Техника электролова рыбы

материал – пермаллой; форма – кольцо;

T1: трансформатор задающего генератора;

сечение сердечника 1 × 1 см;

внешний диаметр сердечника – 30–35 мм;

материал – пермаллой;

число витков половины базовой обмотки – 7 – диаметр;

число витков половины коллекторной обмотки – 40 провода;

число витков половины выходной обмотки – 7–0,3 мм;

Tr2: выходной трансформатор; сечение сердечника 1,5 × 2,0 см; внешний диаметр сердечника – 6–7 см;

материал – пермаллой; число витков половины первичной обмотки – 15 (провод – 1,0 мм) число витков половины вторичной обмотки – 930 (с выводами через каждые 100 витков; провод – 0,29 мм);

T3: трансформатор генератора импульсов – согласующий трансформатор от транзисторного приемника; размеры – 1,5 × 1,5 см;

Звуковой индикатор – число витков – 50–100; диаметр провода – 0,5–0,8 мм.

Рис. 6. Принципиальная схема аппарата на 12 вольт

Преобразователь напряжения

Он состоит из двух частей: задающий генератор и усилитель мощности. Задающий генератор работает по принципу автогенератора и собран на двух транзисторах и трансформаторе. Транзисторы соединены по схеме с общим эмиттером, что обеспечивает наибольший КПД при малом напряжении источника питания. При подаче постоянного тока на вход задающего генератора происходит поочередное их открытие и закрытие. В результате этого через первичную обмотку трансформатора протекает ток с постоянно меняющейся полярностью. Он имеет прямоугольную форму и частоту колебаний около 1000 Гц. Так происходит преобразование постоянного тока в переменный. Со вторичной обмотки T1 снимается напряжение, необходимое для управления транзисторами усилителя мощности, состоящего из двух плеч (каждое плечо содержит по 4 транзистора) и выходного трансформатора T2. Транзисторы усилителя мощности работают также в ключевом режиме и осуществляют появление переменного тока в первичной обмотке T2. Величина этого тока определяет потребляемую и выходную мощность преобразователя. Управление транзисторами осуществляется управляющим напряжением, поступающим с первичной обмотки T1. При работе преобразователя происходит поочередное открытие и закрытие то одного плеча то другого, что приводит к появлению переменного тока в первичной обмотке T2. Мощность T1 невелика (около 10 Вт) и используется только для раскачки усилителя мощности. Мощность T2 определяется выходными характеристиками преобразователя и зависит от площади сечения его сердечника и от количества витков первичной обмотки.

В рассматриваемом варианте выходная мощность преобразователя – около 100 Вт. Вторичная обмотка выходного трансформатора содержит столько витков, сколько необходимо для создания переменного напряжения величиной 350–500 В. При работе преобразователя на холостом ходу выходное напряжение значительно превышает напряжение, измеряемое под нагрузкой, и поэтому, производя намотку вторичной обмотки T2, необходимо учитывать этот факт. На практике бывает сразу трудно точно установить, сколько нужно намотать витков во вторичной обмотке T2 и получить расчетное напряжение. Поэтому, производя намотку, лучше взять общее количество витков несколько больше, чем нужно, а через каждые 100 вольт делать отводы. В дальнейшем при налаживании аппарата в целом можно будет выбрать тот отвод, напряжение на котором наиболее приближается к заданным характеристикам.

В задающем генераторе. используются транзисторы П213Б (П214, П215 и т. п.) или КТ805 в пластмассовом корпусе. Они применяются без радиаторов и крепятся к плате каким-либо механическим способом. Отсутствие радиаторов объясняется условиями, в которых работает вся электрическая схема аппарата, то есть при отсутствии охлаждающих потоков воздуха. Резисторы R1 и R2 одноваттные; номиналы их могут отличаться от указанных и подбираются практически. Если задающий генератор запускается плохо, то есть не всегда, то можно включить в схему конденсатор емкостью 0,1–0,4 мкФ с напряжением от 30 вольт и выше параллельно R1. В качестве сердечника T1 используется кольцо из пермаллоевой ленты сечением не менее 9 × 9 мм. Диаметр самого кольца может быть разным, однако лучше всего скрутить ленту самостоятельно и придать ему размеры, наиболее подходящие для размещения на плате и на шасси.

Намотка базовой и коллекторной обмоток производится сложенным вдвое проводом, а наматывается при этом половина всей обмотки (для коллекторной 40 витков; для базовой – 7 витков). Далее авометром или другим способом устанавливают начало и конец обмотки для каждого из двух проводов. Начало одного провода соединяется с концом другого, в результате чего образуется средняя точка, а оставшиеся два будут являться началом и концом всей обмотки. Вторичная обмотка может наматываться таким же образом, но можно применить и обычный способ. Число витков вторичной обмотки T1 необходимо подобрать практически, включая весь преобразователь на холостом ходу и измеряя потребляемый при этом ток. Если он превышает 1 А, нужно уменьшить число витков вторичной обмотки T1. Одновременно необходимо проверять и работу преобразователя под нагрузкой, для чего к выводам выходного трансформатора Tr.2 подключается реактивное сопротивление (например, лампа накаливания мощностью 100 Вт на 220 В). Если число витков вторичной обмотки T1 уменьшено чрезмерно, то преобразователь не выдаст ожидаемой мощности – лампочка не загорится в полную яркость. Если преобразователь выдает на выходе расчетную мощность, но на холостом ходу потребляет более 1 ампера; можно предположить, что неправильно выбран сердечник для T1, или же можно попробовать изменить число витков коллекторной обмотки. Используя сердечник T1 из рекомендуемого материала и указанного сечения, следует ожидать нормальной работы задающего генератора и всего преобразователя.

