Устройство датчика эхолота: выбор датчика и установка на катер – Устройство и основные принципы работы эхолота

выбор датчика и установка на катер

Принцип работы эхолота

  Современные технологии предоставляют любопытным водкомоторникам и рыбакам такую возможность — заглянуть под свою лодку на несколько десятков метров ниже — за цену от 100 уе и выше: для этого нужно приобрести чудо-прибор, имеющий название – эхолот (fishfinder, sonnar).
  На рынке широко представлена продукция таких монстров эхолотостроения как Garmin, Raymarine, Lowrance, Humminbird, Navman, Furuno, Interphase и пр..

  Принцип работы эхолота прост — в основу его положен принцип эхолокациии — излучатель направляет на дно ультразвуковой импульс, перпендикулярно водной поверхности. Ультазвуковая волна распространяется прямолинейно со скоростью около полутора тысяч метров в секунду и отражается с той же скоростью, от любых препятствий – водной растительности, элементов рельефа дна, затопленных деревьев и прячцщихся обитателей водных глубин. После отражения сигнала измеряется время, которое потребовалось ему на достижение объекта и чтобы вернуться в отраженном виде, затем данные обрабатываются процессором, и выводятся на экран в виде дна и рыб, прячущихся от рыбака.

  При выборе эхолота необходимо обратить внимание на ряд важных характеристик:
  – быстродействие процессора прибора, то есть скорость, с которой он может обрабатывать поступающую информацию. От данной характеристики напрямую зависит скорость движения лодки, на которой способен качественно функционировать прибор.
  Мой старый эхолот Navman fish 440 при скорости ~50км/ч при резком изменении глубины с 12 до 2 метров, слепнул начиная постепенно менять свои показания глубины так: 11 — 10 — 9 …. 2, а катер тем временем ведь движется вперед!;
  – разрешение экрана прибора по вертикали и горизонтали;
  – в зависимости от используемых датчиков эхолокации различают эхолоты с одним, двумя, тремя, четырьмя и шестью (3D) лучами. В зависимости от количества этих лучей можно получить то или иное качество изображения. Двухлучевой прибор лишь указывает на нахождение рыбы под лодкой, не давая информации о ее конкретном положении, трехлучевой при изображении символа дополнительно указывает, где она находится (L-слева от лодки, R – справа).
  Эхолот, c четурехлучевым датчиком, может с успехом применяться при тролинге, так как дает четкое представление о структуре и рельефе дна на достаточном расстоянии от лодки. Наибольшее представление о пространстве под лодкой дает шестилучевик, выводящий на экран изображение в формате 3D.

Датчики эхолотов

  Главный враг правильной работы эхолота — это турбулентность, возникающая при движении катера. Обычно излучатель эхолота крепится на транце лодки и пузырьки воздуха, движущиеся вдоль поверхности днища, очень сильно рассеивают и поглощают ультразвук, в результате чего эхолот «теряет» дно и «слепнет». У разных моделей это выражается по-разному: цифры глубины мигают, пропадают, эхолот показывает несуществующие глубины и т. д. В любом случае это неприятно, а виновата в этом неправильная установка датчика.

  При выборе эхолота никто не смотрит на то, что за датчик (трансдьюсер), идет в комплекте, в таком случае можно получить большой дорогой красивый экран, не показывающий точной и достоверной информации эхолокации.

  Большинство производителей эхолотов не выпускает качественных датчиков, и свою продукцию комплектуют датчиками эконом-класса. Крупный производитель трансдьюсеров всех типов и уровней — американская фирма Airmar.

  Неоднократно встречалась информация, что Raymarine и Furuno не выпускают трансдьюсеров, а используют датчики Airmar. Lowrance, Garmin, Humminbird — комплектуют эхолоты своими датчиками, а в своих каталогах предлагают ассортимент датчиков Airmar с разъемами для своих приборов.

  Как правило — дешевые эхолоты комплектуют трансдьюсерами собственного производства, имеющих крепление на транец лодки, а высокоточные, дорогие эхолоты либо не комплектуют ими вовсе, предлагая их выбрать отдельно, либо продают уже в комплекте с датчиками Airmar.

