Прибор для измерения электромагнитного поля своими руками. Делаем генератор эми самостоятельно из подручных материалов. Что мы не знаем о магнетроне

Человек в современном мире подвержен нарастающему воздействию электромагнитных полей различых частот, при этом основными источниками такого воздействия являются различные носители электроэнергии. Определено, например, что имеется связь между заболеваемостью злокачественными опухолями и степенью удаленности мест обитания человека от ЛЭП. Выявлено также четкое воздействие электромагнитного излучения на некоторые части головного мозга - в частности, на эпифиз - железу, ответственную за выработку гормона мелатонина.

Мелатонин отвечает за ход биологического ритма человека (чередование дневного бодрствования и ночного сна), и сбой в его выработке способен вызвать непроходящую усталость, потерю работоспособности, нарушение концентрации внимания, состояние депрессии и другие негативные эффекты.
Поэтому важно проводить измерения электромагнитного излучения в различных частотных диапазонах от следующих источников: радио- и телевизионных вещательных станций и радиолокационных установок, систем радиосвязи и установок в промышленности, трансформаторных подстанций и линий электропередач (ЛЭП), а также бытовых электроприборов, например, СВЧ печей, компьютеров и многого другого.
Конечно, использовать стандартные промышленные приборы и установки в домашних условиях невозможно . Поэтому важно в домашних условиях дать хотя бы оценку величины напряженности электромагнитного высокочастотного излучения . В простых гаусметрах используются некалиброванные датчики Холла типа ДХК-0.5А. Однако эти приборы могут измерять только наличие поля постоянного магнита.
Предлагается простой измеритель напряженности электромагнитного поля на основе мультиметра М830. Применив простые измерения, человек сможет снизить риск своего нахождения под значительным по величине электромагнитным полем.
Известно, что напряженность магнитного поля H связана с индукцией магнитного поля В по формуле:
H=B/µ o (A/м),
где µ o - магнитная постоянная
(µ o =4π10-7Гн/м).
Обычно измерения производят в единицах магнитной индукции (Тл), а поэтому измерители величины магнитного поля иногда называют тесламетрами.
На рис. 1 представлена схема, позволяющая просто и надежно измерять напряженность электромагнитного поля от различных домашних установок - от мобилок и компьютеров до мощных АТС радиостанций и их антенн и т.д.
Схема состоит всего лишь из двух конденсаторов и двух диодов. К конденсатору С1 подключена телескопическая антенна от радиоприемника "Олимпик". Выход приставки подсоединен к мультиметру М830 на его стандартные входы.
Возможно приставку вставить и в сам мультиметр. Тогда в этом случае антенну стоит прикрепить снаружи мультиметра. Такая компоновка приставки сделает прибор компактным.
При измерении необходимо антенну приставки вытянуть на полную ее длину.
Путем установки переключателя мультиметра в положение 200 мВ проводят измерение оценки индукции магнитного поля. Достаточно умножить значение, появляющегося на дисплее мультиметра, на 0,25 и получить величину магнитной индукции в мкТл. Если измерять напряженность магнитного поля, то значение в мВ необходимо умножать на 0,2. В этом случае мы получаем значение напряженности магнитного поля в А/м. Диапазон измерений, а в этом случае и точность измерения, можно увеличить, если в мультиметре установить положение 100 мВ. Это необходимо делать только в том случае, если он будет использоваться только в режиме тесламетра. Настройки мультиметра в этом случае изменяются путем установки более высокоомного резистора в цепи положения в 200 мВ.
Когда значение магнитной индукции составляет менее 0,3 мкТл, то такое электромагнитное излучение не является опасным. При повышении значения индукции магнитного поля до 2,5 мкТл необходимо удалится от источника излучения на безопасное расстояние, где показания его на мультиметре будут показывать величину индукции не более 0,3 мкТл. Забить тревогу необходимо тогда, когда значение индукция поля достигает более 10 мкТл, и совсем недопустимым является нахождение человека в поле излучения более 25 мкТл.
Диоды VD1 и VD2 можно заменить на 1N4148.