Подключая выводы коллекторной и базовой обмоток к транзисторам, очень важно обратить внимание на подключение одной из них. Например, если коллекторную обмотку подключить к коллекторам постоянно, то выводы базовой обмотки возможно придется поменять местами. Сначала присоединяют выводы обмоток к базам и коллекторам произвольно и подают напряжение питания. Если раздается характерный звук в виде писка, то это значит, что генератор вошел в режим автогенерации и заработал. Если же этого не произошло, то нужно поменять местами выводы одной из обмоток (например, базовую). После этого генератор должен запуститься. Возможно, что он не будет работать и в этом случае. Тогда следует проверить транзисторы и заменить их.

Вообще при настройке преобразователя нужно иметь под рукой несколько транзисторов одной марки и из них подобрать пару наиболее подходящих друг другу. О том, что транзисторы подобраны правильно, будет говорить их незначительный, а главное – одинаковый нагрев при работе. Если транзисторы нагреваются по-разному, то есть один больше, а другой меньше, то это значит, что они не подходят друг другу. Хорошо налаженный преобразователь издает при работе слабый равномерный писк, транзисторы и трансформатор на холостом ходу не нагреваются, а при нагрузке становятся теплыми. Нужно отметить, что, работая в составе схемы всего аппарата, преобразователь включается и выключается, находясь под нагрузкой. Поэтому важно добиться надежного его запуска при подключенном реактивном сопротивлении. Может произойти так, что преобразователь хорошо запускается вхолостую, но не всегда начинает работать, если на его выходе подключена, например, лампа накаливания. Этого допускать нельзя. Необходимо настроить задающий генератор, как указывалось выше, и добиться надежного запуска преобразователя при подключенной нагрузке.

В усилитель мощности входят 8 транзисторов VT3 – VT10 и выходной трансформатор T2. Между транзисторами и выводами вторичной обмотки T1 располагаются проволочные сопротивления номиналом 2–3 ома. Они подключаются к базам каждого из VT3 – VT10 и играют важную роль в работе усилителя мощности. Марка транзисторов выбрана из расчета их стоимости и по электрическим характеристикам. В каждое плечо входит по 4 транзистора типа П210, соединенных параллельно. Каждый из них имеет максимальный пропускной ток около 12 ампер, а при параллельном соединении ток, протекающий через каждый отдельный транзистор, невелик, что предохраняет их от сильного нагрева. Это очень важно, поскольку VT3 – VT10, так же как и VT1, VT2, работают без охлаждающих радиаторов. Вместо П210 можно применить более современные КТ818 или КТ819 в металлическом корпусе, которые могут выдержать ток до 20 А. В этом случае их можно взять по два в каждом плече, а корпуса разместить на небольших радиаторах. Нагрев при этом будет незначителен, и дополнительного охлаждения также не потребуется.

Количество силовых транзисторов П210 (по 4 в каждом плече) связано не только с исключением сильного нагрева, но и с максимальным током, который они вместе могут выдержать (более 40 ампер). Такой запас необходим для предотвращения их перегорания в случае короткого замыкания на выходе T2 (случайное включение при замкнутых электродах, замыкания витков вторичной обмотки T2 и т. д.). Если такое случится, то раньше сгорит предохранитель и не придется менять силовые транзисторы преобразователя. КТ819 (818) выдерживают больший ток, и можно обойтись по два в плече.

Производя настройку усилителя мощности, так же как в случае с VT1, VT2, следует подобрать транзисторные пакеты, оптимально подходящие друг другу. Ориентировочно можно отобрать транзисторы с примерно одинаковым сопротивлением коллекторно-эмиттерного перехода. Окончательно же судить о том, насколько хорошо они подобраны, можно только после того, как преобразователь около 10–15 минут поработает под нагрузкой, развивая при этом полную мощность. Основным ориентиром будет служить нагрев транзисторов и трансформаторов. Они должны быть на ощупь теплыми. Сильный нагрев одного или нескольких транзисторов говорит о том, что их нужно заменить.

Сердечник T2 имеет форму кольца с сечением 15 × 20 мм и выполнен из пермаллоевой ленты. Размер кольца зависит от того, какой пермаллой имеется у вас под руками и как удобнее разместить трансформатор на шасси аппарата. Выходные характеристики сильно зависят от того, насколько соответствует сердечник T2 ожидаемым от него результатам. Если после сборки преобразователя оказывается, что потребляемая мощность сильно превосходит выходную, то это значит, что выходной трансформатор не соответствует возложенной на него нагрузке.