  Частота излучения — заметно влияет на деталировку изображения, более крупный трансдьюсер имеет больше зеркало пьезоэлемента и как следствие — лучшую чувствительность при приеме слабых эхосигналов.

  Толстый кабель с хорошим винтовым штекером и с толстыми контактами — характеризуется малым удельным сопротивлением и при передаче эхосигналов лучше защищает их от затухания и помех.

Устройство датчика эхолота

  Основным компонентом датчика является преобразователь ― пьезокерамический элемент. Он может быть один (в простом датчике), или их может быть несколько (до 30 штук и более) ― в сложных, многолучевых узконаправленных датчиках.
  Пьезокерамический элемент преобразует электрические импульсы в излучаемые звуковые волны, и когда эхо от них возвращается, отразившись от препятствия (морского дна или рыбы), он опять преобразует звуковые волны в электрический сигнал.
  Другим параметром датчика является максимальная выходная мощность ― она должна соответствовать мощности эхолота.

  Есть правило: чем ниже частота и выше мощность, чем уже луч, тем успешнее он проходит на глубину и обеспечивает более точные измерения именно на больших глубинах. С увеличением количества лучей повышается точность и деталировка изображения. Если при небольшой мощности параметр частоты выше, а луч более узкий, то сигнал распространяется на меньшую глубину; при этом меньше охват пятна дна, а деталировка донных объектов больше.
  На классических эхолотах работают «универсальные» датчики с одной частотой 200 кГц или двумя (200 и 50 кГц) с возможностью их одновременной или переменной работы.
  Высокая частота 200–455 кГц и узкий луч 9–11° позволяют определить рельеф грунта и наличие рыбы под лодкой. Лучи с частотой в 83–50 кГц и шириной 60 и более градусов лучше расходятся «в ширину» и предназначены в основном для поиска рыбы в стороне от лодки.
  На современных эхолотах присутствует цифровая обработка сигнала, подстройка параметров его работы по мощности, чувствительности, количеству импульсов ― с таким набором функций вы будете уверены, что на глубине 53 метра плывут именно 10 небольших рыбок, а рельеф дна и плотность грунта точно такие, как показывает картинка на дисплее, а не «приглажены» и «подровнены» несложной программой, как на эхолотах эконом-класса.

Устройство и основные принципы работы эхолота

Люди занимаются рыболовством уже тысячи лет. Перед всеми, кто удит рыбу, стоит одна и та же задача – найти рыбу и сделать так, чтобы она клюнула на наживку. Эхолот, конечно, рыбу за вас не поймает, зато поможет ее найти.

Принцип действия

Эхолот по-английски «sonar». Этот термин является сокращением от словосочетания «SOund» (звук), «NAvigation» (навигация) and Ranging (определение расстояния)». Эхолоты были созданы как средство слежения за субмаринами во время Второй мировой войны. Эхолот состоит из передатчика, преобразователя, приемника и экрана.

Вкратце работу эхолота можно описать так. Электрический импульс от передатчика преобразуется преобразователем в звуковую волну и посылается в воду. Если эта волна ударяется о какой-то предмет, она отражается. Эхо попадает в преобразователь, который преобразует его обратно в электрический сигнал, усиливаемый приемником и подаваемый на экран. Поскольку скорость звука в воде является величиной постоянной (около 1,575 км/сек), то, замерив промежуток времени между передачей сигнала и получением эхо, можно вычислить расстояние до предмета. Этот процесс повторяется много раз в секунду.
 

 

Наиболее часто в эхолотах используется частота 192-200 кГц, однако в некоторых моделях применяется частота 50 кГц. Хотя эти частоты находятся в пределах звукового спектра, ни человек, ни рыба их не ощущают (поэтому не волнуйтесь, что эхолот вспугнет вам рыбу – она его просто не услышит).

Как сказано выше, эхолот посылает и принимает сигналы, затем «отражает» эхо на экране. Поскольку это происходит много раз в секунду, на экране эхо представляется в виде непрерывной линии, отображающей сигнал, поступающий со дна. Помимо него, на экране отображаются эхосигналы от всех встретившихся ну пути объектов между поверхностью воды и дном. Зная скорость прохождения звука в воде (около 1,575 км/сек) и время, требующееся для приема эхо, прибор может вычислить глубину воды и определить наличие в ней рыбы.

