Простой детектор-индикатор электромагнитного излучения на 555-м таймере

Горожане, и не только они, уже много лет жи­вут в среде, которая сильно зашумлена электро­магнитными излучениями (ЭМИ) разной частоты. Причем уровень ЭМИ постоянно растет. Если есть подозрение, что в том или ином месте повы­шенный уровень ЭМИ, желательно локализовать эти места, принять меры по уменьшению ЭМИ или, по возможности, просто не бывать в этих ме­стах. Помочь проверить наличие повышенного уровня ЭМИ может простейшее устройство, рас­смотренное в этой статье.

Источников электромагнитного излучения (ЭМИ) существует множество — это и линии элек­тропередачи (ЛЭП), базовые станции сотовой связи, электротранспорт, беспроводные и мо­бильные телефоны, передатчики радиостанций, включая любительские, и многое другое. Заметим, что максимально допустимый уровень ЭМИ для человека 0,2 мкТл.

В таблице приведена информация об уровнях и превышении нормы ЭМИ ряда самых распрост­раненных бытовых источников излучения, которая была обнаружена на одной из страниц сайта Гам­ма 7 [1].

Электромагнитное загрязнение в вашей кварти­ре, на даче, на работе или в учебном заведении осо­бенно вредно для пожилых людей, больных и детей и может привести к проблемам со здоровьем.

Для примитивного контроля критического уров­ня ЭМИ можно изготовить простейший детектор индикатор ЭМИ на 555-м таймере, который может предупредить пользователя о существенных изме­нениях электромагнитной среды. Схема такого ин­дикатора показана на рис.1. Он имеет малую се­бестоимость и может быть изготовлен за один вечер даже начинающим радиолюбителем. Схема устойчиво работает при напряжении питания в пределах 4,5…6 В.

Рис. 1

В простейшем варианте устройство имеет антен­ну А из медной проволоки длиной от 1 м до 10 м и более. Она может быть установлена на стене, ок­не, двери или вне дома — везде, где ожидается на­личие ЭМИ.

Уровень входного сигнала, поступающего на транзистор с антенны, зависит от длины, положе­ния антенны А и параметров сигнала.

Рассматриваемое устройство не очень чувстви­тельно, так как было сделано для работы в отно­сительно «шумной» городской среде.

Диоды D1-D4 и ограничивающий резистор R1 — двухсторонний диодный ограничитель, обеспечи­вающий защиту базового перехода транзистора Q1. С1 — разделительный конденсатор.

Транзистор Q1 — это усилитель входного сигнала.

Резистор смещения R2 используется для выбо­ра оптимального режима Q1.

В качестве Q1 можно использовать транзисто­ры ВС550С, PN2222A, ВС109С или аналогичные популярные транзисторы.

Усиленный сигнал с коллектора Q1 поступает на вывод 2 микросхемы таймера IC1, которая включена как одновибратор (ждущий мультиви­братор). Отрицательные перепады сигнала на вы­воде 2 IC1 обеспечивают запуск одновибратора, переводя его из устойчивого состояния в неустой­чивое. Рассмотрим работу одновибратора по­дробнее.

В первоначальном состоянии вывод 7 IC1 «си­дит» на земле и конденсатор С2 разряжен. В мо­мент поступления на вход 2 таймера 555 коротко­го импульса запуска отрицательной полярности уменьшается напряжение на выводе 2 более чем до 30% напряжения источника питания. При этом переключается внутренний триггер микросхемы, выключая цепь, замыкавшую ранее накоротко конденсатор С2 (размыкается внутренний транзи­сторный ключ микросхемы, подключенный к выво­ду 7). Устройство переходит в неустойчивое состо­яние. На выходе 3 таймера 555 появляется напряжение высокого уровня. Конденсатор С2 за­ряжается. Напряжение на емкости С2 растет по экспотенциальному закону. Одновибратор нахо­дится в таком состоянии на протяжении всего времени заряда, даже если на вход будут еще посту­пать импульсы. Постоянную времени заряда С2 можно определить по формуле: τ=C2·R4. Времен­ной интервал, в течение которого на выходе 3 тай­мера 555 присутствует высокий логический уро­вень, можно вычислить по следующей формуле: T=1,1R4C2.

Отметим, что скорость заряда конденсатора С2 и величина напряжения, при котором срабатыва­ет компаратор, прямо пропорциональна напряже­нию питания, что не оказывает никакого действия на продолжительность выходного импульса одновибратора.

При достижении на конденсаторе С2 напряже­ния примерно равного 60% от напряжения питания схемы, внутренний компаратор микросхемы переводит триггер микросхемы в изначальное по­ложение, а микросхема переходит в исходное ус­тойчивое состояние. Замыкается внутренний ключ микросхемы, подключая вывод 7 IC1 на корпус, быстро разряжая конденсатор С2. При этом на­пряжение на выходе 3 таймера 555 появляется электрический потенциал высокого уровня (лог. «1»), Сформированные таким образом положи­тельные импульсы с выхода одновибратора (вывод 3 IC1), включая пьезоэлектрический зуммер BZ1 и засвечивая светодиод D5.

Звуковую и световую сигнализацию можно вы­полнить и по схеме, показанной на рис.2.

Рис. 2

В случае если превышение нормы ЭМИ обус­ловлено наличием вблизи проверяемого места ра­дио-, теле- или иных передатчиков, передающих антенн и т.п., то входную цепь устройства необхо­димо сделать избирательной, установив на входе колебательный контур (рис.3,а) или магнитную (ферритовую) антенну (рис.3,б).

Рис. 3

Номиналы дета­лей и конструкция магнитной антенны зависят от параметров сигналов и подбираются индивиду­ально.

Ссылки

1. http://gamma7.m-l-m.info/zashhita-ot-elek-tromagnitnogo-izlucheniya/istochniki-elektromag-nitnogo-izlucheniya/ — статья «Защита от электро­магнитного излучения» на сайте Гамма 7.

Автор: Петр Петров, г. София, Болгария