Сами делаем и продаем эхолоты. Cамодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L и ЖКИ от мобильного телефона nokia3310. Дешевый беспроводной эхолот с Алиэкспресс для рыбалки

Электронный эхолот может быть полезен при самых разных подводных работах- не только для рыбалки.
Эхолот может быть изготовлен в двух вариантах: с пределами измерения глубины до 9,9 м (в его табло - два люминесцентных индикатора) и 59,9 м (три индикатора).
Прочие их характеристики одинаковы:
инструментальная погрешность - не более ±0,1 м,
рабочая частота - 170...240 кГц (зависит от резонансной частоты излучателя),
мощность в импульсе - 2,5 Вт.
Ультразвуковой излучатель он же и приемник эхосигнала - пластина из титаната бария диаметром 40 и толщиной 10 мм.
Источник питания эхолотов - батарея типа «Корунд».
Потребляемый ток - не более 19 и 25 мА (соответственно, в эхолотах для малых и больших глубин).
Габариты эхолотов - 175х75х45 мм, масса - 0,4 кг.

Принципиальная схема эхолокатора

Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с) прямоугольные импульсы повторяются каждые 10 с. Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика.

Спадом тактовый импульс запускает передатчик А1 и излучатель BQ1 излучает в направлении дна короткий (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Одновременно открывается электронный ключ S1 и колебания образцовой частоты от генератора G2 поступают на счетчик РС1.

По окончании работы передатчика приемник А2 открывается и приобретает нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается тем же BQ1 и закрывает ключ S1. Измерение закончено, на индикаторах счетчика РС1 высвечивается измеренная глубина.
Расчет глубины прост : при скорости распространения звука в воде 1500 м/с, за 1/7500 с фронт сигнала, проделывающего двойной путь, переместится на 0,2 м; и, соответственно, младшая единица на табло счетчика будет соответствовать глубине 0,1 м.

Очередной тактовый импульс вновь переведет счетчик РС1 в нулевое состояние и процесс повторится.

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины 59,9 м изображена на рис 2.

Его самовозбуждающийся на частоте ультразвукового излучателя BQ1 передатчик выполнен на транзисторах VT8, VT9. Включением-выключением передатчика управляет модулятор - ждущий одновибратор (VT11, VT12 и др.), подающий через свой ключ (VT10) питание на передатчик в течение 40 мкс.

Транзисторы VT1, VT2 в приемнике усиливают принятый пьезоэлементом BQ1 эхосигнал, транзистор VT3 детектирует их, а транзистор VT4 усиливает продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор, обеспечивающий постоянство параметров выходных импульсов и порога чувствительности приемника. От прямого воздействия импульсов передатчика приемник защищается диодным ограничителем (R1, VD1, VD2).

Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав входит ключ (DD1.1), управляемый RS-триггером (DD1.3, DD1.4). Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания - с выхода приемника через транзистор VT15.

Генератор импульсов образцовой частоты (7500 Гц) собран на элементе DD1.2. Цепью R33, L1 он вводится в режим линейного усилителя, что создает условия для его возбуждения на частоте, зависящей от параметров контура L1 С 18. Точно на частоту 7500 Гц генератор выводят подстройкой L1.

Сигнал образцовой частоты через ключ поступает на трехразрядный счетчик DD2-DD4. В нулевое состояние его устанавливает фронт тактового импульса, поступающий через диод VD4 на R-входы этих микросхем.

Тактовый генератор собран на транзисторах VT13, VT14. Частота следования импульсов зависит от постоянной времени R28-C15.

Нити накала люминесцентных индикаторов HG1-HG3 питаются от преобразователя напряжения, выполненного на транзисторах VT17, VT18 и трансформаторе Т2.

Кнопка SB1 («Контроль») служит для проверки работоспособности устройства. При ее нажатии на ключ VT15 поступает закрывающий импульс и на табло эхолота появится какое-то случайное число. Через некоторое время тактовый импульс перезапустит эхолот, и, если он исправен, на табло возникнет число 88.8.

Все резисторы в эхолоте - типа МЛТ, конденсаторы - КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно заменить на любые другие этих серий, МП42Б - на МП25„ КТ315Г - на КТ315В. Микросхемы серии К176 можно заменить на эквивалентные из серии К561. Если эхолот предполагается использовать на глубинах до 10 м, микросхему DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать.

Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце типоразмера К16х 10х4,5 Обмотка I содержит 2х180 витков провода ПЭВ-2 0,12, обмотка II - 16 витков провода ПЭВ-2 0,39.

Катушка L1 (1500 витков провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм. Диаметр щечек - 15, расстояние между ними - 9 мм. Подстроечник - из карбонильного железа (от броневого магнитопровода СБ-1а).

К посеребренным плоскостям пластины излучателя сплавом Вуда припаивают тонкие выводы. Излучатель собирают в алюминиевом стакане диаметром 45...50 мм (донная часть корпуса оксидного конденсатора). Его высоту - 23...25 мм - уточняют при сборке. В центре дна стакана сверлят отверстие под штуцер, через который будет выведен коаксиальный кабель длиной 1...1,25 м, соединяющий ультразвуковую головку с электронной частью эхолота. Пластину излучателя приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой резины толщиной 10 мм. При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник - к выводу обкладки, приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки излучателя - к оплетке кабеля. Собранный таким образом излучатель вдвигают в стакан. Поверхность пластины излучателя должна быть ниже кромки стакана на 2 мм. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края эпоксидной смолой. После ее затведения торец излучателя шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоской поверхности. К свободному концу коаксиального кабеля припаивают ответную часть разъема X1.

Налаживание эхолота

Для налаживания эхолота потребуется осциллограф и цифровой частотомер. Включив питание, проверяют работоспособность счетного устройства: если оно исправно, то индикаторы должны высвечивать число 88.8.

Работу передатчика проверяют осциллографом, работающим в режиме ждущей развертки. Его подключают к обмотке II трансформатора Т1. С приходом каждого тактового импульса на экране осциллографа должен появляться радиочастотный импульс. Подстройкой трансформатора Т1 (грубо - подбором емкости конденсатора С 10) добиваются максимальной его амплитуды. Амплитуда радиоимпульса на пьезоизлучателе должна быть не меньше 70 В.

Для настройки генератора образцовой частоты потребуется частотомер. Его подключают через резистор сопротивлением 5,1 кОм к выходу (выв. 4) элемента DD1.2 и, изменяя положение подстроечника в катушке L1 (грубо - изменением емкости конденсатора С18), выставляют нужные 7500 Гц.

Приемник и модулятор настраивают по эхосигналам. Для этого излучатель прикрепляют резиновым жгутом к торцовой стенке пластмассовой коробки размером 300х100х100 мм (для устранения воздушного зазора это место смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой, выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора и качества ультразвукового излучателя является число наблюдаемых на экране эхо - сигналов, возникающих вследствие многократных отражений ультразвукового импульса от торцовых (разнесенных на 300 мм) стенок коробки. Для увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в приемнике, конденсатор С 13 в модуляторе и подстраивают трансформатор Т1.

Вернув на место диод VD3, приступают к регулировке задержки включения приемника. Она зависит от сопротивления резистора R18. Этот резистор заменяют переменным на 10 кОм и находят такую его величину, при которой на экране осциллографа исчезают первые два эхосигнала. Это сопротивление и должен иметь резистор R18. После настройки число эхосигналов на экране осциллографа должно быть не меньше 20.

Для измерения глубины водоема нижнюю часть ультразвуковой головки погружают в воду на 10...20 мм. Лучше иметь для нее специальный поплавок.