Работа системы в целом

Высококачественный эхолот состоит из четырех базовых компонентов:
• мощного передатчика;
• эффективного преобразователя;
• чувствительного приемника;
• экрана с высоким разрешением и контрастностью.

Все части системы должны быть сконструированы в расчете на совместную эксплуатацию при любых погодных условиях и экстремальных температурах.
Высокая мощность передатчика увеличивает вероятность того, что вы получите ответное эхо в глубокой воде и при плохой погоде. Она позволит вам различить мелкие детали, например, мелкую рыбешку и подводные предметы.

Преобразователь должен не только справляться с высокой нагрузкой от передатчика, но и преобразовывать электрическую энергию в звуковую с минимальными потерями в силе сигнала. С другой стороны, преобразователь обязан «слышать» слабейшие эхо, отражающиеся от глубин и мельчайшей рыбешки.

Приемнику также приходится иметь дело с очень широким диапазоном сигналов. Он ослабляет слишком сильный сигнал от передатчика и усиливает слабые сигналы, поступающие от преобразователя. Кроме того, он различает оказывающиеся слишком близко к друг другу объекты и показывает их в виде индивидуальных импульсов на экране.
Экран должен иметь высокое разрешение (вертикальные пиксели) и высокую контрастность, чтобы картинка на нем была четкой и детальной (например, чтобы можно было различать дугообразные сигналы от рыб и разные мелкие объекты).

Частота

В большинстве эхолотов в настоящее время используется частота 192-200кГц, и лишь некоторые работают на частоте 50 кГц.
У каждой из этих частот есть свои преимущества, однако почти во всех случаях в пресной воде и в большинстве случаев в соленой воде используют диапазон от 192 до 200 кГц. Он обеспечивает наивысшую детальность, лучше всего работает в мелководье и когда судно на ходу, дает меньше шумов и лишних эхо. Кроме того, на более высоких частотах выше разрешение объекта. Например, две плывущие рядом рыбины будут отображены на экране как два отдельных объекта, а не как одно сплошное «пятно».

В некоторых случаях оптимальной является частота 50 кГц. Как правило, эхолот с рабочей частотой 50 кГц (при равных условиях и мощности) способен проникать на бóльшие глубины, нежели эхолоты, работающие на более высоких частотах. Это связано с естественной способностью воды поглощать звуковые волны. Звуки более высокой частоты поглощаются быстрее, чем звуки более низкой частоты. Поэтому в более глубоких водах обычно применяются преобразователи 50 кГц. Кроме того, у преобразователей, работающих на 50 кГц, как правило, шире угол охвата, чем у их «коллег», работающих на 192 и 200 кГц. Благодаря этой особенности их удобно применять для слежения за составными даунриггерами, даже на относительном мелководье, поэтому многие рыбаки предпочитают частоту 50 кГц.

Предлагаем вашему вниманию сводную таблицу различий между эхолотами, работающими на указанных выше частотах:

192 и 200 кГц
• меньшие глубины
• узкий угол излучения
• лучше разрешение и различение цели
• меньшая восприимчивость к шумам

50 кГц
• бóльшие глубины
• широкий угол излучения
• хуже разрешение и различение цели
• более высокая восприимчивость к шумам

Преобразователи

Преобразователь выполняет функцию антенны эхолота. Он преобразует электроэнергию от передатчика в звуковой сигнал высокой частоты. Звуковая волна от преобразователя проходит сквозь воду и отражается от находящегося в воде объекта. Когда до преобразователя докатывается ответное эхо, он преобразует звук обратно в электрический сигнал, который посылается на приемник эхолота. Частота преобразователя должна совпадать с частотой эхолота. Другими словами, нельзя использовать преобразователь 50 кГц и даже 200 кГц вместе с эхолотом, рассчитанным на 192 кГц. Преобразователь должен выдерживать мощные импульсы передатчика, преобразовывая как можно большую часть импульса в звуковую энергию. В то же время, он должен быть достаточно чувствительным, чтобы принимать тишайшие эхо. Все это должно происходить на нужной частоте, а эхо на других частотах должны отбрасываться. В общем, преобразователь должен быть очень умелым.

