В радиолюбительской литературе неоднократно публиковались описания достаточно простых конструкций фототиров с исполь­зованием лазерной указки. Предлагаемый вариант фототира несколько сложнее, но он значительно расширяет возможности "стрелков". Что позволяет использовать подобный тир не только для игр детей, но и для домашних соревнований взрослых.

                                Фототир — игрушка для взрослых

Фототир со­стоит из двух основных узлов: электронной ми­шени и "лазер­ного" пистолета.

Электронная мишень пред­ставляет собой силуэт человека, на котором раз­мещены четыре точки прицели­вания. Мишень устроена так, что при попадании лазерного луча в одну из точек загорается светодиод, разме­щенный рядом с этой точкой, раз­дается звуковой сигнал, а на циф­ровом индикаторе высвечивается условная цифра оценки "выстрела".

Кроме того, при поражении вер­хней точки мишени сама мишень поворачивается на 90 градусов.

В отличие от описываемых в ра­диолюбительской литературе по­добных тиров, данный вариант фо­тотира использует модулирован­ное оптическое излучение, что по­зволяет увеличить дальность "стрельбы" и повысить помехоус­тойчивость устройства при мини­мальном диаметре входного зрач­ка (порядка 4 мм).

В описываемой конструкции тира применена сравнительно но­вая элементная база, которая се­годня доступна радиолюбителям. Стоимость использованных интег­ральных микросхем сравнительно невелика, и составляет порядка 10 российских рублей за штуку.

Повторение аналогичной конст­рукции по силам радиолюбителю средней квалификации, а потому далее приводится описание основ­ных узлов фототира без теории и излишних подробностей.

Электронная мишень

Условная цель в данном тире представляет собой спортивную мишень типа "силуэт", уменьшен­ную в 10 раз. На ней размещены четыре фотоприемника, 4 светодиода и вся сопутствующая электро­ника. В нижней части мишени рас­положен разъем, который служит для подключения ее к внешним цепям. Внешний вид мишени при­веден на рис. 1. Принципиальная электрическая схема мишени при­ведена на рис. 2.

       

Принципиальная электрическая схема мишени (рис. 2) представля­ет собой 4-х канальное фотоприем­ное устройство, регистрирующее модулированное оптическое излу­чение [1].

Каждый канал состоит: из фо­топриемника (FD1 ...FD4), усилите­ля фотосигнала (DA1) и порогово­го устройства (DD1, DD2).

Модулированный оптический сигнал, падающий на фоточувстви­тельную площадку фотодиода (FD1...FD4), усиливается и через разделительные конденсаторы (С1...С4) поступает на вход поро­гового устройства, представляю­щего собой одновибратор, реали­зованной на схеме 4И-НЕ (DD1, DD2). При срабатывании порогово­го устройства на его выходе появ­ляется сигнал,который приводит к зажиганию соответствующего све- тодиода (HL1 ...HL4) и соответству­ющего знака цифрового индикато­ра, который подключается к разъе­му ХР1. С выходов пороговых уст­ройств через диоды VD1.. .VD4 сиг­нал поступает на вход управляемо­го генератора звуковой частоты (DA3), который обеспечивает "зву­ковое сопровождение". Частота ге­нерации определяется элементами (С11, R16) и величиной сигнала уп­равления, поступающего на базу транзистора VT1 через подстроеч- ный резистор R17. Переключатель SA1 служит для выключения звука.

Порог срабатывания микросхем (DD1, DD2) определяется под­строенными резисторами R6...R8. Время горения светодиодов и зву­кового сигнала определяется времязадающими элементами (С5, R9; С6, R10; С7, R11; С8, R12), и со­ставляет от 1 до 3 с.

Коэффициент усиления и поло­са пропускания усилителя фото­сигнала (DA1) определяются вели­чиной резисторов R1 ...R4. При но­миналах резисторов R1...R4, при­веденных на схеме (рис. 2), F_Max со­ставляет порядка 30 Гц.

Микросхема DA2 выполняет роль стабилизатора напряжения питания.

Детали и основные элементы.

В качестве усилителя фотосиг­нала (DA1) используется 4-х ка­нальный операционный усилитель типа LM324 с униполярным питани­ем, размещенный в корпусе S014. Четыре пороговых устройства ре­ализованы на двух микросхемах "4И-НЕ" типа CD4001ВСМ, также размещенных в корпусе S014. Уп­равляемый генератор звуковой час­тоты выполнен на микросхеме усили­теля типа LM386M-1 - в корпусе S08, включенной в режиме управляемо­го генератора. В качестве стабили­затора напряжения питания (DA2) использована микросхема типа NJM78M05L1А - в корпусе S023.