Поиск рыбы на водоеме занятие не из простых, особенно это касается зимней рыбалки. Однако, если у вас в руках этот современный гаджет, который можно за пять минут подключить к вашему телефону или планшету, то вы не просто найдете рыбу, а еще и узнаете, какие под вами глубина и рельеф дна, и даже прикинете размер вашего будущего трофея.

Bluetooth-эхолот для Android и iOS

Друзья, впереди Новый год, пора задуматься о подарках не только для своих близких, но и для себя. Представляем вам уникальный, современный и функциональный гаджет, который настоящие рыбаки уже оценили по достоинству - беспроводной эхолот Fishfinder.

Это не просто эхолот, а настоящий смарт-гидролокатор, который без проблем можно соединить по современной беспроводной технологии Bluetooth с вашим телефоном или планшетом своими руками, без помощи специалистов.

Приложение выглядит просто и понятно, позволяя наслаждаться процессом рыбалки, не фокусируясь постоянно на экране.

Кстати, этот гаджет работает с двумя самыми популярными операционными системами у современных смартфонов - Android и iOS, поэтому вы сможете пользоваться таким эхолотом вне зависимости от ваших предпочтений в мобильных ОС.

Эхолот идеально подходит как для рыбалки с берега, так и с лодки - небольшой вес позволяет его далеко забросить, не порвав при этом шнур или леску. Для любителей зимней рыбалки он также станет незаменимым помощником в поиске рыбы.

Помимо этого, iBobber предлагает функционал дорогих эхолотов по невысокой цене. С его помощью вы узнаете глубину и рельеф дна любого водоема для определения места возможной дислокации рыбы и правильного подбора снастей. Вы не только найдете рыбное место, но и будете иметь представление о размере будущего улова.

10 преимуществ беспроводного эхолота iBobber

Диапазон работы сонара в эхолоте iBobber позволяет показывать глубины до 45 метров. Угол охвата датчика сонара - 42 градуса. Это позволит вам найти еще больше рыбы.
Эхолот способен полностью отрисовать рельеф дна в предполагаемом месте рыбалки. Летом для этого эхолот монтируется на спиннинг и забрасывается в нужном направлении, после чего подтягивается к себе. Зимой же эхолот с успехом отрисует рельеф дна под лункой. Зная повадки рыбы, вы с большой долей вероятности сможете определять места ее скопления.
Если вы решили сохранить данные о трофейной рыбалке: температуру воздуха, воды или даже фотографии пойманных вами рыб, то и в этом вам поможет беспроводной эхолот iBobber.
Решили вернуться на лунку, которая вам принесла трофейную рыбу через неделю? Без проблем! Функция GPS трекера поможет сохранить координаты.
Начался клев, но на улице темнеет? Светодиодная подсветка эхолота позволит вам ловить не только в сумерках, но и в полной темноте.
Для прогноза активности клева на водоеме в зависимости от погодных условий воспользуйтесь функцией «Прогноз погоды» - эхолот iBobber определит атмосферное давление, вероятность выпадения осадков и многие другие показатели.
Используйте эхолот в качестве поплавка с сигнализацией поклевки. Система Strike Alert заметит даже самую осторожную поклевку и не позволит вам упустить свой трофей.
В приложении эхолота iBobber есть и лунный календарь, благодаря которому у вас всегда под рукой будут такие данные как время восхода и заката солнца, фазы луны, и даже таблицы приливов и отливов.
Встроенный литиевый аккумулятор позволит вам наслаждаться рыбалкой более 8 часов без подзарядки.
Ну и наконец, эхолот iBobber это один из лучших подарков, который можно сделать настоящему любителю как зимней, так и летней рыбалки!

Скачать программу для вашего телефона или планшета

Скачать бесплатно инструкцию >>>
В инструкции подробно написано как установить программное обеспечение и начать работать с эхолотом.

Приложение для iOS >>>
Работает с iOS от версии 6.0.

Приложение для Android >>>
Работает с операционной системой Андроид версии от 4.3, если смартфон/планшет поддерживает Bluetooth 4.0.

Характеристики

Частота работы датчика 118 Кгц;
Глубина работы датчика 41-42 метра;
Непрерывное время работы 8 часов;
Радиус действия Bluetooth 30 метров;
Диаметр 59 миллиметров;
Вес эхолота 47 грамм.

Для тех, кто еще сомневается, купить ему эхолот iBobber или нет, предлагаем к просмотру видеоролик, после которого станет понятно, что данный гаджет можно использовать не только для рыбалки:)

Ну что, загорелись желанием купить этот современный эхолот? Сделать это можно на сайте интернет-магазина « » используя секретный промокод - LH2018 , который даст вам 10% скидку !

Уважаемые любители рыбалки, вам больше не нужно думать над тем, что подарить себе или товарищу на Новый год и любой другой праздник. Современный эхолот для смартфона или планшета iBobber - отличный подарок, которому будут рады не только любители зимней рыбалки, но и летней!

Процесс рыбной ловли становится все технологичнее и эффективнее. Этому способствует появление новых устройств, которые расширяют возможности рыбаков. Эхолот является одним из самых распространенных гаджетов, используемых в данной сфере. Чувствительные датчики сканируют подводное пространство, предоставляя пользователю нужные сведения через экран. Сегодня все большую популярность завоевывает эхолот для смартфона на «Андроиде», рабочий процесс которого требует только подключения датчика. Вся фиксирующаяся информация выводится на мобильное устройство без дополнительных электронных приспособлений.

Что представляет собой эхолот для смартфона?

Это разновидность портативных сонаров-датчиков, которые могут крепиться к леске или специальной веревке. Традиционное исполнение устройства - форма шара, в который интегрирован трансдьюсер. Использовать эхолот со смартфоном можно только с берега, поскольку на лодке, особенно в процессе движения, невозможно будет обеспечить его надежную фиксацию. Существуют модели для операционных систем iOS и «Андроид». В данном случае рассматривается второй вариант, однако все чаще изготовители предусматривают поддержку обеих систем.

Важно подчеркнуть и отсутствие проводов в системе коммуникации. Если стационарные транцевые модели имеют кабельное соединение с дисплеем, то эхолот, работающий со смартфоном, передает сигнал по каналам Bluetooth или Wi-Fi. Существуют и модификации с радиомодулями.

Принцип работы устройства

Несмотря на существенную разницу между портативными беспроводными и стационарными моделями, все эхолоты работают на основе излучения импульсов, которые обрабатываются и предоставляются пользователю в удобном виде. Тот же смартфон с помощью специального приложения графически отразит рельеф дна, покажет глубину и активность рыбы - конкретный набор сведений зависит от модели. Главным средством эхолокации является вышеупомянутый трансдьюсер. Это датчик-излучатель, посылающий сигналы к поверхности дна и принимающий отражаемые волны. В процессе работы эхолот со смартфоном могут менять параметры взаимодействия в зависимости от условий. В частности, пользователь изначально сам может настроить свойства коммуникации, но высокотехнологичные модели способны автоматически корректировать, к примеру, частоту отправки импульсов. После того как информация появилась на экране смартфона, пользователь принимает те или иные решения по изменению тактики ловли. Подобные устройства позволяют искать наиболее благоприятные места для рыбалки.

