Коэффициент усиления TP-Link TL-ANT2414A относительно высок 14 дБи.
Над металлическим заземленным квадратным 210*210 мм экраном (фольгированный или металлизированный текстолит) в два ряда расположены 8 излучающих элементов, представляющие собой металлизированные прямоугольники размерами 30*58 мм. Расстояние между излучающими элементами и экраном составляет всего 7 мм. Подводка фидера к излучающим элементам произведена с обратной (тыльной) стороны экрана.
TP-Link TL-ANT2409A
Миниатюрная направленная антенна специально для наружного применения. Снаружи возможен монтаж на вертикальной стене или столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты. Имеется 50-омный кабель длиной 1 м, снабженный (на конце) разъемом SMA. Так же, как и в случае с Wi-Fi антенной TP-Link TL-ANT2414A на практике длина соединительного кабеля вряд ли может удовлетворить серьезного специалиста, кабель приходится наращивать, что несет неминуемые потери полезного сигнала в местах соединения и разъемах. Внутренняя конструкция TP-Link TL-ANT2409Aпроще некуда. Над квадратом заземленного экрана 90*90 мм, на высоте 7 мм, расположен излучающий элемент (металлизированный прямоугольник 44*54 мм).
Особо хочется сказать о материалах, из которых изготовлены антенны. Фольгированный медью текстолит способен выдерживать любые погодные условия длительное время (годами). С учетом того, что медь имеет более низкое сопротивление (току), чем сталь (железо), а также того, что отражающая (рабочая) поверхность антенны и излучатели «спрятаны» внутри корпуса антенны (на них не попадает влага), это позволяет вывешивать антенну прямо на улице. К слову, если собирать такую антенну самостоятельно (методика описана в литературе и интернете, к примеру, http://flakey.info/antenna/ omni/quarter), потребуется паяльник с мощностью более 90 Втдля быстрого, и главноеудобного монтажа на фольгированных площадках текстолита.
Соединительный кабель подводится с обратной стороны экрана, причем для согласования фидера с антенной используется проводник (полоска) особой конфигурации.
TP-Link TL-ANT2406A
Миниатюрная направленная антенна для внутреннего использования. Подставка (в комплекте) позволяет крепить антенну в любом удобном местек столу или стене, а также на корпусе ПКс помощью магнитов, расположенных в основании подставки. Соединительный кабель тот же, что описан выше (TP-Link TL-ANT2409A и TP-Link TL-ANT2414A) со всеми недостатками, присущими ему. Коэффициент усиления TP-Link TL-ANT2406A относительно описанных выше антенн на порядок меньшевсего 6 дБи, поэтому с учетом потерь при наращивании кабеля она кажется не очень эффективной; разве что может привлекать внимание за счет удобства крепления и подставки в комплекте.
Центральная жила кабеля соединена с излучателем методом пайки, а оплетка кабеляс экраном. Прямоугольная металлическая плоскость разрезами 48*52 мм, в которой сделаны незначительные надрезы, является излучающим/ приемным элементом. На расстоянии 4 мм от него находится экран-рефлектор, размеры которого аналогичны размерам излучателя.
3.9.4. Миниатюрная панельная антенна D-Link DWL-R60AT
Внешний вид напоминает квадрат небольших размеров. Габаритные размеры (80*85*12,8 мм) позволяют устанавливать ее и внутри помещения. Снаружи возможен монтаж на вертикальной стене или столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты. Антенна предусматривает непосредственное (без кабеля) подключение к точке доступа с помощью разъема SMA.
Коэффициент усиления всего 6 дБи.
Внимание, важно!
Если выносную (внешнюю) антенну использовать на открытом воздухе, нужно предусмотреть защиту от непогоды и влаги (осадков). Самая простая защитаобернуть место соединения разъема коннектора целлофаном и зафиксировать хомутом или изолентой, чтобы предотвратить попадание влаги. Для крепления (монтажа) такой антенны также рекомендую использовать пластмассовые фиксаторы и строительные (сантехнические) хомуты длиной 300 мм; пластмассовые фиксаторы не вносят помех в работу антенны, в то время как цельнометаллические крепления, напротив, могут свести всю вашу подготовительную работу насмарку.