Кристалл

В качестве активного элемента в преобразователе используется искусственный кристал (цирконат свинца или титанат бария). В процессе изготовления химические вещества смешивают и заливают в формы, которые ставят в печь, где химические компоненты превращаются в отвердевшие кристаллы. После охлаждения на обе стороны кристалла наносится проводящее покрытие. К нему привариваются проводки, чтобы кристаллы можно было подсоединить к кабелю преобразователя. От формы кристалла зависит и его частота, и угол его излучения. У круглых кристаллов (используемых в большинстве эхолотов) частота зависит от толщины кристалла, а от его диаметра зависит угол излучения или угол охвата (см. раздел, «Углы излучения»). Например, при частоте 192 кГц кристалл с углом излучения 20° имеет диаметр примерно 2,5см, в то время как для излучения 8° требуется кристалл диаметром приблизительно 5,1см. Все логично. Чем больше диаметр кристалла, тем меньше угол излучения. Именно поэтому преобразователь с углом излучения 20° намного меньше преобразователя с углом излучения 8°, при одинаковой рабочей частоте.

Корпус

Корпуса преобразователей бывают любых форм и размеров. Большинство из них изготавливаются из пластика, однако некоторые из преобразователей, рассчитанных на монтаж в корпус судна, изготавливаются из бронзы. Как мы уже говорили, размер кристалла определяет частоту и угол излучения. В свою очередь, размеры корпуса преобразователя зависят от размеров расположенного в нем кристалла.
В настоящее время существует четыре основных типа корпуса преобразователя. Это [1] сквозные корпуса (монтируются сквозь корпус судна), [2] корпуса, прикрепляемые к внутренней стенке корпуса судна, [3] переносные и [4] монтируемые на транце.

Преобразователи со сквозным корпусом вставляются в отверстие, просверленное в корпусе судна. Как правило, они снабжены длинным штоком, который пропускают сквозь корпус и закрепляют гайкой соответствующего размера. У плоскодонок монтаж этим и ограничивается. Для вертикальной установки преобразователя по борту судна, имеющего корпус V-образной формы, понадобится деревянный или пластмассовый обтекатель. Сквозные преобразователи обычно устанавливают на судах со стационарным двигателем, впереди рулей, гребных винтов и валов.

Преобразователи с корпусами второго типа приклеиваются эпоксидной смолой непосредственно к внутренней стенке стекловолоконного корпуса судна. Звук передается и принимается сквозь корпус судна, при этом работа эхолота становится менее эффективной (глубина действия эхолота будет ниже, чем у эхолота, установленного на транце). Корпус судна должен быть выполнен из твердого стекловолокна. Даже не пытайтесь «пробить» лучами эхолота корпус из алюминия, дерева или стали. Звук не проходит сквозь воздух, поэтому если корпус судна изнутри укреплен конструкцией из дерева, металла или пенопласта, перед установкой эхолота ее придется демонтировать. Еще один недостаток эхолота данного типа заключается в том, что его нельзя оптимально настроить на дугообразные сигналы рыб. Впрочем, наряду с недостатками есть и существенные преимущества. Во-первых, его не поломает корягой или камнем, т.к. он расположен внутри судна. Во-вторых, он, не выступая из корпуса судна и не препятствуя течению, и будучи установлен там, где поток воды плавно обтекает корпус, довольно хорошо, как правило, работает при больших скоростях хода судна. В третьих, он не обрастет.

Переносные преобразователи, как видно из их названия, крепятся к корпусу судна временно. Обычно их крепят при помощи одной или несколько присосок. Некоторые переносные преобразователи могут крепиться и к электродвигателю для троллинга.
Транцевые преобразователи крепятся на транце судна и находятся в воде, немного ниже днища судна. Среди перечисленных выше четырех типов транцевые преобразователи по популярности лидируют с большим отрывом. Транцевый преобразователь с тщательно продуманной конструкцией будет работать на любом судне (кроме судов со стационарным двигателем), в том числе при высокой скорости хода судна.