В качестве фотоприемников (FD1 ...FD4) использованы кремни­евые фотодиоды типа ФД265-02. Основные параметры фотодиода приведены в таблице 1, габарит­ный чертеж - на рис. 3.

            

Вместо ФД265-2 возможно ис­пользование и иных фотодиодов с аналогичными параметрами [2].

Светодиоды (HL1...HL4) типа LH2640 красного свечения, диамет­ром 3 мм. Диоды (VD1 ...VD4) типа КД520. Транзистор VT1 типа ВС857 (или ВС858) в корпусе SOT23. Ди­намик (В 1) типа MRI28N-A диамет­ром 28 мм, сопротивлением катуш­ки 8 Ом. Разъем ХР1 - вилка пря­мая типа РШ2Н-1-17. Переключа­тель SA1 движкового типа.

В схеме,приведенной на рис. 2, используются бескорпусные кон­денсаторы и резисторы типоразме­ра 1206. Подстроечные резисторы R5...R8 - типа PVG3G, предназна­ченные для поверхностного монтажа.

Конструкция мишени

Все элементы мишени разме­щены на псевдопечатной разрез­ной фигурной плате из односторон­него фольгированного стеклотек­столита толщиной 1,5 мм. Вариант размещения элементов на плате приведен на рис. 4.

      

Фотодиоды и светодиоды разме­щены на мишени парами: FD1-HL1; FD2-HL2; FD3-HL3; FD4-HL4. Фото­диоды размещаются в специаль­ном тубусе, который с лицевой сто­роны вставляется в плату мишени. С обратной стороны на тубус оде­вается пластмассовая оправка. Вариант размещения фотодиода на плате приведен на рис. 5.

Светодиоды вставляются не­посредственно в плату мишени с обратной стороны и фиксируются пластмассовыми оправками. Вариант размещения светодиода на плате приведен на рис. 6.

Оправки фотодиодов и светодиодов закрепляются на плате при помощи клея "Секунда".

Электронные узлы мишени, вы­полненные в виде отдельных моду­лей, размещены на 4-х печатных платах с габаритными размерами 20x20 мм каждая. Модули закрепля­ются на плате мишени при помощи двухстороннего скотча. Межэлемен­тные и межмодульные соединения производятся печатными и прово­лочными проводниками.

Внешний вид модулей приведен на рис. 7.

В нижней части мишени при по­мощи двух скоб закреплен разъем ХА1 (РШ2Н-1 -17), для чего в его кожу­хе делается пропил шириной 1,5 мм.

Внешний вид обратной стороны мишени с размещенными элемен­тами приведен на рис. 8.

          

Габаритные размеры мишени: 185x45x6 мм. Масса, не более 50 г.

Собранная без ошибок мишень не требует особой наладки. Наладка осуществляется подбором элемен­тов, помеченных "*" на схеме (рис. 2).

Описанная электронная ми­шень представляет собой закон­ченное устройство и при подаче на нее напряжения питания (выводы 1 и 2 разъема ХА1) может работать в автономном режиме. Схема пи­тается от источника с напряжени­ем 9...12 В. Ток потребления со­ставляет 50 мА, и до 150 мА при работе генератора 3Ч.

( продолжение следует )

Литература

1.   М.Д. Аксененко, М.Л. Бараночников, О.В.Смолин. Микроэлектронные фотоприемные устройства. (М.: Энергоатомиздат, 1984) // Размещена на сайте ПУБЛИЧНАЯ БИБЛИОТЕКА (Электронные книжные полки Вадима Ершова и К°) (www.publ.lib.ru) // Размещена на сайте журнала РАДИОЛЮ­БИТЕЛЬ:

http://www.radioliqa.com/Books/Mikroelektronnve fotopriemnve ustrovstva-div.zip

2.   М.Д. Аксененко, М.Л. Бараночников. Приемники оптического излу­чения. Справочное издание. (М.: Радио и связь, 1987). // Размещена на сайте ПУБЛИЧНАЯ БИБЛИОТЕКА (Электронные книжные полки Вадима Ершова и К°) (www.publ.lib.ru) // Размещена на сайте журнала РАДИОЛЮ­БИТЕЛЬ:

http://www.radioliaa.com/Books/Priemniki opticheskoao izlucheniya-djv.zip

Михаил Бараночников

г. Москва

E-mail: baranochnikov@mail.ru