3.9.5. «Тонкая» настройка антенн Wi-Fi на местности
Для точной («тонкой») подстройки выносной антенны и роутера потребуется как минимум два человека, для удобства снабженных рациямидля оперативного согласования о действиях.
После установки внешней антенны на улице (на деревянном шестемачте для телевизионной антенны) ее необходимо «тонко» настроить на точку доступа; это называется согласованием. Для этого подключим оборудование, ПК. Один из наладчиков постоянно находится рядом с компьютером, второйрядом с антенной. Он медленно (имеет значение каждый градус) поворачивает антенну во все стороны и согласовывает свои действия с коллегой и ПК, который следит за уровнем сигнала. Современное программное обеспечение позволяет это сделать. Таким образом, находят точку, в которой сигнал будет максимальным (соответственно и усиление антенны) и надежно закрепляют антенну в этом положении. Таким образом, с помощью «тонкой» настройки можно «выжать» из антенны максимальное усиление, которое превышает минимум в 34 раза. Этот результат можно считать удачным.
3.9.6. Кабели, фидеры и их особенности
Популярный (в смысле доступный почти везде, в этом лишь и есть его ценность) коаксиальный кабель RG58/U на практике дает очень существенные потери полезного сигнала. Он не рассчитан на работу с частотой не более 1 ГГц (согласно техническим характеристикам и паспортным данным), а частота 2,4 ГГц, на которой работают большинство моделей роутеров, является для этого кабеля «запредельной». Конечно, кое-как он «вытягивает» полезный сигнал, если предполагать, что можно довольствоваться ослаблением кабеля0,8 дБ/м. Представим себе, что потери сигнала (ослабление) увеличиваются пропорционально длине кабеля (на погонный метр); с учетом использования совместно с данным кабелем антенны с небольшим усилением, к примеру, 6 дБи, он становится для наших экспериментов малопригодным. Данный пример весьма показателен для того, чтобы пониматьнасколько важен выбор не только роутера, но и кабеля, и антенны.
Чуть лучше (но все же далекие от оптимальных) характеристики имеет коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом RG-6U. В моем случае, когда дом соседа расположен на расстоянии 66 метров, приходится «сберегать» каждый дБ. Лучше всего себя зарекомендовали кабель RJ-8X и AWG16 производства стран ЕС (волновое сопротивление 50 Ом). Также рекомендовал бы «коаксиал» URM67 (внешний диаметр 10 мм), но надо иметь в виду, что этот кабель практически не сгибается. Хотя и в этом можно найти определенный «плюс», поскольку Wi-Fi антенна с весом до 1 кг (большинство современных) с помощью такого «жесткого» кабеля может крепиться уже сама по себекак на твердом стержне. В этом случае его длина (в выносной части«стебля») не должна превышать 1 м.
Как определить полезный материал для самостоятельного изготовления антенны СВЧ?
Берем стакан с водопроводной водой, накрываем его крышкой и помещаем в рабочую камеру микроволновой печи. Включаем СВЧ-печь в режим 500 Вт на 2 минуты. После прогрева (окончания данного времени) вода в стакане существенно нагревается. Открываем крышку микроволновой печи, пробуем крышку на стакане тактильно (руками). Крышка, пропускающая СВЧ, останется холоднойона нам подходит. Нагревающаяся за 2 минуты (даже незначительно) крышка свидетельствует о том, что она частично поглощает волны; ее применять в данном случае нежелательно.
3.10. Имитатор пользователя или автоматическое управление для клавиатуры
Сегодня заменить клавиатуру проще «пареной репы»; постоянно меняющийся и обновляемый рынок индустрии комплектующих для ПК сделал возможным приобретать «набор клавиш» за символическую цену. Кроме того, у многих людей остаются в запасниках и невостребованными старые модели клавиатур, подчас неисправные (с западающими клавишами), которые пылятся дома без дела.
Учитывая доступность и относительно невысокую стоимость keyboard s, радиолюбителям и всем пользователям ПК, знакомым с основами электротехники, представляется новая возможность сделать из нее почти бесплатное автоматическое устройство-дополнение, своего рода секретаря, который будет управлять компьютером (в относительно простом алгоритме) не программно, а с помощью замыкания контактов клавиш, имитируя реального пользователя. Задачи, которые удаленно владелец решил выполнить с помощью электронного автомата и старой клавиатуры, могут быть различны: управление программой, требующее обязательного присутствие оператора, кодированный доступ к персональному компьютеру и многие другие, ограничивающиеся только вашей фантазией.