Эксплуатация преобразователя на скорости

Годы назад, когда эхолоты для спортивного рыболовства только появились, бóльшая часть рыбачьих судов представляла собой мелкие лодки с подвесными моторами. По-настоящему мощный подвесной мотор развивал 50 л.с., при этом уже тогда большинство эхолотов были переносными, и их было несложно переставлять с лодки на лодку. Это преимущество считалось важнее способности работать на высокой скорости. Тем не менее, по мере совершенствования лодок, все больше людей хотели иметь на борту стационарный эхолот, способный действовать на скоростях, развиваемых лодкой. В связи с этим началась работа над созданием преобразователя, нормально функционирующего независимо от скорости судна.

 

 

 

 

Серьезным препятствием для работы эхолота на высоких скоростях является кавитация. Если поток воды вокруг преобразователя равномерен, преобразователь без проблем посылает и принимает сигналы. Если же поток воды «вздыбливается» под воздействием непогоды или кромок судна, он становится турбулентным настолько, что воздух отделяется от воды в виде пузырьков. Это явление называется кавитацией. Если над преобразователем (в котором расположен кристалл) проносятся пузырьки воздуха, на экране эхолота отображается «шум». Дело в том, что эхолот предназначен для работы в воде, а не в воздухе. Если же над преобразователем проносятся пузырьки воздуха, сигнал преобразователя отражается от пузырьков обратно на преобразователь. Поскольку воздух граничит с преобразователем, эти отражения очень сильны. Они создают помеху более сильным сигналам, отражающимся от дна, подводных объектов, рыб, из-за чего их становится трудно или невозможно различить.

Для решения данной проблемы преобразователю нужен корпус, который вода бы обтекала, не создавая турбулентности. Это достаточно сложно из-за множества требований, предъявляемых к современному преобразователю. Он должен быть компактным, чтобы не мешать подвесному мотору и не препятствовать потоку воды за ним. Он должен быть прост в установке на транце, чтобы при монтаже можно было обойтись минимумом отверстий. Он должен «уметь» откидываться, чтобы избегать повреждений при столкновении с какими-либо предметами.

Проблема кавитации не ограничивается формой преобразователя. Корпуса многих судов сами способствуют образованию пузырьков воздуха, которые создают завесу над лицевой частью установленного на транце преобразователя. Эта проблема особенно актуальна для алюминиевых лодок, из-за сотен выступающих из корпуса заклепок, каждая из которых образует свой собственный поток пузырьков, особенно при движении лодки на высокой скорости. Во избежание этой проблемы нужно установить лицевую часть преобразователь таким образом, чтобы поток пузырьков воздуха проходил над ней. Иными словами, кронштейн преобразователя необходимо установить как можно ниже по транцу.

Углы излучения преобразователя

Преобразователь фокусирует звук в луч. Чем дальше вглубь идет звуковой импульс, испускаемый излучателем, тем шире его охват. Если бы вы изобразили его на листе миллиметровки, вы бы увидели, что он образует конус, поэтому угол излучения еще называют углом конуса. Звуковой сигнал наиболее силен вдоль центровой линии (оси) конуса, постепенно ослабевая по мере удаления от центра.
Чтобы измерить угол излучения преобразователя, мощность излучения замеряют в центре или на оси конуса, затем сравнивают с мощностью по мере удаления от центра. Когда мощность падает наполовину (-3 дБ), измеряют угол относительно оси. Угол в диапазоне от –3дБ с одной стороны оси до –3 дБ с другой стороны оси называют углом излучения (конуса).

 

 

 

 

 

 

 

Отметка половинной мощности –3 дБ считается стандартной в электронной промышленности, и большинство производителей измеряют угол излучения именно таким образом, хотя некоторые берут за основу отметку –10 дБ, где мощность излучения составляет 1/10 от мощности, имеющей место на оси. Угол получается более широким, поскольку замер производится в точке, расположенной гораздо дальше от оси. Эффективность работы преобразователя остается прежней, немного отличается лишь метод измерения. К примеру, на отметке – 3 дБ угол излучения преобразователя составляет 8°, а на отметке –10 дБ он составляет 16°.