Система энергоснабжения

Отсутствие проводов обуславливает один из главных недостатков подобных сонаров. Дело в том, что рыбалка - это длительный процесс, а автономия для беспроводной электроники всегда ограничивается несколькими часами. Датчики оснащаются аккумуляторами, средняя емкость которых составляет 500-1000 мАч. Хотя в режиме ожидания устройство может сохранять потенциальную готовность к работе в течение нескольких суток, активный формат эксплуатации расходует энергию за 8-10 часов. Это касается моделей с аккумуляторами на 700-800 мАч. Речь идет именно об усредненных показателях, поскольку на интенсивность сокращения объема батареи будут влиять и погодные условия. Например, зимний эхолот для смартфона расходует на 15-20% энергии больше, что следует учитывать. Некоторые производители также предусматривают несколько аккумуляторов в одном комплекте. Причем в зависимости от формата исполнения батареи может допускаться и возможность его подзарядки от автомобильного прикуривателя. В этом случае можно обеспечить практически безостановочный процесс сканирования, заряжая и меняя элементы питания.

Основные характеристики датчика

Эффективность работы устройства в первую очередь определяется его мощностью. У портативных сонаров она редко превышает 300 Вт. Модели с таким потенциалом оптимально подойдут для обычной ловли с берега при дальности заброса порядка 30-40 м. Мощность влияет на глубину обнаружения, которая может достигать от нескольких десятков до сотен метров - в диапазонах 40-500 м работает большинство моделей. На дальность излучения повлияет и частота. Чем она ниже, тем выше радиус действия. К примеру, 50 кГц обеспечат те самые 500 м. Но важно учитывать, что на функцию беспроводного датчика эхолота для смартфона повлияют и характеристики воды. Так, в условиях повышенной минерализации глубина мониторинга может сократиться вдвое. При этом не стоит ориентироваться исключительно на мощность с частотой. Важен и угол сканирования, который в среднем варьируется от 15° до 45°. Это величина охвата подводного пространства - соответственно, от узкого поля к широкому.

Модель Deeper Smart Sonar

Одна из лучших моделей портативных эхолокаторов в сегменте от известного эстонского производителя Deeper. К особенностям аппарата относится наличие двух точек излучения - трансдьюсеры с частотами 90 и 290 кГц охватывают углы на 55° до 15°. Это значит, что датчик эхолота для смартфона будет отражать на экране рыбу с высокой детализацией. Функциональность модели тоже заслуживает внимания. Устройство имеет GPS-модуль, поэтому данные сканирования могут накладываться на реальную картографическую схему в специальном приложении. Данная возможность позволяет фиксировать информацию о посещенных объектах.

Высокая мощность датчика негативно отразилась на автономности. Если нужен зимний эхолот для смартфона, то придется рассчитывать не более чем на 5 ч работы на одном заряде. Причем восполняется объем аккумулятора не менее 2 ч. К минусам этого предложения можно отнести и высокую стоимость, которая составляет порядка 20 тыс. руб.

Модель Deeper Smart Fishfinder

Модификация от того же производителя, но с более скромными возможностями. Распространение сигнала достигает 40 м, а высокая точность сканирования поддерживается на глубинах порядка 50 м. При этом аппарат тоже имеет два луча, но с меньшими диапазонами. Унаследовала эта версия и недостаток автономности - аккумулятор способен функционировать на протяжении 4 ч. Что касается сильных сторон, то они отражаются в качественном мониторинге с высокой степенью детализации и наличии лунного календаря. В среднем цена эхолота для смартфона на «Андроиде» этой модификации составляет 10-11 тыс. То есть это бюджетный вариант предыдущего устройства с понятными ограничениями в технико-эксплуатационных качествах.

Модель FishHunter Directional 3D

Высокотехнологичная модель портативного эхолота, которая имеет пять трансдьюсеров. Частотный диапазон простирается от 381 до 675 кГц, что дает возможность точно отражать положение рыбы. Впрочем, глубина исследования все равно ограничивает этот эхолот для смартфона на «Андроиде» до 55 м. Зато у аппарата также предусмотрен GPS-модуль, с помощью которого можно формировать подводную карту объекта.

К дополнительному функционалу модели стоит отнести подсказки для рыболова. Так, в процессе сканирования устройство сигнализирует о том, в каком месте лучше всего забросить крючок. Что касается приставки 3D, то она указывает на возможность трехмерного моделирования карты с выделением текстуры рельефа. Подобным опционалом прежде обеспечивались только стационарные дорогостоящие модели, но цена эхолота для смартфона на «Андроид» от компании FishHunter вполне приемлема для своего класса - в среднем 21 тыс.

Как выбрать подходящую модель?

Учитывать главным образом следует основные эксплуатационные качества - частоту излучения, глубину сканирования и емкость аккумулятора.
лее можно переходить к дополнительным функциям. Если возможность 3D-картографии в большей мере является эргономической опцией, то, к примеру, GPS-приемник можно отнести к полезным практическим инструментам. С его помощью рыбак сможет составлять полноценные карты, указывая посещенные места и соответствующие комментарии к ним. В плане выбора по качеству лучше ориентироваться на крупных изготовителей. Приобретать эхолот для смартфона из Китая по ценам 5-7 тыс. нежелательно, поскольку даже при широкой функциональности они едва ли обеспечат высокую точность исследования дна. Лишь в редких случаях такая продукция подтверждает высокие изначально заявленные параметры на практике применения. Также следует учитывать наличие средств внешней защиты - чувствительный элемент должен иметь как минимум водонепроницаемую оболочку и покрытие, оберегающее от механических воздействий.

Нюансы эксплуатации эхолотов для смартфона на «Андроиде»

На первом этапе применения следует наладить синхронизацию между мобильным устройством и датчиком. Специальные приложения от самих изготовителей эхолокаторов помогают автоматически выполнять эту процедуру. Далее уже на месте эксплуатации следует зафиксировать смартфон. Поскольку он будет мешать в процессе ловли, будет не лишним предусмотреть специальный держатель и закрепить на нем корпус. Некоторые комплекты с датчиками включают подобные приспособления. После этого и сам эхолот для смартфона на «Андроиде» должен быть надежно зафиксирован на леске или отдельно забрасываемой веревке. Но важно не перепутать его направление - луч на рабочей поверхности датчика должен ориентироваться вниз.

Заключение

Использование портативных средств мониторинга дна, безусловно, является удобным способом получения нужной информации для рыболова. Но их рабочие качества существенно уступают стационарным аналогам с собственными дисплеями. Особенно эта разница видна на примерах эхолотов для смартфона из Китая с ценниками не выше 8-10 тыс. Как правило, это маломощные модели с низкой эффективностью. Но чем в этом случае оправдывается применение таких датчиков кроме эргономики? Все же подобные гаджеты могут стать полезными, если планируется их применять на небольших глубинах при забросах с берега. Но для выхода в открытые воды на катере, к примеру, в такой оснастке просто не будет смысла.

fb.ru

Знакомство с эхолотом, или специфика сонара

С появлением недорогих эхолотов ориентироваться на воде стало намного проще. Раньше основным инструментом «маломерщиков» была лоция, зачастую не видевшая руки корректора годами, а посему не учитывающая изменений структуры дна. Сегодня картинкой дна в реальном времени уже никого не удивить.

Для рыболовов и любителей дайвинга существуют дорогие структурные сканеры, которые с удивительной точностью показывают цветную картину дна.
Путешественникам доступны картплоттеры, совмещающие в себе функции навигатора, эхолота, а также панели приборов контроля двигателей.
Владельцам тихоходных яхт помогают вперёдсмотрящие эхолоты. Для скоростных судов в условиях небольших глубин эти приборы не актуальны, так как мало отличаются по функционалу от обычного сонара. Ведь датчик способен «заглядывать» вперёд всего на 2-3 глубины.
Наиболее массовый сегмент – недорогие одно- и двухлучевые эхолоты. Они используются рыбаками, туристами, и даже любителями подлёдного лова.

