфокусируйте луч света так, чтобы сигнал был максимальным. Если вы все сделали правильно, то непременно услышите радиопередачу.

Теперь постепенно отодвигайте фотоприемник от передатчика и проверяйте качество приема через каждые 15—30 м до тех пор, пока сигнал не станет совсем слабым. Не забывайте, что вращение Земли вызывает отклонение солнечного зайчика от первоначально установленного положения. Поэтому время от времени нужно регулировать положение луча между передатчиком и приемником фототелефона.

Максимальное расстояние, на которое может быть разнесена ваша система, зависит от площадей передающего и приемного зеркал, чувствительности УНЧ, атмосферных условий и от угла склонения Солнца.

Фототелефон можно усовершенствовать. Например, увеличить его чувствительность, используя светозащитные экраны и перегородки, устраняющие световые отражения и блики, или добавить предварительный усилитель, повышающий уровень сигнала от фотоэлемента. Тогда ваша система сможет действовать на расстоянии нескольких километров.

Л. МОРОЗОВА