Устройства с более широким лучом помогут вам увидеть более широкую картину подводного мира, но за счет уменьшения глубины проникновения луча, поскольку мощность передатчика направляется вширь, а не вглубь. Узкоугольный преобразователь не даст вам такого полного представления о том, что творится вокруг, как широкоугольный, однако позволит вам заглянуть значительно глубже. Дело в том, что узконаправленный преобразователь концентрирует мощь передатчика на меньшем участке. У эхолота с широкоугольным преобразователем сигнал, отражающийся от дна, на экране шире, чем у эхолота с узкоугольным преобразователем, поскольку вы наблюдаете более широкий участок дна. Зона охвата широкого угла излучения намного больше, чем зона охвата узкого угла излучения.

Высокочастотные преобразователи (192 кГц) бывают как узкоугольными, так и широкоугольными. В пресной воде, как правило, используются «широкоугольники», тогда как для соленой воды подходят только узкоугольные эхолоты. У низкочастотных эхолотов (50 кГц) широта угла излучения варьируется от 30 до 45 градусов. Хотя преобразователь наиболее чувствителен в пределах собственного угла излучения, до вас будут доходить и некоторые эхосигналы из-за этих пределов, правда, не такие сильные.

Состояние воды и дна

От типа воды, в которой эксплуатируется эхолот, в немалой степени зависит его эффективность. Звуковые волны легко перемещаются в прозрачной пресной воде, и в большинстве озер так и происходит.
В соленой воде звук поглощается и отражается взвешенными веществами. Наиболее восприимчивыми к рассеиванию звуковых волн оказываются более высокие частоты, которые не в состоянии проходить сквозь соленую воду так же хорошо, как более низкие. Отчасти, проблема эксплуатации в соленой воде состоит в том, что это крайне динамичная среда (фактически, мировой океан). Ветер и течения постоянно перемешивают в ней воду. Под действием волн в воде образуются и перемешиваются пузырьки воздуха, рассеивающие сигнал эхолота. Микроорганизмы, типа водорослей и планктона, рассеивают и поглощают сигнал эхолота. То же самое делают и находящиеся в воде минеральные вещества и соли. На пресную воду тоже воздействуют ветры, течения и живущие в ней микроорганизмы, но все таки меньше, чем на соленую.

Ил, песок, растительность на дне поглощают и рассеивают сигнал эхолота, ослабляя ответное эхо. Камень, сланец, кораллы и другие твердые предметы хорошо отражают сигнал эхолота. Вы увидите разницу, взглянув на экран. Мягкое, илистое дно отображается на нем в виде тонкой линии, а твердое, каменистое дно отображается в виде широкой полосы.
Работу эхолота можно сравнить с поведением света от фонаря в темной комнате. Когда свет перемещается по комнате, он хорошо отражается от белых стен и ярких твердых предметов, однако если направить фонарь в покрытый темным ковром пол, отражение будет слабее, поскольку ковер поглощает свет, а шероховатая текстура рассеивает его, из-за чего к вам возвращается меньше света.

Температура воды и термоклины

Температура воды оказывает существенное влияние на жизнедеятельность рыб. Рыба хладнокровна, и температура ее тела всегда совпадает с температурой окружающей ее воды. Зимой в холодной воде обмен веществ рыбы замедляется. В этот период ей требуется примерно в четыре раза меньше пищи, чем летом. Большинство рыб не мечут икру, если температура воды не находится в каком-то довольно узком диапазоне. Встроенные во многие наши эхолоты датчики температуры поверхности воды помогают определить температуры верхних слоев воды, являющиеся наиболее благоприятными для метания икры различными породами рыб. К примеру, форель погибает в реках, вода в которых становится слишком теплой. Окунь и другие породы рыб в конце концов погибают, если скапливаются в озерах, вода в которых летом недостаточно прогревается. И хотя некоторые рыбы восприимчивы к перепаду температур меньше, чем другие, у каждой породы есть свой определенный температурный диапазон, в границах которого она пытается оставаться. Собирающуюся у поверхности воды рыбу на глубоких участках привлекает именно благоприятная для них температура. Мы полагаем, что там она чувствует себя наиболее комфортно.