Даже самый простой прибор способен измерять температуру забортной воды, сообщать о падении напряжения бортовой сети, а также информировать звуковым сигналом о резком уменьшении глубины. Индикацию «рыбок» рассматривать не будем, потому что сегодня мы ведём разговор о пользе сонара для судовождения в условиях недостаточной глубины.

Ориентируемся по звуку

Принцип работы эхолота не изменился за последнюю сотню лет. Уменьшились размеры приборов, оптимизировались алгоритмы обработки сигнала. Но по-прежнему приёмопередатчик отправляет высокочастотный сигнал вглубь воды и ждёт, когда он вернётся, отраженный от рельефа дна.

В зависимости от плотности грунта отраженный сигнал ослабевает. Для получения данных о глубине прибор анализирует время возврата сигнала. Структуру дна характеризует ослабление сигнала. Таким образом, на экране эхолота мы видим рельеф дна различного оттенка – от черного (камень) до светло-серого (ил).

Индикация «рыбок» основана на определении воздушных вкраплений в толще воды – плавательных пузырей предполагаемых рыб. Если для рыболовов эта опция может представлять определённый интерес, то для судовождения она абсолютно бесполезна и отвлекает внимание.

В процессе управления скоростной моторной лодкой на судоходных реках средней полосы России не столько важны абсолютные значения глубины, сколько динамика её изменения. Если под килем 5-6 метров, и картинка дна резко поползла вверх – это повод для коррекции курса – скорее всего, мы сбились с судового хода и движемся на свал. В Карелии вполне возможно разбить редуктор мотора и при глубине более 5 метров. Подводные камни зачастую стоят поодиночке и не выходят на поверхность. Вкупе с колебаниями уровня воды на таких водоёмах с каменистым дном нужно быть особо внимательным.

Иное дело – когда глубина 30, 50, а то и более 100 метров. В этом случае показания эхолота не имеют приоритетного значения. Однако не стоит недооценивать важность этого прибора – ведь рано или поздно придется идти в прибрежной полосе, где могут находиться затопленные сваи, корпуса больших судов и каменные косы.

Для того, чтобы избежать хаотичного изменения показаний на скорости глиссирующего судна, достаточно вручную ограничить диапазон глубин. Практически все приборы позволяют это сделать. Таким образом, исключаются гармоники, кратные реальной глубине.

Устанавливаем эхолот своими руками

Приятно проводить время, занимаясь улучшением лодки. Установка эхолота – полезное занятие. Поэтому вооружимся знаниями и приступим к монтажу.

По поводу дисплея вариантов не так много. Его устанавливаем сверху на горизонтальную часть панели или на наклонную, обращенную к судоводителю. Важно, чтобы экран не перекрывал обзор при движении под тентом и не бликовал в солнечную погоду.

Ситуация с выносным датчиком гораздо сложнее. Поскольку в нём располагаются не только приёмник и передатчик, но ещё и датчик температуры, важно обеспечить надёжный контакт с водой. По конструкции датчики различаются на внешние (забортные) и встраиваемые в днище. Каждый из этих вариантов обладает своими недостатками.

Поскольку мы ещё относимся к исчезающему подвиду «Homo sovieticus», то в нас с детства сидит тяга к экспериментам, творчеству и различным исследованиям. Вот и датчик эхолота мы разместим изнутри на днище рядом с транцем.

Возможные варианты рассмотрим в следующей главе.

Вклеиваем датчик эхолота в корпус

Действительно, весьма заманчиво выглядит возможность пользоваться эхолотом на любой скорости, при этом, не вмешиваясь в конструкцию днища, не опасаясь за повреждения датчика, и не имея фонтана брызг за транцем. Почему все так не делают? Рассмотрим случаи, когда такой способ невозможен или требует слишком больших НИОКР ☺

Корпус с поперечными реданами. Аэрируемое днище благоприятно сказывается на скоростных показателях судна, но совершенно не подходит для установки внутрь датчика эхолота из-за пузырьков воздуха в пограничной среде. Эхолот в этом случае будет работать только во время стоянки и при движении в водоизмещении.
Деревянный корпус. Не фанера, оклеенная стеклотканью, а настоящее дерево. Из-за пористой структуры доски экран прибора предательски молчит.
Водоизмещающие корпуса с вельботной кормой, которая на волнах оказывается в воздухе. В этот момент показания прибора теряются.
Некоторые пластиковые корпуса с двойными стенками. В таких «сэндвичах» пространство между стеклопластиком заполнено двухкомпонентной полиуретановой пеной, и для установки датчика нужно резать внутреннюю «скорлупу», а её жалко, особенно на новой лодке.
Пространство в районе киля и продольных реданов на килеватых корпусах. Завихрения и пузырьки воздуха не дадут спокойно работать прибору, поэтому перед окончательной установкой проверим функционирование прибора в нескольких местах и выберем лучшее.

Для обеспечения постоянства среды применяют антифриз, эпоксидную смолу, автопластилин, силиконовый герметик, термоклей, смазку для медицинского прибора (УЗИ). Понятно, что все эти материалы вносят погрешность в показания прибора и ухудшают чувствительность, однако практика показала работоспособность такой схемы.

Вклеенные датчики отлично работают на стеклопластиковых и алюминиевых лодках. Однако гарантировать работоспособность предложенных схем именно на вашем корпусе никто не сможет. Поэтому остаётся действовать методом проб и ошибок.

В поисках эха

Итак, кабель протянут по всем правилам, монитор закреплён и заботливо укрыт крышкой, а в корме радом с трюмной помпой лежит датчик эхолота. Наша задача – найти оптимальное место, чтобы датчик не мешал коммуникациям (например, сливу подсланевых вод), а на показания не слишком влияли пузырьки воздуха, попадающие под днище на ходу. Достигнуть требуемого результата можно тремя способами.

Способ первый

Прикрутить датчик к транцу изнутри, направив луч вниз перпендикулярно поверхности воды. В этом случае обязательно постоянное наличие определённого уровня подсланевых вод, чтобы между датчиком и днищем не было воздушного клина. Автор этой статьи долгое время имел лодку, в которой для корректной работы эхолота было достаточно вылить под слани всего 2 литра забортной воды.

Причем это было найдено экспериментальным путём, когда было испробовано 5 или 6 положений датчика. Эхолот никак не хотел работать. Заезды было решено прекратить, лодку поднять. Как обычно, после постановки на прицеп сливной шпигат был открыт для просушки, но воды под сланями не было. Решив поправить лодку на прицепе, загнал её обратно в воду, не закрутив пробку. Каково же было удивление, когда эхолот вдруг исправно заработал. Прием даже на скорости более 60 км/ч. В результате каждая поездка начиналась с выливания двухлитровой бутылки на пол, чему очень удивлялись гости.

Второй способ

Заключается в приклеивании датчика на силикон на ровный участок днища между реданами. Стараемся плоскость датчика зафиксировать не параллельно днищу, а параллельно воде. Однако небольшое отклонение (до 10-15 градусов) допустимо.

В качестве фиксирующей массы используем силиконовый герметик или автопластилин. Если на ходу испытания покажут правильность выбранного места, можно переклеить датчик на эпоксидный клей. Однако стоит убедиться в отсутствии пузырьков воздуха между датчиком и днищем.

Третий способ

В какой-то степени он сочетает достоинства первого и второго способов. Смысл его в том, чтобы между датчиком и днищем была жидкость-проводник, но в самой лодке этой жидкости не было. Несколько мудрено, правда? Попробуем разобраться и установить датчик.