Петр Бобонич Эрик Бобонич г. Ужгород

Литература
1. Измерители электромагнитного излучения EMR-20, EMR-30 фирмы Wandel & Goltermann.
2. Анализататор поля Protek 3201 фирмы Wandel & Goltermann.
3. Простой гаусметр http://permob.narod.ru/analys04.htm
4. Простой гаусметр

Благодаря распространенности электроники и электричества в современном мире, электромагнитные поля всегда вокруг нас. Но из-за крайне ограниченного набора чувств, мы, люди, проводим большую часть времени совершенно не замечая их. Было бы здорово, сделать что-то, что не просто может их обнаружить, но и позволит нам взглянуть на их осциллограммы на экране осциллографа. Другими словами, приставка-пробник электромагнитного поля.

Стоит отметить, что это устройство не предназначено для любых серьезных и научных работ. Это просто забавная игрушка.

Некоторое время назад, гугля об обнаружении ЭДС и применении таких устройств, я наткнулся на статью "Contactless Sensing of Appliance State Transitions Through Variations in Electromagnetic Fields". Это была интересная статья, и в ней использовалась довольно простая схема на основе измерительного усилителя. Я решил попробовать сделать нечто подобное.

У меня уже были некоторые измерительные усилители производства , INA122s. Я время от времени получаю их в качестве бесплатных образцов от TI. В качестве индуктора я использовал тот индуктор, который у меня был. Вероятно, его индуктивность находится в пределах 100мкГн -1мГн. Я сделал прототип устройства на макетной плате, чтобы настроить измерительный усилитель, но мне хотелось чего то более постоянного. В моем университете есть фрезерный станок для производства ПП и я могу его использовать, поэтому я разработал и сделал простую плату.
Схема очень простая. В ней есть источник питания и выключатель питания (он поставлен на GND для удобства трассировки). Напряжение подается на резистивный делитель, чтобы сделать виртуальную землю. Потом идет измерительный усилитель, который усиливает напряжение с катушки. Также там есть RC ФНЧ, но это наверно не имеет смысла. Я добавил его на плату только для того, чтобы у меня было место для фильтра низких или высоких частот, если он понадобится. На выходе установлен BNC разъем. Все, что вам нужно сделать, это прикрепить BNC кабель между пробником и осциллографом, и вы можете махать этой штукой во все стороны где есть электроника!

Во время испытаний, я установил плату в держатель, чтобы я мог двигаться. При экспериментах с ЭЛТ-мониторами результаты были особенно интригующими. Поля были сильными и даже менялись в зависимости от изображения на экране.

Все файлы прилагаются к статье, и вы можете скачать их, если хотите повторить это устройство.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U1	Инструментальный ОУ	INA122	1			В блокнот
С1, С2	Конденсатор	2.2 мкФ	2			В блокнот
С3, С4	Конденсатор	0.1 мкФ	2			В блокнот
С5	Электролитический конденсатор	22 мкФ	1			В блокнот
С6	Конденсатор	15 пФ	1			В блокнот
R1, R2, R5	Резистор	1 кОм	3			В блокнот
R3	Резистор	2 МОм	1			В блокнот
R4	Резистор	12 кОм	1			В блокнот
L1	Катушка индуктивности		1			В блокнот
SW1	Выключатель		1

Кроме естественно мультиметра, нужно иметь специальный индикатор излучаемого им электромагнитного поля. И желательно собирать широкополосную схему, способную без переделки реагировать на частоты от FM до GSM. Именно такой детектор мы и будем делать. Схема этого индикатора поля представляет собой усилитель постоянного тока на операционном усилителе с каскадом УВЧ и ВЧ детектором. На входе УВЧ установлен фильтр высоких частот L1, C2, L2, C3, который обрезает сигналы с частотой ниже 10 МГц, в противном случае, прибор начинает реагировать на фон электропроводки и другие помехи. Усилитель ВЧ выполнен по схеме с общим эмиттером, режим выставляется резистором R1 так, что бы на коллекторе VТ1 было напряжение равное половине питающего.

