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].
| Источник ЭМИ | Уровень излучения (мкТл) | Превышение нормы (раз) |
| Компьютер | 1…100 | 5…500 |
| Холодильник | 1 | 5 |
| Кофеварка | 10 | 50 |
| СВЧ печь | 8… 100 | 40…500 |
| Электробритва и фен | 15…17 | 75…85 |
| Провод от лампы | 0.7 | 3.5 |
| Трамвай, троллейбус | 150 | 750 |
| Метро | 300 | 1500 |
| Сотовый телефон | 40 | 2000 |
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
- 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