Для монтажа нам потребуется ёмкость с узким горлом и ровным основанием. Для этого отрежем верхнюю часть двухлитровой пластиковой бутыли или полиэтиленовой канистры. Под куполом ближе к дну зафиксируем датчик. Провод сенсора будет выходить через горлышко бутылки.

Основная задача – надёжно зафиксировать край ёмкости к днищу. Соединение должно быть герметичным и надёжным. Можно использовать силиконовый герметик или эпоксидную смолу. Для лучшей прочности соединения край пластика, прилегающий к днищу, делаем шершавым с помощью шкурки. Приклеенный купол оставляем сохнуть. После полимеризации приступаем к самому главному.

Заполняем ёмкость через горлышко антифризом. Это позволит оставлять лодку с датчиком зимовать на морозе и забыть о том, что эхолот установлен нештатным образом. Если у вас получится надёжно зафиксировать купол к днищу, а датчик к куполу, вы получите оптимальный вариант установки датчика. Стоит заметить, что если вы остановитесь на третьем способе, прокладывать кабель датчика заранее не следует. Первым действием будет продевание разъёма в горлышко бутылки, потом вклейка, заполнение, тестирование, и только на заключительном этапе – прокладка кабеля.

Стоит заметить, что установка изнутри корпуса влияет на точность измерения температуры забортной воды, демпфируя показания. Поэтому если для вас температура является приоритетным показателем – либо выносите датчик за борт, либо ожидайте 5-10 минут, пока изменения температуры воды дойдут до датчика, нагрев (или охладив) днище. В корпусах из сплава алюминия этот эффект минимален, в стеклопластиковых выражен сильнее.

Правильно установленный датчик эхолота ничем не выдаёт своего присутствия и радует судоводителя стабильными показаниями на дисплее прибора.

Подводим итоги

Эхолот – это не только прибор, показывающий глубину. Это незаменимый инструмент при управлении маломерным судном. Основываясь на его показаниях и сверяя их с лоцией, можно уверенно ходить в сложных местах, многократно снижая риск сесть на мель или повредить движитель.

Дорогие модели картплоттеров занимают центральное положение на панели, вытесняя остальные приборы. По сути, экран картплоттера – это центральный пульт бортовой системы. Он способен заменить всю остальную телеметрию — позиционирование на карте, лоцию, систему навигации, спидометр, компас, приборы контроля двигателя и часы. И лишь принцип резервирования заставляет нас иметь отдельный аналоговый компас и запасной навигатор.

proboating.ru

Эхолот рыболова-любителя.

(Войцехович В., Федорова В.. Радио. 1988, №10, с. 32…36)

Не только рыболова, конечно. Электронный эхолот может быть полезен при самых разных подводных работах.

Эхолот может быть изготовлен в двух вариантах: с пределами измерения глубины до 9,9 м (в его табло — два люминесцентных индикатора) и 59,9 м (три индикатора). Прочие их характеристики одинаковы: инструментальная погрешность — не более ±0,1 м, рабочая частота — 170…240 кГц (зависит от резонансной частоты излучателя), мощность в импульсе — 2,5 Вт. Ультразвуковой излучатель он же и приемник эхосигнала — пластина из титаната бария диаметром 40 и толщиной 10 мм. Источник питания эхолотов — батарея типа «Корунд». Потребляемый ток — не более 19 и 25 мА (соответственно, в эхолотах для малых и больших глубин). Габариты эхолотов — 175х75х45 мм, масса — 0,4 кг.

Структурная схема, поясняющая работу эхолота, показана на рис. 131. Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с) прямоугольные импульсы повторяются каждые 10 с. Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика.

Рис. 131. Структурная схема эхолота

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины 59,9 м изображена на рис. 132. Его самовозбуждающийся на частоте ультразвукового излучателя BQ1 передатчик выполнен на транзисторах VT8, VT9. Включением-выключением передатчика управляет модулятор — ждущий одновибратор (VT11, VT12 и др.), подающий через свой ключ (VT10) питание на передатчик в течение 40 мкс.

Рис. 132. Принципиальная схема эхолота

*) Ее расчет прост: при скорости распространения звука в воде 1500 м/с, за 1/7500 с фронт сигнала, проделывающего двойной путь, переместится на 0,2 м; и, соответственно, младшая единица на табло счетчика будет соответствовать глубине 0,1 м.

apox.ru

Радиосхемы для быта

Электронный эхолот может быть полезен при самых разных подводных работах- не только для рыбалки.
Эхолот может быть изготовлен в двух вариантах: с пределами измерения глубины до 9,9 м (в его табло — два люминесцентных индикатора) и 59,9 м (три индикатора).
Прочие их характеристики одинаковы:
инструментальная погрешность — не более ±0,1 м,
рабочая частота — 170…240 кГц (зависит от резонансной частоты излучателя),
мощность в импульсе — 2,5 Вт.
Ультразвуковой излучатель он же и приемник эхосигнала — пластина из титаната бария диаметром 40 и толщиной 10 мм.
Источник питания эхолотов — батарея типа «Корунд».
Потребляемый ток — не более 19 и 25 мА (соответственно, в эхолотах для малых и больших глубин).
Габариты эхолотов — 175х75х45 мм, масса — 0,4 кг.

Принципиальная схема эхолокатора

Очередной тактовый импульс вновь переведет счетчик РС1 в нулевое состояние и процесс повторится.

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины 59,9 м изображена на рис 2.

Его самовозбуждающийся на частоте ультразвукового излучателя BQ1 передатчик выполнен на транзисторах VT8, VT9. Включением-выключением передатчика управляет модулятор — ждущий одновибратор (VT11, VT12 и др.), подающий через свой ключ (VT10) питание на передатчик в течение 40 мкс.

Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав входит ключ (DD1.1), управляемый RS-триггером (DD1.3, DD1.4). Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания — с выхода приемника через транзистор VT15.

Все резисторы в эхолоте — типа МЛТ, конденсаторы — КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно заменить на любые другие этих серий, МП42Б — на МП25„ КТ315Г — на КТ315В. Микросхемы серии К176 можно заменить на эквивалентные из серии К561. Если эхолот предполагается использовать на глубинах до 10 м, микросхему DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать.

Обмотки трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 на каркасе диаметром 8 мм с ферритовым (600НН) подстроечником диаметром 6 мм. Длина намотки — 20 мм. Обмотка I содержит 80 витков с отводом от середины, обмотка II — 160 витков.

Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце типоразмера К16х 10х4,5 Обмотка I содержит 2х180 витков провода ПЭВ-2 0,12, обмотка II — 16 витков провода ПЭВ-2 0,39.

Катушка L1 (1500 витков провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм. Диаметр щечек — 15, расстояние между ними — 9 мм. Подстроечник — из карбонильного железа (от броневого магнитопровода СБ-1а).

К посеребренным плоскостям пластины излучателя сплавом Вуда припаивают тонкие выводы. Излучатель собирают в алюминиевом стакане диаметром 45…50 мм (донная часть корпуса оксидного конденсатора). Его высоту — 23…25 мм — уточняют при сборке. В центре дна стакана сверлят отверстие под штуцер, через который будет выведен коаксиальный кабель длиной 1…1,25 м, соединяющий ультразвуковую головку с электронной частью эхолота. Пластину излучателя приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой резины толщиной 10 мм. При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник — к выводу обкладки, приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки излучателя — к оплетке кабеля. Собранный таким образом излучатель вдвигают в стакан. Поверхность пластины излучателя должна быть ниже кромки стакана на 2 мм. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края эпоксидной смолой. После ее затведения торец излучателя шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоской поверхности. К свободному концу коаксиального кабеля припаивают ответную часть разъема X1.

