Телеграфный ключ с генератором переменного тока

Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru

 

 Несмотря на развитие современных “машинных” средств связи, до сих пор, в курс подготовки специалистов некоторых ведомств входит изучение азбуки Морзе. С помощью “морзянки” проводятся самые интересные и самые дальние связи, большинство коротковолновиков на вопрос: “Какой вид работы Вы считаете своим любимым?” - ответят, не задумываясь: “CW”. Не скрою и свою симпатию к этому “древнему”, но, до сих пор, молодому, простому и надёжному виду связи. Сколько прекрасных часов и минут было проведено, благодаря “морзянке” на КВ и УКВ! Всё так бы и кануло в Лету, ведь идёт время, идёт: нам на смену приходят молодые, да и самим, порой, интересно “тряхнуть стариной” - потренироваться.

Рис. 1. Эскиз ключа – генератора переменного тока.

 

  Экономическая ситуация загнала технические виды спорта в такой угол, из которого, кажется, уже не выбраться. Способные юноши и девушки вынуждены промышлять и отнюдь не лучшим образом. Растёт количество зависимых от алкоголя, курева и наркотиков. Крохи технических знаний, прибранных к рукам предприимчивыми торговцами, продаются за баснословные деньги, средства массовой информации не уделяют внимания науке и технике, зато, хватаются за всякую, порой, недоброкачественную (но денежную!) рекламу, несут в каждую семью  “свободный” образ жизни, растляя, разделяя и властвуя…

  И вот в этих условиях, мне, всё-таки, хотелось бы посвятить простую разработку любимому виду связи и адресовать её всем неравнодушным…

  Чем обусловлена надёжность телеграфа, да тем, что, имея простой передатчик, его включением и выключением, уже можно передавать информацию. Всякие современные “прибамбасы” усложняют не только передающую аппаратуру (и снижают её надёжность), но и приёмную, увеличивают стоимость аппаратуры и уменьшают её доступность, значит, за бортом окажутся многие, кто мог бы в будущем достойно представить нашу страну и в эфире и в жизни.

 Для создания радиокласса потребуется определённая аппаратура, средств на которую просто нет. Особенно это ощутимо вне больших городов, в которых, хоть не везде, но, как-то, за счёт энтузиастов, ещё теплится работа радиокружков. Поэтому оборудование для изучения азбуки Морзе должно быть максимально простым, повторяемым. Потребуется телеграфный ключ, генератор звуковой частоты (800…1000 Гц) и излучатель (динамическая головка, головные телефоны). Решить поставленную задачу обустройства радиокласса можно разными способами, поэтому предлагается несколько конструкций, которые, к тому же, могут быть выполнены в разных вариантах, в зависимости от наличия материалов, опыта и свободного времени.

  Поскольку источники автономного питания дороги и не всегда могут быть приобретены, особенно, в сельской местности, предлагаю вырабатывать энергию для питания тренировочного генератора прямо на месте, мало того, прямо при тренировке.

  Конструкция одного из вариантов телеграфного ключа с генератором переменного тока (питание) и с генератором ЗЧ (для озвучивания “морзянки”) показана на Рис.1. Его особенность - отсутствие источника питания, что делает эту конструкцию “вечной”. Правда, на самом деле, генератор ЗЧ получает питание, но от источника (он расположен в левой части ключа Рис. 1) - генератора переменного тока, который приводится в действие во время работы на ключе. Сам ключ – обычный тренировочный с пустотелой подставкой и двумя группами контактов: одна - на замыкание, другая - на размыкание. Ключ может быть изготовлен самостоятельно. Нижний контакт группы “на размыкание” удаляют, и на его месте устанавливают электромагнитную систему, состоящую из подковообразного магнита с расположенными на его полюсах катушками, от низкоомного (65…130 Ом) телефонного капсюля. Наиболее подходящим для этих целей оказался капсюль ТК-67; его можно закрепить клеем или хомутиками точно по оси, напротив верхнего контакта – регулировочного винта (им устанавливают зазор между замыкающимися контактами ключа, а, значит, наиболее удобный для работы ход ручки), предварительно свинтив с корпуса  крышку и сняв мембрану капсюля. Мембрана капсюля припаивается к верхнему контакту ключа - регулировочному винту так, чтобы она надёжно ложилась на полюса магнита капсюля, а при нажатии на ручку ключа отрывалась от них.