Рис. 3.7. Устройство-адаптер для клавиатуры ПК
Теперь отдельные (выбранные) кнопки клавиатуры ПК, соединенные по рекомендуемому ниже способу с электронным устройством, автоматически «нажимаются» и приводят в действие программы ПК.
Вся дополнительная работа, касающаяся стандартной компьютерной клавиатуры, сводится к трем шагам.
Аккуратно вскрыть верхнюю панель корпуса (плоская клавиатура) и миниатюрным паяльником с мощностью до 25 Вт (напряжением 6.. 12 В) припаять два проводника тонкого монтажного провода типа МГТФ-0,4 (МГТФ-0,8) к контактам клавиши (к примеру, кнопки Enter). Кнопка может использоваться и другая, равно как и несколько кнопок в различных, отличных друг от друга ситуациях.
Проводники (МГТФ) должны иметь минимальную длину (не более 1 м) и на другом конце соединяться с миниатюрным разъемом, например, РШ-2Н. Еще лучше, если проводники будут помещены в экран, который соединяется с массой («минусом» питания). Это позволит избежать электрических наводок напряжения и минимизирует ложные срабатывания управляющего устройства.
Собрать и подключить согласно электрической схеме (представленной на рис. 3.7.) простое устройство-адаптер, которое получает сигнал от датчиков, установленных где угодно, к примеру, на охраняемом объекте.
Эти шаги способен сделать сегодня каждый школьник.
Устройство собрано на популярной микросхеме-коммутаторе К561КТ3. В точку Uвх приложено управляющее напряжение от любого из датчиков, к примеру, геркона, установленного на открывание входной двери. Принцип подключения геркона иллюстрирует включатель S1, подключаемый в виде примера к источнику питания пунктирной линией. Датчики могут быть различными, в том числе выдающие (генерирующие) пачки импульсов.
Рис. 3.8. Общая схема и цоколевка некоторых популярных микросхем коммутаторов серий К561, К564, К176
Входной сигнал проходит через ограничительный резистор R1 и поступает на оксидный конденсатор С1 (не пропускающий постоянную составляющую напряжения). Таким образом, даже при длительном воздействии (при замыкании контактов S1) на управляющий вход коммутатора поступит только одиночный импульс. Стабилитрон VD1 защищает управляющий вход канала от скачка напряжения, а резистор R2 шунтирует вход (вывод 13), купируя возможные электрические помехи, приводящие к ложным срабатываниям микросхемына входе каждого канала присутствуют полевые транзисторы, обеспечивающие высокую чувствительность всего электронного узла.
Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25, MF-25 и аналогичные. Оксидный конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный. Стабилитрон может быть заменен КС156А, BZX55 или аналогичными.
Источник питаниястабилизированный, с защитой по выходу.
Роль кнопки выполняет электронный ключ на микросхемебесшумно и визуально неприметно. Для справочной информации, а также для тех пользователей, кто захочет использовать контроль нескольких датчиков, на рис. 3.8 представлена общая схема подключений и цоколевка микросхем-коммутаторов К561КТ3, К564КТ3, К1561КТ3, К176КТ1 (все они взаимозаменяемы, однако особенность микросхемы К176КТ1 напряжение питания 9 В).
Микросхемы К561КТ3 (и аналоги) представляют собой четырехканальные коммутаторы с одинаковой схемой и цоколевкой.
Эквивалентная схема коммутатора (электронного ключа) однополюсная, это значит, что он работает только на замыкание электронного контакта на выходе (например, выводы 1 и 2, 3 и 4и так далее) при управляющем сигнале на входе. На вход воздействует управляющий сигнал (импульс) постоянного тока напряжением 25 В (что соответствует напряжению +5 В, поступающему на стандартную клавиатуру через разъем USB 2.0 от ПК). Таким образом, для замыкания выходов активный уровень на входе должен быть высоким логическим уровнем, принятым для КМОП микросхем.