Налаживание эхолота

Работу передатчика проверяют осциллографом, работающим в режиме ждущей развертки. Его подключают к обмотке II трансформатора Т1. С приходом каждого тактового импульса на экране осциллографа должен появляться радиочастотный импульс. Подстройкой трансформатора Т1 (грубо — подбором емкости конденсатора С 10) добиваются максимальной его амплитуды. Амплитуда радиоимпульса на пьезоизлучателе должна быть не меньше 70 В.

Для настройки генератора образцовой частоты потребуется частотомер. Его подключают через резистор сопротивлением 5,1 кОм к выходу (выв. 4) элемента DD1.2 и, изменяя положение подстроечника в катушке L1 (грубо — изменением емкости конденсатора С18), выставляют нужные 7500 Гц.

Приемник и модулятор настраивают по эхосигналам. Для этого излучатель прикрепляют резиновым жгутом к торцовой стенке пластмассовой коробки размером 300х100х100 мм (для устранения воздушного зазора это место смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой, выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора и качества ультразвукового излучателя является число наблюдаемых на экране эхо — сигналов, возникающих вследствие многократных отражений ультразвукового импульса от торцовых (разнесенных на 300 мм) стенок коробки. Для увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в приемнике, конденсатор С 13 в модуляторе и подстраивают трансформатор Т1.

Для измерения глубины водоема нижнюю часть ультразвуковой головки погружают в воду на 10…20 мм. Лучше иметь для нее специальный поплавок.

(Войцехович В., Федорова В.. Радио. 1988, №10, с. 32…36)

radio-uchebnik.ru

Cамодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L

ЖКИ от мобильного телефона nokia3310

Представляю вашему вниманию авторскую разработку - самодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L и ЖКИ от мобильного телефона nokia3310. Устройство рассчитано для повторения радиолюбителем средней квалификации, но, я думаю, конструкцию может повторить каждый желающий. Материал я старался изложить так, чтобы читателям в доступной форме дать побольше полезной информации по теме. Надеюсь, что повторение конструкции принесет Вам много удовольствия и пользы.

Буду рад ответить на ваши вопросы/пожелания/замечания и помочь в повторении конструкции.

С уважением, Alex

Эхолот, сонар (sonar) - сокращение от SOund NAvigation and Ranging. Эхолот известен где-то с 40-х годов, технология была разработана во время Второй мировой войны для отслеживания вражеских подводных лодок. В 1957 году компания Lowrance выпустила первый в мире эхолот на транзисторах для спортивной рыбной ловли.

Эхолот состоит из таких основных функциональных блоков: микроконтроллер, передатчик, датчик-излучатель, приемник и дисплей. Процесс обнаружения дна (или рыбы) в упрощенном виде выглядит следующим образом: передатчик выдает электрический импульс, датчик-излучатель преобразует его в ультразвуковую волну и посылает в воду (частота этой ультразвуковой волны такова, что она не ощущается ни человеком, ни рыбой). Звуковая волна отражается от объекта (дно, рыба, другие объекты) и возвращается к датчику, который преобразует его в электрический сигнал (см. рисунок ниже).

Приемник усиливает этот возвращенный сигнал и посылает его в микропроцессор. Микропроцессор обрабатывает принятый с датчика сигнал и посылает его на дисплей, где мы уже видим изображение объектов и рельефа дна в удобном для нас виде.

На что следует обратить внимание: рельеф дна эхолот рисует только в движении. Это утверждение вытекает из принципа действия эхолота. Тоесть, если лодка неподвижна, то и информация о рельефе дна неизменна, и последовательность значений будет складываться из одинаковых, абсолютно идентичных значений. На экране при этом будет рисоваться прямая линия.

Первый вопрос, который, я уверен, возникнет у читателей «Почему использован такой маленький дисплей?» Поэтому я сразу на него отвечу: этот «мини-эхолотик» разрабатывался по просьбе знакомого из того, что оказалось под рукой. А этими подручными средствами оказались ATMega8L, дисплей от nokia3310 и какой-то излучатель с обозначением f=200kHz. Еще Вы, наверное, спросите возможно ли переделать программу/схему под другой, больший дисплей? Да. Теоретически это возможно.

От эхолотов, описанных в моя конструкция отличается применением графического ЖК дисплея, что дает устройству преимущества в отображении полезной информации.

Вся конструкция собрана в корпусе «Z14». Питание обеспечивается от аккумулятора 9В GP17R9H. Максимальный потребляемый ток не более 30 мА (в авторском варианте 23мА).

Теперь о возможностях эхолота. Рабочая частота 200 кГц и настраивается под конкретный имеющийся излучатель. Программно реализована возможность измерять глубину до 99,9 метров. Но скажу сразу: максимальная глубина, которую сможет «видеть» эхолот, в большой степени будет зависеть от параметров примененного излучателя. Моя конструкция на данное время тестировалась только на водоеме с максимальной глубиной около 4 м. Прибор показал отличные результаты. По мере возможности постараюсь протестировать работу эхолота на более больших глубинах, о чем будет сообщено читателям.

Итак, перейдем к схеме. Схема мини-эхолота показана на рисунке ниже:

Основные функциональные блоки эхолота: схема управления (тоесть микроконтроллер ATMega8L), передатчик, излучатель, приемник, дисплей, клавиатура, схема зарядки аккумуляторной батареи.

Работает эхолот следующим образом: микроконтроллер на выводе РВ7 формирует управляющий сигнал (прямоугольные импульсы лог. «0») длительностью примерно 40 мкс. Этот сигнал запускает на указанное время задающий генератор с рабочей частотой 400 кГц на микросхеме IC4. Далее сигнал подается на микросхему IC5, где частота сигнала делится на 2. Сигнал с IC5 подается на буферный каскад на микросхеме IC6 и далее на ключи Q3 и Q4. Далее сигнал со вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на пьезокерамический датчик-излучатель LS2, который посылает ультразвуковые посылки во внешнюю среду.

Отраженный от дна/препятствия сигнал принимается датчиком-излучателем и подается на вход приемника, который собран на микросхеме SA614AD в типовом включении (см. Datasheet на SA614AD). Диодная сборка BAV99 на входе приемника ограничивает входное напряжение приемника в момент работы передатчика.

Сигнал с приемника подается на компаратор на микросхеме LM2903, чувствительность которого регулируется микроконтроллером.

Трансформатор Т1 передатчика намотан на сердечнике К16*8*6 из феррита M1000НМ. Первична обмотка наматывается в 2 провода и содержит 2х14 витков, вторичная - 150 витков провода ПЭВ-2 0,21мм. Первой мотается вторичная обмотка. Половины первичной обмотки должны быть «растянуты» по всей длине сердечника. Обмотки необходимо изолировать друг от друга слоем лакоткани или трансформаторной бумаги.

Теперь самая интересная и проблемная часть: датчик-излучатель. У меня эта проблема была решена изначально: у меня уже был готовый излучатель. Как быть Вам?
Вариант 1: приобрести готовый датчик.
Вариант 2: изготовить самому из пьезокерамики ЦТС-19.

При прошивке микроконтроллера ATMega8L fuse bits выставить согласно картинке ниже:

Полная информация по изготовлению, настройке, прошивке и руководству по использованию мини-эхолота

смотрите в прилагаемом архиве!