В озерах температура в пространстве между поверхностью и дном редко бывает одинаковой. Как правило, за более теплым слоем воды следует более холодный. Граница между двумя слоями называется термоклином. Глубина и толщина термоклина могут меняться в зависимости от времени года и времени суток. В глубоких озерах может иметься два термоклина и более. Это существенно, поскольку многим породам промысловой рыбы нравится располагаться прямо в нем либо немного выше или ниже него. Часто мелкая рыбешка оказывается над термоклином, а более крупная промысловая рыба покоится в нем или чуть ниже. К счастью, на экране эхолота эта разница в температурах отражена. Чем значительнее разность температур, тем четче на экране виден термоклин.

Дугообразные сигналы рыб

Один из вопросов, которые нам задают наиболее часто, звучит так: «Как сделать так, чтобы на экране отображались дуги рыб?» Добиться этого совсем не сложно, требуется лишь некоторое внимание к нюансам, причем не только при настройке эхолота, но и при его монтаже.

Разрешение экрана

Количество вертикальных пикселей, на которые выводится изображение, называется разрешением экрана. Чем больше вертикальных пикселей на экране эхолота, тем четче он будет отображать дугообразные сигналы рыб. В приведенной ниже таблице для двух экранов указаны размеры пикселей и отображаемые ими участки в диапазоне дальности от 0 до 50 футов.

 

 

 

 

 

 

 

Как видите, при работе эхолота в диапазоне дальности от 0 до 100 футов на одном пикселе экрана представлен больший объем воды, чем при работе в эхолота в диапазоне 0-10 футов. Скажем, если у экрана эхолота 100 вертикальных пикселей, а эхолот работает в режиме 0-100 футов, каждому пикселю соответствует глубина 12 дюймов (ок. 30 см). Рыба должна быть по-настоящему крупной, чтобы при таком диапазоне быть обозначенной на экране в виде дуги! Однако, если сделать изображение мельче, с помощью функции масштабирования расширив диапазон на 30 футов (к примеру, с 80 до 110 футов), каждому пикселю будет соответствовать 3,6 дюйма (ок. 9 см). Теперь, благодаря масштабированию, та же самая рыба обозначается на экране в виде дуги. Размер дуги зависит от размеров рыбы: мелкая будет обозначена маленькой дугой, более крупная – более внушительной дугой и т.д.

При пользовании эхолотом с экраном с небольшим количеством вертикальных пикселей на мелководье, рыба, плывущая у самого дна, обозначается отдельной прямой линией. Это связано со слишком маленьким для такой глубины количеством точек. На глубокой воде (где сигнал от рыбы до лодки проходит большой путь), при отображении на экране участка дна в радиусе 20-30 футов, рыбы изображаются в виде дуг, располагающихся возле дна или какого-нибудь объекта. Это связано с уменьшением размера пикселей в большем конусе.

Скорость обновления экрана

Скорость прокрутки или обновления экрана также влияет на то, как отображаются дуги рыб на экране. Чем выше скорость обновления, тем больше пикселей активируется по мере прохождения рыбы в конусе и тем выше качество изображения дуги. (Однако не устанавливайте слишком высокую скорость обновления экрана, так как дуги рыб получатся растянутыми; поэкспериментируйте, пока не выберете скорость, наиболее вам подходящую.)

Монтаж преобразователя

Причиной недостаточно хорошего отображения дуг рыб на экране может быть неправильно выполненный монтаж преобразователя. Если он установлен на транце, его лицевая часть должна находиться в воде и быть направлена перпендикулярно вниз. Если преобразователь окажется не под прямым углом к воде, качественного отображения дугообразных сигналов рыб на экране вы не получите. Если дуга на экране загнута кверху, а не книзу, значит, передняя часть преобразователя слишком приподнята, и ее нужно опустить. Если на экране отображается лишь задняя половина дуги, значит, передняя часть преобразователя слишком опущена, и ее нужно приподнять.