Для подбора количества витков и для окончательной настройки преобразователя детали удобно первоначально расположить на доске, фанере или ДСП размером 40 × 50 см и толщиной 1–2 см. Для удержания их на макетной доске (назовем ее так) можно использовать вбитые в нее маленькие гвозди (2–2,5 см). Их шляпки облуживаются, и к ним припаиваются элементы схемы и провода. Места вбивания гвоздей выбирают произвольно – как удобнее при расположении электронных компонентов. В дальнейшем на этой же доске укрепляются все остальные элементы аппарата и в таком виде очень удобно настраивать и испытывать устройство. Для закрепления на ней таких элементов конструкции, как трансформаторы, дроссели, конденсаторы (электролитические и бумажные), можно воспользоваться резиновыми кольцами, которые будут прижимать детали к доске в нужных местах. Сами же резинки накидываются на гвозди, вбитые и загнутые крючком.

Для изготовления функциональных узлов аппарата, содержащих элементы небольшие по размеру, можно использовать монтажные платы, изготовленные из кусков текстолита без фольги толщиной 1–2 мм. На таком кусочке располагаются в два или несколько рядов контакты, к которым и припаиваются детали. В качестве контактов используются отрезки медной проволоки, вставленные в отверстия на плате и загнутые с обеих сторон. С одной стороны контакты залуживаются, и к ним припаиваются элементы, что обеспечивает надежное механическое крепление последних (см. рис. 7). Такие монтажные платы можно в дальнейшем использовать и для размещения деталей на шасси аппарата. При этом целесообразно сначала определить форму и размер будущей платы с учетом ее расположения на шасси, а затем уже разместить на ней контакты и припаять элементы схемы. На таких платах удобно первоначально смонтировать генератор импульсов и выпрямитель на диодах, а затем разместить их на макетной доске.

Рис. 7. Монтажные платы

Приступая к настройке преобразователя, следует учесть, что придется менять число витков вторичной обмотки T1 и первичной обмотки T2. Поэтому первичная обмотка T2 наматывается произвольным проводом, который легко можно убавить или добавить, например диаметром 0,7 мм. Провод берется двойной и наматывается в одном месте на кольце сердечника. Выводы соединяются так же, как у T1. Точка соединения будет средней точкой, а свободные концы – начало и конец всей обмотки. При настройке можно будет легко менять количество витков, сматывая провод с кольца с обеих сторон от средней точки. В качестве вторичной обмотки используется провод диаметром 0,3 мм в количестве 80–100 витков. Напряжение на выходе преобразователя будет невелико (около 50 В) и для того, чтобы измерять ток в выходной цепи в качестве эквивалентной нагрузки, нужно взять отрезок спирали от нагревательных приборов. Подсоединять нагрузку желательно через выпрямительный мост и проводить измерения в цепи выпрямленного тока. Это необходимо для того, чтобы показания прибора соответствовали реальности, чего не происходит при измерении переменного прямоугольного тока частотой 1000 Гц.

При хорошей работе преобразователя показания приборов должны быть примерно следующие:

• потребляемый ток – 11 А;

• напряжение источника питания под нагрузкой – 11 В;

• ток в цепи нагрузки – 2,1 А;

• напряжение на нагрузке – (произвольное) 50 В;

• КПД 80–85 %.

После подбора витков T1 и T2 число их записывается и далее при окончательном изготовлении трансформаторов не изменяется. Обмотки изолируются друг от друга двумя слоями черной (матерчатой) изоленты, которая затем пропитывается нитролаком НЦ-218. Это относится и к разделению первичной и вторичной обмоток T2, так как вторая наматывается поверх первой. При намотке вторичной обмотки T2 необходимо делать выводы через каждые 80–100 витков. Для этого следует перерезать провод, облудить оба конца и спаять их вместе. К этому же месту припаивается отрезок многожильного провода с хорошей изоляцией длиной 20–25 см. Этот провод и будет выходить из трансформатора. Место пайки изолируется кусочком изоленты, накладывается на наружную поверхность обмотки и далее весь слой намотки изолируется от следующего слоя черной изолентой или другим материалом (бумага, изолирующая лента для трансформаторов, фторопластовая лента и др.). Через следующие 80–100 витков делается новый вывод и снова изолируется вся обмотка. Намотка ведется внавал по всей окружности сердечника, а провод при этом не должен касаться первичной обмотки. Первичная обмотка T2 наматывается медным или алюминиевым проводом по всей окружности сердечника виток к витку. Концы ее фиксируются к сердечнику при помощи ниток. Средний вывод изготавливается в виде петли из намоточного провода длиной около 1,5–2,0 см, изгиб которой очищается от изоляции и облуживается. По обе стороны от среднего вывода должно быть строго одинаковое количество витков. Поверх первичной обмотки накладывается изоляция. Последний слой вторичной обмотки изолируется двумя слоями изоленты и пропитывается сверху лаком НЦ-218. Обмотки T1 наматываются в разных местах по окружности кольца секциями и друг на друга не накладываются. Намотка ведется внавал. Сверху они изолируются двумя слоями изоленты и пропитываются лаком НЦ-218.