Вопросы и пожелания _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
Инструкция _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
настройка _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
прошивки _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
ссылки _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
схема и описание _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
Теория _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
Файлы _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
фото устройства _ самодельный эхолот _ мини-эхолот_files\
eholot_v1.43.dch
eholot_v1.53.dch
pcb_v1.53_A4.doc
pcb_v1.53_components.doc
plata_v2.doc
0012.gif
firmware_demo_v1.0.hex
firmware_demo_v1.1.hex
firmware_demo_v1.2.hex
firmware_demo_v1.5.hex
Вопросы и пожелания _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
Инструкция _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
настройка _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
прошивки _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
ссылки _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
схема и описание _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
Теория _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
Файлы _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
фото устройства _ самодельный эхолот _ мини-эхолот.html
fuse_bits.jpg
gen400kHz.jpg
mini-sonar_circuit_v1.53.jpg
mini-sonar_review_01.jpg
MH2009V.pdf
SA614AD.pdf
mini-sonar_circuit_v1.43.PNG
mini-sonar_circuit_v1.43_800x600.png
Eholot_user_manual.zip

В настоящее время эхолоты для рыбалки очень популярны среди рыбаков и спортсменов.
Что дает эхолот рыбаку?
Ответ на этот вопрос, казалось бы, весьма прост – эхолот ищет и находит рыбу, и это является его основным предназначением. Однако однозначность этого ответа может казаться абсолютно справедливой только начинающему рыболову. Каждый мало-мальски грамотный рыбак знает, что рыба не распределяется равномерно по пространству водоемов, а собирается в определенных местах, определяемых рельефом дна, резкими изменениями глубин и даже перепадами температур между слоями воды. Интерес могут представлять коряги, камни, ямы, растительность. Иными словами, рыба не только ищет, где глубже, но и где ей лучше ночевать, охотиться, маскироваться, кормиться. Поэтому первостепенная задача эхолота – это определение глубин водоема и изучение рельефа дна.
Структурная схема, которая поясняет устройство и работу эхолота, показана на рис. 1. Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с) прямоугольные импульсы положительной полярности повторяются каждые 10 с.

Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика. Спадом тактовый импульс запускает передатчик А1, и излучатель-датчик BQ1 излучает в направлении дна короткий (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Одновременно открывается электронный ключ S1, и колебания образцовой частоты 7500 Гц от генератора G2 поступают на цифровой счетчик РС1.

По окончании работы передатчика приемник А2 открывается и приобретает нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается датчиком BQ1 и после усиления в приемнике закрывает ключ S1. Измерение закончено, и индикаторы счетчика РС1 высвечивают измеренную глубину. Очередной тактовый импульс вновь переводит счетчик РС1 в нулевое состояние, и процесс повторяется.

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины до 59,9 м изображена на рис. 2. Его передатчик представляет собой двухтактный генератор на транзисторах VT8, VT9 с настроенным на рабочую частоту трансформатором Т1. Необходимую для самовозбуждения генератора положительную обратную связь создают цепи R19C9 и R20C11." Генератор формирует импульсы длительностью 40 мкс с радиочастотным заполнением. Работой передатчика управляет модулятор, состоящий из одновибратора на транзисторах VT11, VT12, формирующего модулирующий импульс длительностью 40 мкс, и усилителя на транзисторе VT10. Модулятор работает в ждущем режиме, запускающие тактовые импульсы поступают через конденсатор С14.

Приемник эхолота собран по схеме прямого усиления. Транзисторы VT1, VT2 усиливают принятый излучателем-датчиком BQ1 эхосигнал, транзистор VT3 использован а амплитудном детекторе, транзистор VT4 усиливает продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор, обеспечивающий постоянство параметров выходных импульсов и порога чувствительности приемника. От импульса передатчика приемник защищают диодный ограничитель (VD1, VD2) и резистор R1.

В приемнике применено принудительное выключение одновибратора приемника с помощью транзистора VT7. На его базу через диод VD3 поступает положительный тактовый импульс и заряжает конденсатор С8. Открываясь, транзистор VT7 соединяет базу транзистора VT5 одновибратора приемника с положительным проводом питания, предотвращая тем самым возможность его срабатывания от приходящих импульсов. По окончании тактового импульса конденсатор С8 разряжается через резистор R18, транзистор VT7 постепенно закрывается, и одновибратор приемника обретает нормальную чувствительность. Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав входит ключ на элементе DD1.1, управляемый RS-триггером на элементах DD1.3, DD1.4. Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания - с выхода приемника через транзистор VT15.

Генератор импульсов с образцовой частотой повторения (7500 Гц) собран на элементе DD1.2. Из резистора R33 и катушки L1 составлена цепь отрицательной обратной связи, выводящей элемент на линейный участок характеристики. Это создает условия для самовозбуждения на частоте, определяемой параметрами контура L1C18. Точно на заданную частоту генератор настраивают подстроечником катушки.

Сигнал образцовой частоты через ключ поступает на трехразрядный счетчик DD2-DD4. В нулевое состояние его устанавливает фронт тактового импульса, поступающего через диод VD4 на входы R микросхем.

Тактовый генератор, управляющий работой эхолота, собран на транзисторах разной структуры VT13, VT14. Частота следования импульсов определена постоянной времени цепи R28C15.

Катоды индикаторов HG1-HG3 питает генератор на транзисторах VT17, VT18 .

Кнопка SB1 ("Контроль") служит для проверки работоспособности устройства. При нажатии на нее на ключ VT15 поступает закрывающий импульс и индикаторы эхолота высвечивают случайное число. Через некоторое время тактовый импульс переключает счетчик, и индикаторы должны высветить число 888, что свидетельствует об исправности эхолота.

Эхолот смонтирован в коробке, склеенной из ударопрочного полистирола. Большинство деталей размещено на трех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На одной из них (рис. 3) смонтирован передатчик, на другой (рис. 4) - приемник, на третьей (рис. 5 - цифровая часть эхолота. Платы закреплены на дюралюминиевой пластине размерами 172Х72 мм, вложенной в крышку коробки. В пластине и крышке просверлены отверстия под выключатель питания Q1 (МТ-1), кнопку SB1 (КМ1-1) и гнездо ВР-74-Ф коаксиального разъема XI, а также вырезано окно для цифровых индикаторов.

В эхолоте применены резисторы МЛТ, конденсаторы КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно заменить на любые другие транзисторы этих серий, МП42Б - на МП25, КТ315Г-на КТ315В. Микросхемы серии К176 заменимы соответствующими аналогами серии К561, вместо микросхемы К176ИЕЗ (DD4) можно применить К176ИЕ4. Если эхолот будет использован на глубине не более 10 м, счетчик DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать.

Обмотки трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 на каркасе диаметром 8 мм с ферритовым (600НН) подстроечником диаметром 6 мм. Длина намотки - 20 мм. Обмотка I содержит 80 витков с отводом от середины, обмотка II - 160 витков. Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце типоразмера К16Х10Х4,5. Обмотка I содержит 2Х 180 витков провода ПЭВ-2, 0,12, обмотка 11-16 витков провода ПЭВ-2, 0,39. Катушка L1 (1500 витков провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм из органического стекла. Диаметр щечек - 15, расстояние между ними - 9 мм. Подстроечник - от броневого магнитопровода СБ-1а из карбонильного железа.

Ультразвуковой излучатель-датчик эхолота изготовляют на основе круглой пластины диаметром 40 и толщиной 10 мм из титаната бария. К ее посеребренным плоскостям сплавом Вуда припаивают тонкие (диаметром 0,2 мм) проводники-выводы. Датчик собирают в алюминиевом стакане от оксидного конденсатора диаметром 45...50 мм (высоту - 23...25 мм - уточняют при сборке). В центре дна стакана сверлят отверстие под штуцер, через который будет входить коаксиальный кабель (РК-75-4-16, длина 1...2,5 м), соединяющий датчик с эхолотом. Пластину датчика приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой резины толщиной 10 мм.

