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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Gerador para localizador de rotas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Ao realizar trabalhos de construção e reparo, muitas vezes é necessário procurar cabos de energia, comunicação e outros cabos, dutos e outras utilidades escondidas em estruturas de edifícios ou colocadas no subsolo. Conhecer a rota exata e a profundidade de sua localização é necessário não apenas para chegar ao objeto para reparo ou substituição, mas também para evitar danos acidentais ao mesmo durante a execução de outros trabalhos. Para a busca de tais objetos, existem dispositivos localizadores, cujo funcionamento se baseia no registro do campo eletromagnético criado por um objeto bem condutor localizado em um ambiente de baixa condutividade, por onde flui uma corrente alternada de determinada frequência, criada usando um gerador especial. O autor oferece um gerador multimodo caseiro relativamente barato, em comparação com designs industriais, para um localizador. É capaz de trabalhar em conjunto com diversos receptores de busca: industriais e caseiros. Em diversas literaturas de rádio amador, descrições dos “localizadores de fiação” mais simples foram publicadas mais de uma vez, permitindo detectar fios de uma rede elétrica doméstica de 220 V, 50 Hz a uma profundidade de vários centímetros em uma parede de concreto. Infelizmente, ao aumentar a sensibilidade do receptor da radiação gerada por tais fios, não é possível aumentar significativamente a profundidade de detecção e a precisão na determinação de sua rota. A interferência de outros cabos semelhantes colocados nas proximidades e de vários dispositivos alimentados pela rede, dos quais existem muitos hoje, começa a cobrar seu preço. Para resolver com sucesso o problema de busca de um cabo colocado a uma profundidade de vários metros, e às vezes várias dezenas de metros, é necessário fornecê-lo com um sinal poderoso de frequência superior à frequência da rede (de centenas de hertz a vários dezenas de quilohertz) de um gerador especial. Da mesma forma, um campo eletromagnético é criado em torno de outros objetos de busca, por exemplo, canos de água metálicos. Neste caso, a segunda saída do gerador é aterrada. A frequência do sinal de busca é selecionada com base na atenuação mínima do campo eletromagnético no cabo circundante ou outra comunicação no ambiente (solo, concreto), suficientemente distante da frequência de possível interferência. Além disso, são utilizados vários tipos de modulação do sinal, conferindo-lhe uma “cor” que facilita um melhor reconhecimento auditivo ou através do detector automático incorporado no receptor de busca. Um conjunto de gerador que envia um sinal de busca para o objeto desejado e um receptor de busca é chamado de localizador ou localizador de cabo. Hoje, a indústria nacional e estrangeira produz vários tipos de localizadores. Seu custo varia de 25 mil a 350 mil rublos. Mas aqueles que são mais baratos que 100 mil rublos, na maioria dos casos, não atendem aos requisitos operacionais para eles. Eles são capazes de operar apenas em duas ou três frequências, seus geradores não têm potência suficiente para procurar objetos localizados em grandes profundidades. O gerador descrito não apresenta as desvantagens características de dispositivos “baratos” para fins semelhantes. Está em operação há mais de 12 anos e tem demonstrado alta confiabilidade e eficiência na busca de rotas de cabos e linhas de serviços públicos localizadas em profundidades de até 50 m, bem como na localização de danos em linhas de cabos. O custo total de um conjunto de componentes de rádio e materiais necessários para sua fabricação não excede vários milhares de rublos. O gerador é compatível com diversos receptores de localizadores de rotas industriais de produção nacional e estrangeira, projetados para pesquisar linhas de serviços públicos instaladas em paredes, solos, tubulações, canais e minas. Alta potência, ampla faixa de mudanças de frequência operacional, várias combinações de tensão e corrente de saída - tudo isso permite rastrear com segurança, mesmo em condições de forte interferência, comunicações estabelecidas a uma profundidade de até 50 m a uma distância do gerador de até 5 km. Tanto um sinal de frequência relativamente alta modulado por uma frequência baixa (faixa de áudio) quanto sinais de baixa e alta frequência separadamente podem ser criados. Ressalta-se que ao trabalhar com o gerador proposto é necessário observar medidas de segurança elétrica, pois a tensão em sua saída pode atingir valores fatais. Principais características técnicas
*Observação. Medido em cada uma das seis saídas do gerador quando ele está operando com bateria na frequência de 1 kHz com avômetro com mostrador no modo de medição de tensão CA. O circuito excitador do gerador localizador é mostrado na Fig. 1. O chip DD1 contém um oscilador mestre, cuja frequência é estabilizada por um ressonador de quartzo ZQ1. O contador binário DD4 reduz a taxa de repetição de pulso do oscilador mestre em 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128 vezes. O seletor-multiplexador DD5 seleciona um sinal de uma das saídas do contador para processamento posterior. Os códigos de controle nas entradas de endereço do seletor são gerados, dependendo da posição da chave SA2, por um encoder utilizando os diodos VD1, VD2, VD4-VD10. Na tabela A Figura 1 mostra a correspondência entre a posição da chave, os níveis lógicos nas entradas de endereço e a frequência do sinal na saída do seletor e, portanto, na saída de todo o gerador.
