Простые индикаторы СВЧ поля своими руками.

Я был сильно удивлён, когда мой простенький самодельный детектор-индикатор, зашкалил рядом  с работающей СВЧ печкой в нашей рабочей столовой. Она же вся экранирована, может неисправность какая? Решил проверить свою, новую печь, ей практически не пользовались. Индикатор тоже отклонился на всю шкалу!

Рисю 1. Схема простого индикатора СВЧ поля.

 Такой простенький индикатор я собираю за короткое время каждый раз, когда выезжаю на полевые испытания приемно-передающей аппаратуры. Очень помогает в работе, не надо таскать за собой массу приборов, простой самоделкой работоспособность передатчика всегда легко проверить, (где антенный разъём не до конца довернули, или питание забыли включить). Заказчикам такой стиль ретро-индикатора очень нравится, приходится оставлять в подарок.

 Достоинство – это простота конструкции и отсутствие питания. Вечный прибор.

 Делается легко, намного проще, чем точно такой же «Детектор из сетевого удлинителя и тазика для варенья» средневолнового диапазона. Вместо сетевого удлинителя (катушки индуктивности) – кусок медного провода, по аналогии можно несколько проводов параллельно, хуже не будет.    Сам провод в виде окружности длиной 17 см, толщиной  не менее 0,5 мм (для большей гибкости использую три таких провода) является как колебательным контуром внизу, так и рамочной антенной верхней части диапазона, который составляет от 900 до 2450 МГц (выше не проверял работоспособность). Можно применить более сложную направленную антенну и согласование с входом, но такое отступление не будет соответствовать названию темы.  Переменный, построечный  или просто конденсатор (он же тазик) не нужен, на СВЧ – два соединения рядом, уже конденсатор.

 Германиевый диод искать не надо, его заменит PIN диод HSMP: 3880, 3802, 3810, 3812 и т.д., или HSMS2810, или диодные сборки HSMS 2812 -2815 (я использовал HSMS2812), HSMS2850, или диодные сборки HSMS2852 - 2855. Хотите продвинуться выше частоты СВЧ печки (2450 МГц), выбирайте диоды с меньшей ёмкостью (0,2 пФ), возможно подойдут диоды HSMP3860 – 3864. При монтаже не перегрейте. Паять надо точечно-быстро, за 1 сек.

Вместо высокоомных наушников - стрелочный индикатор.  Магнитоэлектрическая система имеет преимущество - инерционность. Помогает плавно двигаться стрелке конденсатор фильтра (0,1 мкФ). Чем выше сопротивление индикатора, тем чувствительнее измеритель поля (сопротивления моих индикаторов составляет от 0,5 до 1,75 кОм). Заложенная в отклоняющейся или подёргивающейся стрелке информация действует на присутствующих магически.

 Такой индикатор поля, установленный рядом с головой разговаривающей по мобильному телефону, сначала вызовет на лице изумление, возможно, вернёт человека к действительности, спасёт от возможных заболеваний.

     «Умеете ли выразговаривать по мобильному телефону?»

     «Игрушки без цвета и запаха».

     «Защити себя от облучения мобильного телефона».

     «Микроволновая эпидемия»
     "Как защитить детей от облучения мобильным телефоном".
     "Спасите блондинок"

 Если есть ещё силы и здоровье обязательно ткните мышкой в одну из этих статей.

Вместо стрелочного прибора можно использовать тестер, который будет измерять постоянное напряжение на самом чувствительном пределе.

Фото 1. Конструкция
светодиодного индикатора.

Рис. 2. Схема индикатора со светодиодом.

  

Попробовал в качестве индикатора светодиод. Такую конструкцию можно оформить в виде брелока, используя плоскую 3-х вольтовою батарейку, или вставить в пустой корпус мобильного телефона.  Дежурный ток устройства 0,25 мА, рабочий ток напрямую зависит от яркости светодиода и составит около 5 мА. Напряжение, выпрямленное диодом, усиливается операционным усилителем,  накапливается на конденсаторе и открывает ключевое устройство на транзисторе, который включает светодиод.

 Если стрелочный индикатор без батарейки отклонялся в радиусе 0,5 - 1 метра, то цветомузыка на диоде отодвинулась до 5 метров, как от сотового телефона, так и от СВЧ печки. Насчёт цветомузыки не ошибся, сами убедитесь, что максимальная мощность будет только при разговоре по мобильному телефону и при постороннем громком шуме.

                                       Регулировка.

 Я собирал несколько таких индикаторов, и заработали они сразу. Но всё же нюансы бывают. Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие. 

Для удобства пользования можно ухудшить чувствительность, уменьшив резистор 1мОм, или уменьшить длину витка провода. С приведёнными номиналами поля СВЧ базовых телефонных станций чувствует в радиусе 50 – 100 м.
 С таким индикатором можно составить экологическую карту своего района и выделить места, где нельзя зависать с колясками или долго засиживаться с детьми.