Несколько слов об источнике питания, необходимого для изготовления преобразователя. Ток, который нужен для питания преобразователя, должен быть обязательно без пульсаций. Это означает, что если в качестве источника питания используется выпрямитель, работающий от сети переменного тока, то применять его без сглаживающего фильтра нельзя, так как после выпрямления ток имеет форму однополярных пульсаций (см. рис. 8). От такого источника питания преобразователь работать не будет. Для того чтобы получить постоянный ток, необходимо подключить параллельно выводам выпрямителя сглаживающий конденсатор большой емкости. Если применяется напряжение до 15 В, то конденсатор должен быть рассчитан на 25 В и иметь емкость около 20000 мкФ. Чем больше емкость конденсатора, тем лучше. Он подключается к выпрямителю постоянно. Желательно, чтобы последний имел встроенный амперметр и вольтметр, по которым удобно вычислять потребляемую мощность. Надо отметить, что напряжение с выпрямителя при подключении конденсатора возрастает примерно на 1/3. Это значит, что если вольтметр выпрямителя показывает 8–8,5 вольта, то при подключении сглаживающей емкости напряжение повысится до 12 В. Выпрямитель, используемый в качестве источника питания, должен давать ток 15–20 А. Окончательную же проверку работы и замеры токов и напряжений нужно проводить, используя аккумулятор, который будет применяться на рыбалке. При этом придется подключать отдельно амперметр и вольтметр или пользоваться комбинированным прибором.

Рис. 8. Форма тока от выпрямителя

Теперь немного о пермаллое. В практике радиолюбителя обычно приходится иметь дело с тем, что можно достать: это сердечники от трансформаторов самого различного назначения. В таких случаях говорить о какой-либо конкретной марке пермаллоя не приходится. Лучшим будет тот, толщина ленты которого меньше – чем тоньше, тем лучше. Цвет ленты должен быть серым. Из набора имеющихся в запасе колец можно изготовить сердечник любого диаметра и любого сечения. Для этого нужно размотать ленту сердечника, предварительно разрезав ее в месте соединения и затем скрутить кольцо любого необходимого диаметра. Если ленты не хватило, то недостающая часть добавляется от другого сердечника. Если ленты слишком много, то лишняя часть отрезается. Концы ее соединяются пайкой. Скручивать ленту нужно так, чтобы не осталось щелей между слоями. Для увеличения сечения сердечника пермаллоевые кольца можно накладывать друг на друга. Полученная пачка скрепляется изолентой в 2–3 слоя и промазывается нитролаком НЦ-218. При изготовлении такого составного сердечника важно следить за тем, чтобы толщина ленты от разных сердечников была примерно одинаковой. В принципе, при отсутствии пермаллоя можно использовать любые сердечники от различных трансформаторов и из обычного трансформаторного железа. Это могут быть сердечники от сетевых, согласующих трансформаторов, от дросселей и т. д. Конструкция их также может быть различной: кольцевые, составные из пластин, составные из половинок и др. Разница будет заключаться в том, что сечение таких сердечников следует брать больше раза в два, а при работе их железо будет нагреваться больше, то есть несколько понизится КПД преобразователя и всего аппарата.

Преобразователь имеет следующие характеристики:

• рабочая частота – около 1000 Гц;

• потребляемая мощность – 120 В;

• выходная мощность – 105 Вт;

• потребляемый ток – 12 А;

• напряжение питания – 12 В;

• выходное напряжение – 200, 300, 400, 500, 600, 700 В (без нагрузки);

• КПД – 85 %;

• мощность задающего генератора – 5 Вт;

• ток во вторичной обмотке задающего генератора – до 2 А.

Генератор импульсов

Напряжение с выхода преобразователя поступает через выпрямитель на накопительный конденсатор C3. От отвода на 200 В часть напряжения используется для питания генератора импульсов. Через выпрямительный блок типа КЦ405б выпрямленное напряжение поступает на конденсатор C1 и заряжает его. Одновременно заряжается и C2 через резисторы R13 и R12. Когда напряжение на конденсаторе C2 достигает определенного уровня, открывается динистор VD11 и на управляющий электрод тиристора VD10 поступает ток, открывая его. C1 разряжается на первичную обмотку трансформатора T3. Затем тиристор VD10 закрывается и процесс повторяется снова. Частота этих циклов зависит от того, насколько быстро напряжение на C2 достигнет величины, при которой открывается VD11. Это время регулируется изменением величины R13 и R12. R12 подбирается при настройке генератора импульсов. Импульсы, возникающие во вторичной обмотке трансформатора T3, поступают через диод VD9 и сопротивление R15 на управляющий электрод тиристора VD12. Сопротивление R15 регулирует величину управляющего напряжения и подбирается при испытании. Его может вообще не быть. В качестве T3 используется согласующий трансформатор от переносного транзисторного приемника. Его размеры – 1,5 × 1,5 см. Первичная обмотка его (по нашей схеме) должна иметь сопротивление большее, чем вторичная. Генератор импульсов работает от напряжения в 170 В. Оно получается при нагрузке преобразователя и заметно ниже по сравнению с напряжением холостого хода (до 200 В). Это нужно иметь в виду при подборе частоты, так как она увеличивается с увеличением напряжения питания генератора. Для подбора R12 при настройке на его место можно установить переменный резистор номиналом в 100 кОм. В дальнейшем оно заменяется постоянным.

Элементы генератора импульсов размещаются на монтажной плате, изготовленной выше изложенным способом. Сама плата крепится на макетной доске, а в дальнейшем может использоваться и для установки на шасси аппарата.

Для определения частоты импульсов можно воспользоваться осциллографом или частотомером. Но поскольку мы рассчитываем на самодельщика, у которого нет этих приборов, то предлагается следующий способ для определения этого параметра.