Tabela 1
Quando a chave SA2 é colocada na posição 8, o oscilador de quartzo é desligado em nível baixo no pino 13 do elemento DD1.2, e a saída do seletor recebe um sinal de um gerador de pulsos de baixa frequência montado no chip DD3 com frequência suave ajuste de 500 a 3000 Hz. Este gerador pode ser desligado através da chave SA1. O chip DD2 controla a operação dos geradores descritos acima ao selecionar modos e frequências. O chip DD6 executa as funções de um reflexo de graves e modulador de amplitude. Seus seis elementos – inversores lógicos – são conectados em três em paralelo para aumentar a capacidade de carga. A modulação é realizada periodicamente com a frequência de pulso do gerador no chip DD3, transferindo simultaneamente as saídas de todos os inversores para um estado de alta impedância. Quando o sinal deste gerador é selecionado como gerador de busca (chave SA2 na posição 8), a passagem de seus pulsos para a entrada EO do chip DD6 inibe o nível alto no pino 13 do elemento DD2.4, o que desabilita a modulação . Sinais mutuamente antifásicos das saídas do primeiro (pinos 2, 5, 7) e do segundo (pinos 9, 11, 14) grupos de inversores do microcircuito DD6 são fornecidos através de choppers nos transistores VT4 e VT5 para as entradas dos braços de um amplificador de potência push-pull nos transistores VT3, VT6-VT8, cujos circuitos coletores incluem o enrolamento primário do transformador T1. Ambos os choppers abrem e fecham de forma síncrona com pulsos multivibradores nos transistores VT1 e VT2, seguindo com uma frequência de 0,1...1 Hz. Como resultado, o sinal de saída do gerador liga e desliga periodicamente nesta frequência, o que ajuda a identificá-lo quando recebido de ouvido em meio ao ruído. A frequência de interrupção do sinal pode ser ajustada usando o resistor variável R16. A relação entre a duração dos estados ligado e desligado é alterada pelo resistor variável R17. O estabilizador de tensão na excitatriz do estabilizador integrado DA1 reduz a tensão U proveniente da fonte de alimentação descrita abaixopoço1 (12...14 V) a 11 V e estabiliza-o. Esta tensão alimenta todos os nós excitadores. O sinal do enrolamento secundário do transformador T1 é alimentado ao amplificador de potência de saída, cujo circuito é mostrado na Fig. 2. Também é push-pull e consiste em um estágio de amplificação pré-final nos transistores VT9 e VT10 e um estágio final nos transistores VT11-VT16. O transformador de saída T2 possui um enrolamento secundário com derivações, o que permite operar sobre cargas de diversas resistências conectando-as às tomadas XS1 - XS7 correspondentes. A tensão indicada nestas tomadas refere-se ao funcionamento do gerador com bateria de 12 V. Ao operar em rede de 220 V, a tensão de alimentação U fornecida ao amplificador finalpoço2 pode ser ajustado na faixa de 5 a 30 V, alterando consequentemente a tensão de saída do gerador e a potência máxima que ele fornece à carga.
Os LEDs HL1 e HL2, conectados através de um resistor limitador R48 a parte do enrolamento secundário do transformador T2, servem como indicadores da presença de tensão na saída do gerador. Pelo brilho de seu brilho pode-se avaliar seu nível definido. Se desejar, um desses LEDs pode ser substituído por qualquer diodo comum. Autor: S. Gubachev
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