Через конденсатор С4 сигнал поступает на диодный детектор VD1, здесь необходимо применять СВЧ германиевый диод ГД402, ГД507, нельзя применять диод Д9, максимальная частота которого 40 МГц. Выпрямленный сигнал поступает на вход ОУ через фильтр L3,L4,С6,С7, которые препятствуют попадания на вход ОУ ВЧ составляющей. Операционный усилитель работает от однополярного питания, поэтому для его нормальной работы, при помощи делителя на R4; R5 создана искусственная “средняя точка”. Усиление микросхемы определяется отношением R6/R8 при малых сигналах на входе. При увеличении напряжения на выводе 6 микросхемы до 0,6 вольт происходит открывание диода VD2 и в цепь обратной связи усилителя подключается резистор R7, что уменьшает усиление и делает шкалу прибора линейной.

В качестве ОУ можно применить 140УД12 или 140УД6. В случае использования УД6 резистор R9 из схемы необходимо удалить. Резистором R10 осуществляется установка шкалы прибора на 0. VT1 - СВЧ транзистор, например КТ399. Катушка L1 - 8 витков, провода 0,5 на оправке 5 мм., L2 - 6 витков того же провода. Дросселя L3, L4 по 50 - 100 мкГн.

Следующая схема представляет собой доработанную конструкцию, применение дополнительного ОУ позволило исключить резисторный делитель напряжения и улучшить характеристики прибора. Схема очень простая и не должна вызвать трудностей в изготовлении и настройки.

Данная конструкция способна засечь:

• Радиомикрофон V пит=3 В. F=93 МГц - 4 метра.
• Радиомикрофон, одно транзисторный, Vпит=3 В. F=420 МГц - 3 метра.
• Радио микрофон Vпит=3 В. F=860 МГц - 80 см.
• Китайская телекамера Vпит=9В. F=1200 МГц. - 4 метра.
• Мобильный телефон, во время передачи - до 7 метров.

Я был сильно удивлён, когда мой простенький самодельный детектор-индикатор, зашкалил рядомс работающей СВЧ печкой в нашей рабочей столовой. Она же вся экранирована, может неисправность какая? Решил проверить свою, новую печь, ей практически не пользовались. Индикатор тоже отклонился на всю шкалу!

Такой простенький индикатор я собираю за короткое время каждый раз, когда выезжаю на полевые испытания приемно-передающей аппаратуры. Очень помогает в работе, не надо таскать за собой массу приборов, простой самоделкой работоспособность передатчика всегда легко проверить, (где антенный разъём не до конца довернули, или питание забыли включить). Заказчикам такой стиль ретро-индикатора очень нравится, приходится оставлять в подарок.

Достоинство – это простота конструкции и отсутствие питания. Вечный прибор.

Делается легко, намного проще, чем точно такой же «Детектор из сетевого удлинителя и тазика для варенья » средневолнового диапазона. Вместо сетевого удлинителя (катушки индуктивности) – кусок медного провода, по аналогии можно несколько проводов параллельно, хуже не будет. Сам провод в виде окружности длиной 17 см, толщинойне менее 0,5 мм (для большей гибкости использую три таких провода) является как колебательным контуром внизу, так и рамочной антенной верхней части диапазона, который составляет от 900 до 2450 МГц (выше не проверял работоспособность). Можно применить более сложную направленную антенну и согласование с входом, но такое отступление не будет соответствовать названию темы. Переменный, построечныйили просто конденсатор (он же тазик) не нужен, на СВЧ – два соединения рядом, уже конденсатор.

Германиевый диод искать не надо, его заменит PIN диод HSMP : 3880, 3802, 3810, 3812 и т.д., или HSHS 2812, (я его использовал). Хотите продвинуться выше частоты СВЧ печки (2450 МГц), выбирайте диоды с меньшей ёмкостью (0,2 пФ), возможно подойдут диоды HSMP -3860 – 3864. При монтаже не перегрейте. Паять надо точечно-быстро, за 1 сек.

Вместо высокоомных наушников - стрелочный индикатор.Магнитоэлектрическая система имеет преимущество - инерционность. Помогает плавно двигаться стрелке конденсатор фильтра (0,1 мкФ). Чем выше сопротивление индикатора, тем чувствительнее измеритель поля (сопротивления моих индикаторов составляет от 0,5 до 1,75 кОм). Заложенная в отклоняющейся или подёргивающейся стрелке информация действует на присутствующих магически.