При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник - к выводу обкладки датчика, приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки - к оплетке кабеля. После этого диск с пластиной вдвигают в стакан, пропуская кабель в отверстие штуцера, и закрепляют штуцер гайкой. Поверхность титанатовой пластины должна быть углублена в стакан на 2 мм ниже его кромки. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края эпоксидной смолой. После затвердевания смолы поверхность датчика шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоскости. К свободному концу кабеля припаивают ответную часть разъема XI.

Для налаживания эхолота необходимы осциллограф, цифровой частотомер и блок питания напряжением 9 В. Включив питание, проверяют работоспособность счетного устройства: если оно исправно, то индикаторы должны высвечивать число 88,8. При нажатии на кнопку SB1 должно появляться случайное число, которое с приходом очередного тактового импульса должно вновь сменяться числом 88,8.

Далее налаживают передатчик. Для этого к эхолоту подключают датчик, а осциллограф, работающий в режиме ждущей развертки,- к обмотке 11 трансформатора Т1. На экране осциллографа с приходом каждого тактового импульса должен появляться импульс с радиочастотным заполнением. Подстроечником трансформатора Т1 (если необходимо, подбирают конденсатор С10) добиваются максимальной амплитуды импульса, которая должна быть не менее 70 В.

Следующий этап - налаживание генератора импульсов образцовой частоты. Для этого частотомер через резистор сопротивлением 5,1 кОм присоединяют к выводу 4 микросхемы DD1. На частоту 7500 Гц генератор настраивают подстроечником катушки L1. Если при этом подстроечник занимает положение, далекое от среднего, подбирают конденсатор С18.

Приемник (а также модулятор) лучше всего настраивать по эхо-сигналам, как это описано в [I]. Для этого датчик прикрепляют резиновым жгутом к торцевой стенке пластмассовой коробки размерами 300Х100Х100 мм (с целью устранения воздушного зазора между датчиком и стенкой ее смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой, выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора передатчика, а также качества ультразвукового датчика является число наблюдаемых на экране эхосигналов, возникающих вследствие многократных отражений ультразвукового импульса от торцевых стенок коробки. Для увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в приемнике, конденсатор С13 в модуляторе передатчика и изменяют положение подстроечника трансформатора Т1.

Для регулировки устройства задержки включения приемника впаивают на место диод VD3, заменяют резистор R18 переменным (сопротивлением 10 кОм) и с его помощью добиваются исчезновения двух первых эхосигналов на экране осциллографа. Измерив сопротивление введенной части переменного резистора, его заменяют постоянным такого же сопротивления. После настройки число эхосигналов на экране осциллографа должно быть не менее 20.

Для измерения глубины водоема датчик лучше всего закрепить на поплавке с таким расчетом, чтобы нижняя его часть была погружена в воду на 10...20 мм. Можно прикрепить датчик к шесту, с помощью которого его погружают в воду кратковременно, на время измерения глубины. При использовании эхолота в плоскодонной алюминиевой лодке для измерения небольших глубин (до 2 м) датчик можно приклеить к днищу внутри лодки.

Следует отметить, что в солнечные дни яркость свечения цифровых индикаторов может оказаться недостаточной. Повысить ее можно заменой батареи "Корунд" ("Крона") источником питания с несколько большим напряжением, например, батареи, составленной из восьми аккумуляторов Д-0,25 (никаких изменений схемы и конструкции прибора это не потребует).

Немного теории

Как c помощью эхолота мы видим рыбу?
Звуковые волны эхолота отражаются от физических движимых объектов (т.е. мест, где скорость распространения звука изменяется). Рыба в основном состоит из воды, но разница между скоростью звука в воде и в газе, который находится в воздушном пузыре рыбы, настолько велика, что позволяет звуку отображаться и возвращаться. Воздушный пузырь позволяет рыбе удерживаться на определенной глубине без помощи плавников, (по тому-же принципу и подводные лодки построены). Поэтому с помощью эхолота мы «видим» не саму рыбу, а ее воздушный пузырь что, по большому счету, для рыбака все равно. Есть пузырь - есть и рыба. Но все-таки надо знать,что, каждый наполненный газом воздушный пузырь, как поток воздуха в трубе органа, имеет собственную естественную частоту. Когда пузырь достигают звуковые волны той же частоты, он резонирует, и частота резонанса в несколько раз выше, чем частота самой волны. Поэтому «цель» выглядит большей, чем есть на самом деле.

Если смотреть глубже, тон резонирования воздушных пузырей определяется давлением воды, размером и формой пузыря и физическими препятствиями внутри самой рыбы.
Эти факторы меняются, когда рыба движется вертикально сквозь разные глубины.

Как сонар показывает рыб?
На рисунке виден типичный «овал ногтя» (дуга), образуемый схемой движения одной рыбы от центра к углам либо угол конуса, когда лодка стоит. Тот же самый эффект может быть создан, если лодка движется, а рыба неподвижна. Но вы редко увидите эту идеальную дугу, поскольку рыба, которую вы ищете, все время перемещается за пределы дуги, а не обязательно по уровню или центру.Чем крупнее «овал ногтя», тем крупнее рыба, не так ли? Нет, необязательно.

Рыба одинакового размера, плывущая по центру дуги к поверхности, может находиться в дуге короткое время и поэтому давать мелкий отпечаток. Если же та же рыба прижимается ко дну и проходит по центру дуги, то попадет в целевую зону на более длительный период времени и даст более крупный сигнал. В общем говоря, рыба будет казаться меньше, чем ближе она к преобразователю, и крупнее, чем дальше от него.
Это прямо противоположно тому, что видят наши глаза при солнечном свете. Вариации в этом идеальном «овале ногтя» могут возникать по ряду причин. Рыба плавает вверх и вниз, она проходит через внешние границы дуги под неправильными углами, лодка движется то медленно, то быстро, рыба может быть так близко к дну, что частично попадает в «мертвую зону».Например, вы обнаружите, что косяк нужной рыбы, находящийся в тесном скоплении в горизонтальном пласте, образует большую дугу, но с углами, которые мало отличаются от отметки одной рыбы. Итак, вы увидите множество вариаций этой формы «овала ногтя», но помните, что она является обычным отображением, которое возвращается рыбой.
Есть одна ошибка, типичная для всех эхолотов, о которой знают или даже задумываются лишь немногие рыбаки, это то, что все КАЖЕТСЯ, как будто оно находится под лодкой, хотя на самом деле это не так.

Рисунок показывает то, что действительно происходит под водой с нашим звуковым конусом и наше впечатление о нем, основанные на мигающей шкале или двухмерном изображении.

На рисунке видно, как все эхолоты выдают ошибку в чтении рыбы, находящейся между лодкой и дном.
Это происходит из-за того, что прибор старается выстроить всю найденную рыбу в пределах конуса в одну прямую линию, которая убеждает нас, что рыба находится прямо под днищем лодки.
Также рисунок показывает нам, что происходит когда две (или более) рыбы обнаруживаются на том же самом расстоянии (от преобразователя), хотя на самом деле они находятся на разных концах конуса.
Все они помечаются эхолотом, как на одном расстоянии, и поэтому показываются как одна рыба.
Рыбалка с эхолотом очень интересная, к тому-же добавляет уверенности и в итоге - улова.