Благодаря этому прибору я пришёл к выводу,какие мобильные телефоны лучше, то есть имеют меньшее излучение. Поскольку это не реклама, то скажу сугубо конфиденциально, шёпотом. Лучшие телефоны – это современные, с выходом в Интернет, чем дороже, тем лучше.

   

Фото 2.

       

Фото 3.

                         

Фото 3 сделано спустя два месяца после фото 2. Под воздействием СВЧ полей антенн базовых станций гибнет растительность. Листва на деревьях желтеет и опадает.

   Аналоговый индикатор уровня.

 Я решил попробовать чуть усложнить индикатор СВЧ, для чего добавил в него аналоговый измеритель уровня.  Для удобства использовал  ту же элементную базу. На схеме три операционных  усилителя постоянного тока с разным коэффициентом усиления. В макете я остановился на 3-х каскадах, хотя запланировать можно и 4-е, используя микросхему LMV824 (4-е  ОУ в одном корпусе). Применив питание от 3, (3,7 телефонный аккумулятор) и 4,5 вольта пришёл к выводу, что можно обойтись без ключевого каскада на транзисторе. Таким образом, получилась одна микросхема, свч диод и 4-е светодиода. Учитывая условия сильных электромагнитных полей, в которых будет работать индикатор, использовал по всем входам, по цепям обратной связи и по питанию ОУ блокировочные  и фильтрующие конденсаторы.
                           Регулировка.
Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

                                       Данный макет уже прошёл испытания.

Рис 3. Схема аналогового СВЧ индикатора.

Фото 4. Макет СВЧ индикатора.

 Интервал от 3-х горящих светодиодов до полностью потушенных  составляет  около 20 дБ.

Питание от 3-х до 4,5 вольт.  Дежурный ток от 0,65 до 0,75 мА. Рабочий ток при загорании 1-го светодиода составляет от 3 до 5 мА.

Рис 4. Схема аналогового индикатора на микросхеме LMV824, аналог MC33174D.

Аналогичная по параметрам микросхема MC33174D, включающая в себя четыре операционных усилителя, выполненная в дип-корпусе имеет больший размер, а поэтому более удобна для радиолюбительского монтажа. Электрическая конфигурация выводов полностью совпадает с микросхемой LМV824. На микросхеме MC33174D я сделал макет СВЧ индикатора на четыре светодиода. Между выводами 6 и 7 микросхемы добавлен резистор 9,1 кОм и параллельно ему конденсатор 0,1 мкФ. Седьмой вывод  микросхемы, через резистор 680 Ом соединяется с 4-м светодиодом. Типоразмер деталей 06 03. Питание макета от литиевого элемента 3,3 – 4,2 вольта. 

Фото 5.  Макет индикатора СВЧ поля на микросхеме МС33174.

 Оригинальную конструкцию экономичного индикатора поля имеет сувенир сделанный в Китае. В этой недорогой игрушке (фото 6) есть: радиоприёмник, часы с датой, градусник и, наконец, индикатор поля. Бескорпусная, залитая микросхема потребляет ничтожно мало энергии, поскольку работает в режиме таймирования, на включение мобильного телефона реагирует с расстояния 1 метра, имитируя  несколько секунд светодиодной индикацией аварийную сигнализацию передними фарами. Такие схемы выполняются на программируемых микропроцессорах с минимальным количеством деталей.

Фот о 6. Под воздействием СВЧ поля моргают фары.

                                               Дополнение к комментариям.

 Селективные измерители поля для любительского диапазона 430 - 440 МГц
                                           и для диапазона PMR (446 МГц).

 Индикаторы СВЧ полей для любительских диапазонов от 430 до 446 МГц можно сделать селективными, добавив дополнительный контур L к Ск, где Lк представляет собой виток провода диаметром 0,5 мм и длиной 3 см, а Ск - подстроечный конденсатор с номиналом 2 – 6 пФ. Сам виток провода, как вариант, можно изготовить в виде 3-х витковой катушки, с шагом намотанной на оправке диаметром 2 мм тем же проводом. К контуру необходимо подсоединить антенну в виде отрезка провода длиной 17 см через конденсатор связи 3.3 пФ.

Фото 7. Схема селективного индикатора.

Фото 8. Селективный индикатор
430 - 446 МГц.

Фото 9. Ещё одна конструкция индикатора.

Кстати, если серьёзно заниматься СВЧ измерением отдельных частот, то можно вместо контура использовать селективные фильтры на ПАВ-ах. В столичных радиомагазинах их ассортимент в настоящее время более чем достаточен. В схему необходимо будет добавить ВЧ трансформатор после фильтра.

                         Но это уже другая тема, не отвечающая названию поста.