Такой индикатор поля, установленный рядом с головой разговаривающей по мобильному телефону, сначала вызовет на лице изумление, возможно, вернёт человека к действительности, спасёт от возможных заболеваний.

Если есть ещё силы и здоровье обязательно ткните мышкой в одну из этих статей.

Вместо стрелочного прибора можно использовать тестер, который будет измерять постоянное напряжение на самом чувствительном пределе.

Схема индикатора СВЧ со светодиодом.

Индикатор СВЧ со светодиодом.

Попробовал в качестве индикатора светодиод . Такую конструкцию можно оформить в виде брелка, используя плоскую 3-х вольтовою батарейку, или вставить в пустой корпус мобильного телефона. Дежурный ток устройства 0,25 мА, рабочий ток напрямую зависит от яркости светодиода и составит около 5 мА. Напряжение, выпрямленное диодом, усиливается операционным усилителем, накапливается на конденсаторе и открывает ключевое устройство на транзисторе, который включает светодиод.

Если стрелочный индикатор без батарейки отклонялся в радиусе 0,5 - 1 метра, то цветомузыка на диоде отодвинулась до 5 метров, как от сотового телефона, так и от СВЧ печки. Насчёт цветомузыки не ошибся, сами убедитесь, что максимальная мощность будет только при разговоре по мобильному телефону и при постороннем громком шуме.

Регулировка.

Я собирал несколько таких индикаторов, и заработали они сразу. Но всё же нюансы бывают. Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Для удобства пользования можно ухудшить чувствительность, уменьшив резистор 1мОм, или уменьшить длину витка провода. С приведёнными номиналами поля СВЧ базовых телефонных станций чувствует в радиусе 50 – 100 м.
С таким индикатором можно составить экологическую карту своего района и выделить места, где нельзя зависать с колясками или долго засиживаться с детьми.

Находиться под антеннами базовых станций безопаснее, чем в радиусе 10 - 100 метров от них.

Благодаря этому прибору я пришёл к выводу,какие мобильные телефоны лучше, то есть имеют меньшее излучение. Поскольку это не реклама, то скажу сугубо конфиденциально, шёпотом. Лучшие телефоны – это современные, с выходом в Интернет, чем дороже, тем лучше.

Аналоговый индикатор уровня.

Я решил попробовать чуть усложнить индикатор СВЧ, для чего добавил в него аналоговый измеритель уровня. Для удобства использовал ту же элементную базу. На схеме три операционных усилителя постоянного тока с разным коэффициентом усиления. В макете я остановился на 3-х каскадах, хотя запланировать можно и 4-е, используя микросхему LMV 824 (4-е ОУ в одном корпусе). Применив питание от 3, (3,7 телефонный аккумулятор) и 4,5 вольта пришёл к выводу, что можно обойтись без ключевого каскада на транзисторе. Таким образом, получилась одна микросхема, свч диод и 4-е светодиода. Учитывая условия сильных электромагнитных полей, в которых будет работать индикатор, использовал по всем входам, по цепям обратной связи и по питанию ОУ блокировочные и фильтрующие конденсаторы.
Регулировка.
Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Данный макет уже прошёл испытания.

Интервал от 3-х горящих светодиодов до полностью потушенных составляет около 20 дБ.

Питание от 3-х до 4,5 вольт. Дежурный ток от 0,65 до 0,75 мА. Рабочий ток при загорании 1-го светодиода составляет от 3 до 5 мА.

Этот индикатор СВЧ поля на микросхеме с 4-я ОУ собрал Николай.
Вот его схема.

Размеры и маркировка выводов микросхемы LMV824.

Монтаж индикатора СВЧ на микросхеме LMV824.

Аналогичная по параметрам микросхема MC 33174D , включающая в себя четыре операционных усилителя, выполненная в дип-корпусе имеет больший размер, а поэтому более удобна для радиолюбительского монтажа. Электрическая конфигурация выводов полностью совпадает с микросхемой L МV 824. На микросхеме MC 33174D я сделал макет СВЧ индикатора на четыре светодиода. Между выводами 6 и 7 микросхемы добавлен резистор 9,1 кОм и параллельно ему конденсатор 0,1 мкФ. Седьмой вывод микросхемы, через резистор 680 Ом соединяется с 4-м светодиодом. Типоразмер деталей 06 03. Питание макета от литиевого элемента 3,3 – 4,2 вольта.