Схема генератора импульсов подключается к выходу преобразователя с напряжением 200 В. При подключении нагрузки оно упадет до 170 В. Однако сначала можно обойтись и без нагрузки. К выводам трансформатора T3 подключается телефонный капсюль от наушников (например, ТА-56 м). Если генератор импульсов функционирует, то из телефона послышатся щелчки, следующие друг за другом с определенной частотой. Она будет изменяться при вращении ручки переменного резистора R12. На слух нужная частота воспринимается как треск, при котором различаются отдельные щелчки. Если они сливаются в одно монотонное жужжание и отдельные щелчки неразличимы, то это говорит о том, что частота импульсов слишком велика. Для определения ее точного значения необходимо произвести запись щелчков на магнитофон. Поднеся к наушнику микрофон, подключенный к его входу, берем секундомер или часы с секундомером и включаем генератор. Магнитофон настраиваем по индикатору уровня записи и производим запись на максимальной скорости (например, 19). Запись ведется строго определенное время – например, в течение 5 секунд. Затем прослушиваем полученную запись и если она прошла успешно, то можно подсчитать количество щелчков, очень медленно прокручивая ленту. Это лучше делать руками. Полученное число щелчков делится на 5, в результате чего получается количество импульсов в секунду. Частота доводится до 30, а подобранные сопротивления R13 и R14 должны обеспечить ее изменение в пределах 15–40 Гц. В дальнейшем при окончательной настройке аппарата с учетом потребляемой мощности и выходного напряжения подбирается оптимальная частота, а переменное сопротивление R14 заменяется постоянным.

Ток, потребляемый генератором импульсов, составляет около 1 миллиампера (0,001 А).

Если в распоряжении самодельщика имеется IBM-совместимый компьютер класса ХТ или выше с интерпретатором Бейсика, то для приблизительной настройки генератора импульсов можно воспользоваться программой, которая имитирует щелчки генератора и выдает их на динамик компьютера. Чтобы подогнать частоту до нужного значения, необходимо загрузить программу и ввести с клавиатуры цифровое значение частоты. Из динамика послышатся звуки, имитирующие работу генератора импульсов. Сравнивая их со звуками, исходящими из телефонного капсюля и изменяя значения R13 и R14, следует добиться совпадения на слух. Текст программы приводится ниже:

1 °CLS: KEY OFF

20 PRINT «Частота следования импульсов для настройки генератора на слух»

30 PRINT « – – – – – – – – – – – – – – – —»

40 LOCATE 8,1:PRINT «Введите частоту в герцах (до 45) и нажмите <Enter>:"

50 PRINT: INPUT A

60 LOCATE 20, 20: PRINT «=для остановки нажмите <пробел>=»

70 IF A=<5 THEN B=1/A*17.1

80 IF A>5 AND A<=10 THEN B=1/A*16.1

90 IF A>10 AND A<=15 THEN B=1/A*15.1

100 IF A>15 AND A<=20 THEN B=1/A*14.1

110 IF A>20 AND A<=25 THEN B=1/A*13.1

120 IF A>25 AND A<=30 THEN B=1/A*12.1

130 IF A>30 AND A<=35 THEN B=1/A*11.1

140 IF A>35 AND A<=40 THEN B=1/A*10.1

150 IF A>40 AND A<=45 THEN B=1/A*9

160 SOUND 700,1: SOUND 100,2

170 SOUND 20000, B

180 A$ = INKEY$: IF A$ <> " " THEN GOTO 190 ELSE GOTO 10

190 GOTO 160

Схема формирования рабочих импульсов

Напряжение с выхода преобразователя поступает на выпрямитель, выполненный на диодах с рабочим напряжением до 1000 В и рассчитанных на ток до 5 А. С выпрямителя ток подается на рабочий конденсатор и заряжает его. Этот конденсатор представляет собой два соединенных последовательно электролита большой емкости и рассчитан на высокое напряжение. Например, типа К50–17 200 мкФ × 500 В. При их последовательном соединении получается емкость 100 мкф × 1000 вольт. Внешний диаметр одного из таких конденсаторов – 29 мм; длина – 85 мм. Кроме указанной марки, можно использовать электролиты и других типов, например импортного производства или отечественные, но более крупных размеров. В любом случае при последовательном соединении двух или нескольких конденсаторов общее рабочее напряжение должно быть около 1000 В, а общая емкость не менее 100 мкФ.

Приобретая новый конденсатор (или чаще всего бывший в употреблении), перед тем как использовать в схеме, его необходимо опробовать. Сначала следует проверить авометром, не имеет ли емкость внутреннего короткого замыкания, а затем уже произвести пробный заряд. Для этого с преобразователя берется выпрямленный ток напряжением несколько ниже, чем указано на конденсаторе (например, 400 В, если указано 500), и через сопротивление 1 кОм подводится к его выводам. Сюда же подключается авометр для замера постоянного напряжения. Чтобы получить нужное значение, вход выпрямителя подключается к одному из выводов T2, где оно наиболее подходит для испытуемого конденсатора. Если оно сильно отличается от желаемого, можно, изменяя напряжение от источника питания (выпрямителя), уменьшить или увеличить выходное напряжение преобразователя до подходящего уровня. После начала зарядки стрелка вольтметра медленно поползет вправо. При длительном хранении электролита без работы зарядка до максимального уровня происходит медленно и, чтобы достичь ее, нужно несколько раз подряд производить его заряд и разряд (через сопротивление). После нескольких таких циклов происходит полное насыщение конденсатора электроэнергией.