  К сожалению, мембрана изготовлена из материала, который весьма трудно паять в любительских условиях, поэтому, мемрана была заменена на диск (можно меньшего диаметра, чем штатная мембрана - с небольшим навесом, по размеру полюсных наконечников) из толстой лужёной жести. Диск должен быть хорошо отрихтован: с идеально ровной поверхностью,  и прилегать к полюсным наконечникам по всей их поверхности. Лучше выпилить его, а не вырезать ножницами, можно воспользоваться и комбинированным способом, когда диск, с припуском, вырезается ножницами, а затем, доводится по окружности с помощью напильника. Пайка регулировочного винта к диску тоже может Вас озадачить. В этом случае винт можно заменить на латунный или медный. Чтобы диск легче отрывался от полюсных наконечников, с его нижней стороны следует подклеить тонкую бумагу, плёнку, кусочек скотча. Обратите внимание, чем тоньше прокладка, тем большую э.д.с будет давать генератор.

  При нажатии на ручку ключа, диск будет поднят, а магнитная система разомкнута, что приведёт к появлению э.д.с на выводах катушек капсюля (вспомните школьный опыт по физике на эту тему). При отпускании ручки ключа, магнитная система вновь замкнётся и вновь появится э.д.с, но, теперь – обратного направления. Иначе говоря, собранная система является электромагнитным генератором  переменного тока, где изменение магнитного поля, пронизывающего витки катушек, приводит к появлению электродвижущей силы на их выводах. Частота, вырабатываемого генератором напряжения зависит от скорости манипуляции (скорости передачи на ключе).

Рис. 2. Генератор ЗЧ со схемой питания от электромагнитного генератора. Схема

      принципиальная электрическая.

 

 Генератор ЗЧ (Рис. 2) выполнен на транзисторах VT1 и VT2 по схеме симметричного мультивибратора, частота его колебаний (импульсный сигнал “меандр”) определяется, в основном, номиналами деталей R2, R3, C1, C2. Генератор нагружен на высокоомные головные телефоны BF1, включенные в розетку X1. Параллельно телефонам установлен конденсатор С3, улучшающий их звучание. При отсутствии высокоомных телефонов, сигнал с генератора ЗЧ может быть подан на любой усилитель, при этом параллельно гнёздам розетки Х1 следует установить резистор сопротивлением 4,7…5,6 кОм. Низкоомные наушники с подключенным последовательно резистором сопротивлением от 1 кОм и выше, тоже можно подключать, но громкость звучания их будет недостаточной (кстати, предприимчивые производители “высокоомных” телефонов, порой так и поступают, включая дополнительные резисторы последовательно с низкоомными капсюлями. Будьте внимательны!).

 Питание на генератор ЗЧ подаётся через замыкающиеся контакты  SB1 телеграфного ключа - в этот момент в головных телефонах слышится звук определённого тона.

  Элементы ЗЧ генератора подобраны таким образом, чтобы обеспечить его минимальное энергопотребление. Генератор способен работать при напряжении 0,1…0,5 В, потребляя, при этом, ток 25…75 мкА, соответственно. Чтобы получить такое постоянное напряжение, э.д.с с генератора переменного напряжения G1  подаётся на выпрямитель, составленный из диода VD1 и фильтрующего (в данном случае, ещё и накопительного) конденсатора С4.

  Но при первом нажатии С4 - пуст, напряжения, практически, нет, генератор ЗЧ не будет работать. Перед тренировкой необходимо “накачать” С4, немного поманипулировав ключом. Затем, работа на ключе пойдёт обычным образом, как с питанием, например, от гальванического элемента или батареи. При интенсивной работе на ключе, напряжение на конденсаторе достигает 0,8…1,5 В.