Индикатор на микросхеме МС33174.

Оборотная сторона.

Оригинальную конструкцию экономичного индикатора поля имеет сувенир сделанный в Китае. В этой недорогой игрушке есть: радиоприёмник, часы с датой, градусник и, наконец, индикатор поля. Бескорпусная, залитая микросхема потребляет ничтожно мало энергии, поскольку работает в режиме таймирования, на включение мобильного телефона реагирует с расстояния 1 метра, имитируя несколько секунд светодиодной индикацией аварийную сигнализацию передними фарами. Такие схемы выполняются на программируемых микропроцессорах с минимальным количеством деталей.

Дополнение к комментариям.

Селективные измерители поля для любительского диапазона 430 - 440 МГц
и для диапазона PMR (446 МГц).

Индикаторы СВЧ полей для любительских диапазонов от 430 до 446 МГц можно сделать селективными, добавив дополнительный контур L к Ск, где L к представляет собой виток провода диаметром 0,5 мм и длиной 3 см, а Ск - подстроечный конденсатор с номиналом 2 – 6 пФ. Сам виток провода, как вариант, можно изготовить в виде 3-х витковой катушки, с шагом намотанной на оправке диаметром 2 мм тем же проводом. К контуру необходимо подсоединить антенну в виде отрезка провода длиной 17 см через конденсатор связи 3.3 пФ.

Диапазон 430 - 446 МГц. Вместо витка катушка с шаговой намоткой.

Схема на диапазоны 430 - 446 МГц.

Монтаж на частотный диапазон 430 - 446 МГц.

Кстати, если серьёзно заниматься СВЧ измерением отдельных частот, то можно вместо контура использовать селективные фильтры на ПАВ-ах. В столичных радиомагазинах их ассортимент в настоящее время более чем достаточен. В схему необходимо будет добавить ВЧ трансформатор после фильтра.

Но это уже другая тема, не отвечающая названию поста.

Вокруг нас постоянно находится электромагнитное излучение, но человеческому слуху оно недоступно. Если вы хотите услышать электромагнитное излучение, то можно воспользоваться специальным прибором, который мы изготовим собственными руками.

Для изготовления детектора электромагнитного излучения нам потребуется:
- старый кассетный плеер;
- клей;

Кассетный плеер нужно разобрать и достать оттуда плату из самого корпуса. Рекомендуется ознакомиться с платой не только для саморазвития, но и для того, что бы при сборке и разборке этого девайса не сломать никакие детали. Эта часть очень чувствительна к электромагнитным волнам.

Самая важная деталь на плате – это считывающая головка, она в последующем нам пригодится.

Возле считывающей головки есть два проводка, которые закреплены болтиками. Эти болтики нужно будет открутить. После того, как болтики открутим, должна остаться считывающая головка, которая будет болтаться на шлейфе. С ней нужно быть предельно аккуратно, чтобы ее не оторвать.

Если в плеере нет внешнего динамика, то в специальный разъем присоединяем обычные наушники, которые помогут нам услышать электромагнитные волны.

Теперь мы прислоняем считывающую головку к телевизору. Мы можем услышать электромагнитное излучение. Излучение можно услышать на расстоянии до 40 см, чем дальше мы отходим, тем хуже будет слышен звук. Важно отметить, что сильно излучение нам дает старый телевизор (кубик).

Если присоединить наше устройство к телевизорам нового поколения (жидкокристаллический), то мы тоже услышим помехи, но уже не такие сильные.
Большим удивлением стал тот факт, что даже пульт для телевизора излучает электромагнитное излучение.

Не секрет, что излучение идет и от телефона. При проверке звук был похож на тот, когда вы звоните и у вас включены колонки. Излучение идет абсолютно от любого телефона, даже от самого крутого и навороченного, при этом не обязательно набирать номер, можно залезть в интернет.

Электромагнитное излучение выделяют даже обычные зарядки от телефона и ручка двери.

С помощью обычного плеера можно услышать излучения, которое не слышно ушами и не видно глазами.