Хороший конденсатор хранит накопленное напряжение довольно долго. Стрелка вольтметра держится на одном уровне и очень медленно сдвигается влево. Если же он негоден, то зарядки может не произойти вообще, а может быстро заряжаться и очень быстро разряжаться. Возможны также внутренние замыкания по мере возрастания напряжения. При этом внутри конденсатора слышатся щелчки и потрескивания, а напряжение, достигнув какого-то определенного значения, резко падает. Такие емкости использовать нельзя.

Исправный конденсатор при подключении в цепь высокого напряжения должен быстро заряжаться, не потреблять тока после полной зарядки (то есть не иметь внутреннего сопротивления), не нагреваться во время работы, долго держать заряд и не издавать каких-либо звуков (щелчков, потрескиваний и др.).

Самое неприятное, что может произойти при испытании электролитов, – это их разрыв. Такое случается очень редко и может быть связано с несоблюдением полярности, повышением напряжения выше допустимого или же при внутреннем браке. Чтобы избежать последствий такого «взрыва», испытание конденсаторов нужно производить, предохраняя глаза и лицо в целом специальной защитной маской из оргстекла (используются при работе на обрабатывающих станках). Перед включением преобразователя и началом зарядки желательно отходить в сторону и наблюдать за происходящими изменениями из-за укрытия. При этом следует обеспечить возможность быстрого выключения всей схемы в случае необходимости.

Итак, ток после конденсатора C3 через тиристор VD12 поступает на цепочку, состоящую из дросселей L1, L2 и С4. Ее функциональное назначение заключается в том, чтобы после импульсного разряда конденсатора C3 в воду через тиристор VD12 создать условия для закрытия последнего. Для этого напряжение на катоде VD12 должно упасть до нуля, что и обеспечивает цепочка L1, L2, C4. Дроссели L1, L2 наматываются на кольцевых сердечниках из пермаллоя сечением 1 × 1 см и содержат по 100–200 витков провода диаметром 0,5–0,8 мм. Внутренний диаметр подбирается из расчета, чтобы обмотка вместилась на сердечнике (примерно 3 см). От индуктивности этих дросселей зависит срабатывание схемы формирования импульсов при разных сопротивлениях воды. Чем больше сопротивление воды, тем большая индуктивность требуется для получения импульсов. Чтобы быть уверенным в том, что аппарат будет работать в любом пресном водоеме, необходимо при настройке с опущенными в воду электродами площадь их взять максимально возможной. Например, если используется полиэтиленовое ведро с водой, то электроды будут иметь ширину около 15 см и длину, достаточную для того, чтобы достать до дна и еще выступать над поверхностью воды. Лучше брать листовой металл (например, алюминий, медь, жесть, железо и др.). При недостаточной индуктивности L1, L2 тиристор VD12 не закроется и ток пойдет через воду постоянно. Чтобы устранить это, потребуется увеличить индуктивность L2 (от L1 зависит в меньшей степени), для чего нужно либо взять сердечник большего сечения либо увеличить количество витков.

Коммутирующий конденсатор C4 играет важную роль в формировании импульсов. От него зависит, какова будет мощность в импульсе и выходная мощность в целом, а значит, и потребляемая. При увеличении емкости C4 выходная мощность увеличивается, при уменьшении – уменьшается. Таким образом, мощность, потребляемая аппаратом при работе, зависит от трех вещей: от емкости конденсатора C4, от частоты импульсов и от величины напряжения на выходе преобразователя. Подбором этих величин и доводкой оптимального их соотношения потребляемая мощность аппарата доводится до заданной величины (около 120 В). Конденсатор C4 должен быть рассчитан на напряжение, которое возникает на C3 при холостом ходе преобразователя. Так получается, когда аппарат включен при вынутых из воды электродах. Оно должно быть около 1000 В. Если C4 будет рассчитан на напряжение меньшее, чем дает преобразователь без нагрузки, то при включении аппарата в таком режиме возможен выход из строя этого конденсатора или его разрыв. Для создания нужной емкости с напряжением 1000 В используются два последовательно соединенных бумажных конденсатора типа МБГО. Если требуется получить емкость 10 мкФ при напряжении 1000 В, то нужно взять два конденсатора по 20 мкФ × 500 В. Они по габаритам занимают довольно много места и в зависимости от того, какие экземпляры имеются под рукой, будет выбираться и размер самого аппарата.

После второго дросселя ток через диод VD13 (напряжением на 1000 В) поступает на положительный электрод (анод) и в воду. Катодом является отрицательный полюс C3. Перед выходом на анод ток в виде импульсов проходит через дополнительное устройство, цель которого – обеспечить звуковую индикацию работы аппарата – З. И. (звуковой индикатор). При настройке схемы на макетной доске и испытании ее в таком виде звуковой индикатор не требуется. Он устанавливается на шасси и функционирует, когда находится в корпусе.