  В генераторе ЗЧ желательно использовать германиевые транзисторы указанной структуры с возможно большим коэффициентом передачи, если есть возможность подобрать, то и с минимальным обратным током коллектора. Требования к диоду VD1 – минимальное прямое и максимальное обратное сопротивления, применить же можно маломощные кремниевые: РЧ или импульсные. Оксидный конденсатор C4 должен обладать минимальным током утечки, например, типа К50-16, в этом смысле, лучше всего, применять конденсаторы на повышенное рабочее напряжение, однако, последние имеют большие габариты. Остальные конденсаторы малогабаритные, керамические или других типов. Резисторы МЛТ-0,125, МЛТ-0,25 Вт. Головные телефоны ТОН-2, ТА-56 или другие с капсюлями сопротивлением 1600…2200 Ом. Капсюли должны быть соединены последовательно.  Питание генератора ЗЧ может, при необходимости осуществляться и от стандартного гальванического элемента, в том числе, старого, восстановленного, самодельного. Такой генератор начинал работать, при испытании, даже от элемента, состоящего из двух монет СССР (достоинством 3 коп. и 20 коп., разделённых, намоченной водой, бумажной прокладкой). Работал генератор и с солнечным элементом [ 3 ], изготовленным из транзистора КТ808, путём снятия его металлической крышки, при этом, генератор работал на расстоянии до метра от окна при солнечном дне и рассеянном свете, поступающем на фотоэлемент. Самодельный гальванический элемент, состоящий из кусочка кокса (прокаленного, но не сгоревшего в печи каменного угля, найденного на куче золы и проверенного омметром на прохождение тока) и куска оксидированной панели (зеленоватого цвета) от шасси старого приёмника или куска оцинкованного кровельного железа, разделённых прокладкой из смоченной (можно и подсолёной) водой бумаги. Одним словом, элемент можно изготовить из подручных средств.

 

 

 

Рис. 3. Эскиз монтажной платы ЗЧ генератора.

 

  Детали генератора ЗЧ смонтированы на печатной плате (Рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита, которая при необходимости, может быть заменена куском картона с имитацией печатного монтажа отрезками провода. Плату, вместе с остальными элементами размещают в подставке ключа (Рис. 4).

 Проверку работы устройства начинают с зарядки конденсатора С4. Для этого необходимо какое-то время “постучать” на ключе, контролируя напряжение на указанном конденсаторе – оно должно быть не менее 0,1 В. Если заряжать конденсатор приходится относительно долго, можно попробовать сменить полярность подключения выводов капсюля генератора, установить конденсатор С4 с меньшей утечкой, подобрать диод VD1.

 ЗЧ генератор можно настроить отдельно, подключив к нему временно гальванический элемент питания. Если получившаяся тональность генератора не устраивает, изменить её нетрудно одновременным подбором ёмкости конденсаторов С1 и С2, в крайнем случае, сопротивления резисторов R2 и R3 (это влияет на потребляемый генератором ЗЧ ток).

  Как было отмечено выше, ЗЧ генератор можно питать и от внешнего источника, который подключается параллельно конденсатору С4, ёмкость которого может быть уменьшена, в этом случае, до 200 мкФ. Одновременно, на месте конденсаторов С1 и С2 придётся установить таковые ёмкостью 6800 пФ, а также зашунтировать цепь питания  

 

Рис. 4. Расположение деталей в корпусе ключа-генератора.

                                          

 генератора ЗЧ конденсатором С5 ёмкостью 0,1 мкФ. Естественно, диод VD1 теперь не потребуется.

 Печатная плата для такого варианта генератора может быть выполнена резаком согласно  Рис. 5. Конденсатор С4 может быть составлен, как показано на эскизе, из четырёх (или другого количества) конденсаторов меньшей ёмкости (для уменьшения габаритов в той или иной плоскости за счёт другой), соединённых параллельно.

  Телеграфный ключ с генератором ЗЧ пригоден лишь для индивидуальной тренировки или для работы на передачу радиограмм, например, другому начинающему или преподавателю. А как же быть, в случае необходимости тренироваться  в приёме радиограмм, особенно, при коллективном обучении?