Сопротивление канала в открытом состоянии 80 Ом (и около 500 Ом для К176КТ1). По закону Ома, зная приложенное напряжение, можно вычислить коммутирующий ток. Каналы коммутатора (управление кнопками клавиатуры ПК) независимы. Каждый канал может коммутировать цифровые уровни до напряжения Uп или аналоговые уровни (еще одна приятная особенность данного типа микросхем)от пика до пика Uп/2.
При нагрузке 10 кОм на частоте 10 кГц отношение сигналов на выходе канала в замкнутом и разомкнутом состояниях не хуже 65 дБ. Степень изоляции управляющей цепи от канала соответствует сопротивлению 1012 Ом. Прохождение сигнала с частотой 900 кГц на нагрузку 1 кОм из канала в канал оценивается на -50 дБ. Время задержки распространения сигнала в канале 1025 нс.
Коммутаторы данного типа можно применять во многих случаях, именно поэтому они универсальны и весьма популярны в следующих узлах: переключатели-мультиплексоры, ключи выборки сигнала, прерыватели-модуляторы для операционных усилителей, коммутационные ключи, модуляторы-демодуляторы. Можно делать коммутаторы для нестандартных ЦАП и АЦП, а также узлы цифрового управления частотой, фазой, коэффициентом усиления сигнала. Удобно делать «врезки» и микшировать одни сигналы с другими.
Именно по своему прямому назначению микросхема К561КТ3 применяется для коммутации клавиатуры ПК, схемотехническое строение которых друг от друга практически не отличается.
Рассмотрим принцип работы устройства.
3.10.1. Принцип работы автомата для клавиатуры
Последовательным нажатием кнопок клавиатуры можно запускать функциональные режимы ПК. Таков, например, режим автоматической (организованной с помощью описываемого несложного устройства) записи информации на съемный жесткий диск (иной носитель) через равные или специально организуемые пользователем интервалы времени.
Последние версии клавиатур многофункциональны и имеют несколько полезных режимов работы. Запускать в действие важные функции необходимо последовательным нажатием нескольких клавиш.
На рис. 3.9 предлагаю простую приставку, автоматически запускающую тот или иной режим «интеллектуальной» клавиатуры после подачи управляющего цифрового импульса (от кнопки или другого устройства) с положительным фронтом в точку А.
Рис. 3.9. Электрическая схема приставки к клавиатуре ПК
Схема проста в изготовлении и эксплуатации, не требует настройки и дорогих деталей. Реализовано устройство на четырех популярных микросхемах. Применение микросхем К561 серии (частично описано выше) обеспечивает надежность и неприхотливость к питающему напряжению (Uп в диапазоне 5 В).
Элементы схемы монтируются на перфорированной монтажной плате размерами 40*65 мм и компактно помещаются в корпусе самой клавиатуры. Печатную плату автор не разрабатывал, поэтому выводы элементов соединяются гибким монтажным проводом МГТФ сечением 0,60,8 мм. Напряжение источника питания +5 В можно взять с внешнего разъема клавиатуры.
На микросхеме D1 (КР1006ВИ1) собран генератор инфра-низкой частоты. На выходе (вывод 3) генератор формирует импульсы по форме меандра с частотой 1 Гц. Частота выходных импульсов зависит от значений элементов R1C1 и напряжения питания схемы.
При первой подаче питания на схему приставки (так же, как и при замыкании контактов S1) заряжается времязадающий конденсатор С2 через резистор R4. На логическом элементе D4.1 собран времязадающий узел, обеспечивающий задержку в 68 с (зависит от элементов C2R4). На выходе этого элемента присутствует низкий логический уровень. На входе сброса R D2 в первый момент времени тоже низкий логический уровень, разрешающий работу счетчика.
На выходе инвертора D4.2 присутствует высокий уровень. Генератор запускается при высоком уровне на входе сброса R (вывод 4). Последовательность импульсов прямоугольной формы поступает на тактовый вход счетчика D2 (К561ИЕ8). На выходах Q0Q9 D2 последовательно появляется высокий логический уровень напряжения. На каждом выходе Q счетчика высокий логический уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номером. За 68 с счетчик работает, при появлении высокого логического уровня на выходе Q5 D2 положительный импульс проникает на вывод 15 D2 и счетчик сбрасывается (обнуляется). Этот же импульс, инвертированный элементом D4.2, прекращает работу генератора на микросхеме D1. Если на входе ЕС разрешения счета присутствует низкий уровень, счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе С.