Как указывалось выше, звуковой индикатор оповещает рыболова о том, что при нажатии кнопки управления на телескопической штанге аппарат начинает работать и в воду поступают импульсы. По принципу работы он напоминает электромеханическое реле, через обмотку которого идет импульсный постоянный ток. В момент прохождения тока в катушке и сердечнике возникает магнитное поле, которое притягивает верхний подвижный лепесток. При прохождении ряда импульсов лепесток колеблется в такт им. Если к нему присоединить отрезок толстого провода, то амплитуда колебаний его конца будет больше. Подставив колеблющийся конец проволоки к алюминиевому корпусу, получим довольно громкий звук, хорошо слышимый на рыбалке. Это напоминает удары молоточка по чашечке звонка механического будильника, если звонок заглушить рукой. Звуковой индикатор лучше изготовить самостоятельно из отрезков стального уголка, а не использовать готовое реле. Из стальных пластин (от стального уголка) толщиной 3–5 мм делается подковообразный сердечник длиной около 40 мм и шириной около 10 мм. На одной половине его наматывается внавал 100–200 витков провода диаметром 0,5–0,8 мм. Перед намоткой поверхность сердечника, на которую ляжет обмотка, изолируется 2–3 слоями черной (матерчатой) изоленты и пропитывается лаком НЦ 218. Сверху обмотка фиксируется нитками и также изолируется изолентой. Перед тем как делать обмотку, необходимо изготовить подвижный язычок, выполненный также из кусочка стали от уголка. Он подвижно закрепляется на том конце сердечника, который свободен от намотки. Подвижность крепления можно обеспечить, пропустив через отверстия в язычке два гвоздика со шляпками, которые затем плотно вставляются в соответствующие отверстия в сердечнике. Язычок должен свободно колебаться в диапазоне 1,5–2 мм. К выступающей его части присоединяется пружина, которая другим концом крепится к сердечнику за зацеп, выполненный в виде припаянного гвоздика. К язычку припаян молоточек (кусок проволоки диаметром 1,5–2,0 мм), который будет стучать по стенке корпуса. Натяжение пружины отрабатывается при испытании. Можно вырезать язычок и молоточек из одной полоски стали (см. рис. 9).

Готовый звуковой индикатор размещается на шасси в удобном месте и крепится каким-либо способом. Можно, например, припаять к сердечнику крепежные элементы в виде кусков проволоки или пластинки из тонкого листового металла. Затем, разместив звуковой индикатор в подходящем месте, присоединить эти полоски и отрезки проволоки к какой-нибудь площадке или монтажной плате. Чтобы в случае замыкания обмотки на железо сердечника не произошло контакта с корпусом аппарата, нельзя прикреплять звуковой индикатор непосредственно к шасси.

Рис. 9. Конструкция звукового индикатора

Настройка и испытание

Собрав все функциональные блоки аппарата на макетной доске, необходимо настроить и проверить его работоспособность с опущенными в воду электродами. Берется полиэтиленовое ведро на 8–10 литров, наполняется обычной водой из-под крана и устанавливается на полу в каком-нибудь защищенном месте. В него помещаются электроды, представляющие собой, например, алюминиевые листы толщиной 1–3 мм (можно любой толщины) и шириной 10–15 см. Длина должна быть такой, чтобы они, упираясь в дно, выступали над водой. Касание пластин друг с другом не допускается. К ним присоединяются провода, идущие к положительному и отрицательному выводам на выходе схемы (анод и катод). Соединения должны быть надежными, искрение нежелательно. Провода следует брать с хорошей изоляцией без повреждений и диаметром 1 мм или больше. Для измерения выходного напряжения в импульсе применяется способ, при котором напряжение отдельных импульсов, пройдя через диод, накапливается на дополнительном конденсаторе, а уже с него снимаются показания. Последний должен иметь емкость 0,5–2 мкФ и рабочее напряжение 1000 В (два конденсатора, соединенных последовательно, по 1–2 мкФ на 500 В типа МБГО). Один вывод соединяется с катодом, другой через диод, рассчитанный на напряжение 1000 В, с анодом. Вольтметр подключается к контактам конденсатора. При этом измеряется постоянное напряжение, накапливающееся на нем и состоящее из суммы отдельных импульсов (см. рис. 10).

Рис. 10. Измерение выходного напряжения аппарата на 12 вольт

В качестве источника питания при настройке и испытании нужно применять аккумулятор, который будет в дальнейшем использоваться на рыбалке. Между ним и входом аппарата включается амперметр, рассчитанный на ток до 15–20 А. К самому же аккумулятору параллельно подключается вольтметр для измерения напряжения при нагрузке, рассчитанный на 15 В (см. рис. 11).

Подав ток на вход аппарата, можно сразу же ориентировочно определить работает он или нет. При работе будет слышно слабое пищание преобразователя и негромкие щелчки, возникающие при прохождении импульсов тока через обмотки дросселей. Далее смотрят на показания приборов. Потребляемый ток не должен быть более 15 А, напряжение на аккумуляторе – 10–11 В, напряжение на выходе – от 350 до 700 В. При правильной настройке показатели будут примерно такими: потребляемый ток – 11 А; напряжение на аккумуляторе – 11 В; выходное напряжение – 550 В.