 

Рис. 5. Эскиз монтажной платы ЗЧ генератора, выполняемого отдельно.

 

Рис. 6. Расположение деталей на монтажной плате с Рис. 5.

 

Рис. 7. Абонентский громкоговоритель. Схема принципиальная электрическая.

 

Конечно, можно запустить магнитофонную запись, АДКМ – датчик кода Морзе, использовать приём с эфира или специальную компъютерную программу… Но вот - случай, когда имеется только преподаватель и группа обучающихся. Преподаватель передаёт, а аудитория записывает. Можно подключить выход вышеописанного генератора к усилителю и использовать усиленный сигнал. Потребуется источник питания для усилителя. А можно изготовить простое устройство, для постройки которого подойдёт обычный абонентский громкоговоритель и не потребуется мощных источников питания, сети. Как известно, абонентский громкоговоритель состоит из динамической головки, трансформатора, переменного резистора (Рис. 6), шнура с вилкой да корпуса. Добавив к этим деталям трёхсекционный (или сблокированный из двух тумблёров, одного двухсекционного и одного односекционного, например) переключатель на два положения, транзистор, резистор, конденсатор да гальванический элемент, получим универсальный громкоговоритель (Рис. 7), способный работать и по своему прямому назначению и как генератор ЗЧ, нагруженный на динамическую головку - звук из неё слышен на расстоянии нескольких метров.

 В показанном на схеме положении контактов переключателя SA1, вилку Х1 громкоговорителя можно включать в трансляционную сеть и слушать передачи, устанавливая нужную громкость звука переменным резистором R1. Когда же вилку Х1 подключают к замыкающим контактам телеграфного ключа, подвижные контакты переключателя SA1 переводят в другое положение – громкоговоритель превращается в генератор ЗЧ. При замыкании контактов ключа, из головки ВА1 раздаётся достаточно громкий звук, тональность которого можно регулировать переменным резистором R1 (бывшим регулятором громкости). Генерация возникает из-за положительной обратной связи между коллекторной и базовой цепями транзистора VT1, образующейся, благодаря определённой полярности включения обмоток трансформатора Т1.

 Если решено использовать абонентский громкоговоритель только для коллективного обучения телеграфной азбуке, доработка упрощается (Рис. 8) - добавляются лишь упомянутые выше детали, за исключением, переключателя.

 Транзистор генератора - любой маломощный германиевый указанной структуры, но с возможно большим коэффициентом передачи тока. Источник питания - один элемент 373 - тоже экономия (возможны и “менее мощные”, что, однако, скажется на продолжительности тренировок). Дополнительные - резистор и конденсатор – любого типа, исправные.

 Проверить работу генератора можно замыканием контактов вилки Х1 (которая до переделки вставлялась в розетку радиотрансляционной сети). Если звука нет, нужно поменять местами концы подключения одной из обмоток (любой) трансформатора Т1.

 Отлаженная механическая часть ключа и качественные детали электрической схемы приводят к незаметности переделки – спортсмен работает на ключе как прежде: до переделки, однако не испытывает неудобства смены элементов питания. Размещение

 

Рис. 8. Универсальный генератор для коллективных тренировок – громкоговоритель.

      Схема принципиальная электрическая.

 

 

Рис. 9. Генератор для коллективных тренировок отдельно.

       Схема принципиальная электрическая.

 

генераторов в подставке ключа обеспечивает компактность системы и минимум соединительных проводов (только к наушникам). Тренировку на таком ключе можно проводить, хоть в походе. Активизируется система просто: достаточно двух-трёх секунд для накачки конденсатора С4. Желаю успеха. Cuagn  СW!

73!

Литература: 1.  В. Беседин. Путь в эфир. Радио № 12, 1995 г, стр. 36, 37.

2.      В. Беседин. Телеграфный ключ с генератором переменного тока.

   Радиолюбитель № 12, 1992 г, стр. стр. 35.

3.      В. Самелюк. Солнечная батарея. Радио № 12, 1982 г, стр. 49.

 

г. Тюмень    31 декабря 2002 г
С Новым Годом!