Чтобы добиться таких значений, нужно манипулировать тремя узлами схемы: выходным напряжением T2, емкостью коммутирующего конденсатора C4 и частотой импульсов – R12. Последнюю можно оставить постоянной или менять в небольших пределах – 25–35 Гц. Установив напряжение на выходе в размере 550 В (для чего подбирается нужный вывод T2), смотрят, какой при этом потребляется ток. Если он меньше 10–11 А, необходимо увеличить емкость C4. Если ток потребляется значительно больше (например, 15 А и более), то емкость C4 надо уменьшать. При незначительном превышении заданной величины (например, 12–13 А) снизить ее можно путем уменьшения частоты импульсов или понизив напряжение на выходе, например до 450 В (взять другой вывод T2). Главным же ориентиром при настройке схемы является потребляемая мощность, то есть потребляемый ток. Можно несколько уменьшить ее, например до 100 Вт (9 А – соответственно). Повышать же выше 120 Вт нежелательно, так как это приводит к быстрому разряду аккумулятора и уменьшению времени лова на реке.

Рис. 11. Измерение потребляемой и выходной мощности аппарата на 12 вольт

После подбора C4 и R12 можно заменить их постоянными и окончательно установить на макетной доске. Далее, когда проведены все нужные измерения, параметры доведены до оптимального уровня и выяснено, что схема работоспособна, можно перейти к испытанию ловильных свойств будущего агрегата.

Испытание ловильных свойств схемы

Сначала испытание проводится в искусственном водоеме, например в металлической ванне, которая используется для хранения воды под полив на садовом участке. Главное, чтобы можно было визуально наблюдать за поведением мальков, запущенных в нее. Мальков можно добыть при помощи сачка, стеклянной банки или каким-нибудь другим способом. Размеры рыбок должны быть около 5–7 см, вид не имеет значения (обычно попадается молодь плотвы или уклейки). Количество – 20–30 штук. Их выпускают в водоем и оставляют в покое на несколько часов для адаптации к новым условиям. Далее приступают к испытаниям ловильных свойств. В ванну опускаются два электрода, в качестве которых можно использовать металлические (алюминиевые) пластины размером приблизительно 40 × 15 см (можно больше). Они погружаются в воду и не должны касаться стенок или дна ванны, так как контакт с ее металлическим корпусом нарушит работу схемы. Чтобы достичь этого, можно использовать деревянные перекладины, положенные на края ванны, с электродами, закрепленными на них в висячем положении. Расположить их следует на противоположных по длине концах ванны. Затем подают на схему питание и наблюдают за реакцией рыбок. Мальки, до включения метавшиеся по ванне (напуганные манипуляциями с электродами), после начала работы аппарата замирают на месте и поворачиваются на бок. Их белые бока хорошо различимы на фоне темного дна. Это должно произойти сразу после включения. При отключении питания через 2–3 секунды работы рыбки вновь обретают подвижность и продолжают плавать. Если держать схему включенной в течение 10–20 секунд, то часть мальков погибнет – они останутся лежать на боку или кверху брюхом и в дальнейшем не оживут. Их гибель является подтверждением того, что выходная мощность имеет силу, достаточную для ловли рыбы в естественном водоеме. Если рыбки не погибают при работе аппарата в течение 10–20 секунд, это указывает на то, что выходной мощности недостаточно. Следует отметить, что такая реакция мальков на ток не является нормой и связана с особенностями выбранного искусственного водоема. В экранированном объеме электрическое поле имеет напряженность большую, нежели в естественных условиях, а полярность выражена слабо. Отсюда и отсутствие движения рыбок к положительному электроду.

Если такой способ проверки системы кому-то покажется слишком «жестким», можно начать сразу со второго этапа, хотя использование мальков и маленьких рыбок в качестве живцов тоже выглядит не очень приятно. К тому же погибшими рыбешками с удовольствием полакомятся кошки.

Испытав аппарат в искусственных условиях, переходят к испытанию в естественном водоеме. Для этого подойдет пруд или озеро с мелководными участками, лучше с травой, куда можно подойти по берегу. Это может быть и небольшая речка с тихими мелкими заводями, где собираются стайками мелкие рыбешки. Основное условие успешного испытания – возможность визуального наблюдения за их поведением в воде. В качестве электродов можно использовать те же пластины, которые применялись в ванне, а можно взять и другие, увеличив их площадь, особенно катода.

Катод опускается в воду и погружается на дно, где и находится во время испытания. Анод прикрепляется на конце деревянной или пластиковой палки длиной 3–4 метра или больше. С успехом можно воспользоваться телескопическим удилищем достаточного диаметра и упругости. Пластина анода соединяется проводом с положительным полюсом на выходе аппарата. Дождавшись, когда рыбки, распуганные нашими приготовлениями, успокоятся и подойдут на расстояние досягаемости палки с анодом, медленно опускают в воду электрод и подают ток. При работоспособности аппарата рыбешки, попадающие в зону действия электрического поля, замирают на месте, а находящиеся в отдалении от анода, начинают плавать по кривой, похожей на круг или полукруг. Если в зоне захвата, возникающего вокруг анода, окажется более крупная рыба, ее наличие там обнаружится, когда она, проявив реакцию гальванотаксиса, незаметно подойдет к электроду и, потеряв подвижность, выдаст себя своим белым брюхом или боком.