И еще о дугах рыб

Самая мелкая рыбешка вообще может не отображаться в виде дуг. Из-за различных факторов состояния воды, таких, как сильные помехи от ее поверхности, термоклины и т.д., бывает, что и максимальной чувствительности эхолота недостаточно, чтобы на экране показались дуги рыб. Старайтесь установить максимальную чувствительность, но при этом следите, чтобы на экране не появлялось слишком много «мусора». Этот способ подходит для средних и больших глубин.
Стая рыб появляется на экране в виде множества различных образований и форм, в зависимости от того, какая часть стаи попала в зону излучения преобразователя. В условиях мелководья несколько плывущих рядом рыб отображаются в виде брусков, сложенных как попало. Там, где поглубже, каждая из рыб отображается на экране в соразмерно своим габаритам.

Почему именно дуги?

Рыбы обозначаются на экране дугами из-за соотношения между рыбой и углом излучения (конусом) преобразователя при прохождении судна над рыбой. Как только рыба пересекает линию конуса, на экране активируется пиксель. При прохождении судна над рыбой расстояние до нее сокращается, при этом глубина нахождения рыбы (расстояние по вертикали между судном и рыбой), отображаемая на экране, становится меньше (дуга идет вверх). Когда центр конуса оказывается непосредственно над рыбой, заканчивается формирование первой половины дуги. В этот момент рыба находится к судну ближе всего, сигнал усиливается, и дуга становится толще. По мере увеличения расстояния между судном и рыбой дуга на экране идет вниз и обрывается после того, как рыба выплывает из конуса (т.е. зоны излучения) эхолота.

Если рыба не проходит по прямо по центру конуса, дуга получается менее отчетливой. Поскольку рыба попадает в конус лишь на короткое время, эхосигналов меньше, а те, что все таки есть, слабее. Эта одна из причин, по которой в условиях мелководья эхолоту сложнее отображать на экране дуги рыб. Угол излучения оказывается слишком узок для того, чтобы сигнал успел приобрести форму дуги.

Помните, что для образования дуг судно и рыба должны двигаться относительно друг друга. На практике это, как правило, означает, что судно идет на тихом ходу. Если судно стоит на якоре или просто не двигается, дуги образовываться не будут, и рыбы, вплывающие в конус и выплывающие из конуса излучения эхолота отображаются на экране в виде простых горизонтальных линий.

Удачной рыбалки!
Ваш «Сусанин»

 

 

 

2 октября 2007 г.

Эхолот для рыбалки принцип работы-луч,датчик,экран,изображение,режимы

Большинство рыболовов, не имеющих в силу вполне понятных причин в своем распоряжении столь популярного в последнее время эхолота, считают это новейшее достижение рыболовной техники абсолютным гарантом успеха на рыбалке, мечтательно и с завистью взирая на него сквозь витрину магазина. Однако многие из тех, кто решился выложить за этот аппарат кругленькую сумму, с удивлением вдруг обнаруживают, что приобрели дорогую игрушку, дающую лишь возможность беспомощно разглядывать на дисплее косяки проплывающей «мимо» рыбы.

Сегодня мы поговорим о том, что же на самом деле умеет эхолот и как использовать этот дорогой, но действительно полезный прибор на все сто.

На примере эхолота среднего класса «Ultra III» фирмы Eagle мы рассмотрим базовые возможности современных эхолотов.

Принцип работы эхолота

Прежде чем приступать к ловле с эхолотом, крайне важно уяснить для себя принцип его действия. Дело в том, что эхолот, в отличие, например, от видеокамеры, не выводит на экран подводное пространство все сразу, а шаг за шагом с помощью вертикальных столбцов строит изображение, используя обработанные компьютером результаты ультразвуковых измерений.

Прибор состоит из двух функциональных частей: корпуса с экраном на жидких кристаллах и датчика-излучателя, закрепляемого на транце лодки и соединенного с прибором с помощью кабеля. Датчик непрерывно генерирует высокочастотные сигналы, которые, отразившись ото дна и других водных объектов, возвращаются обратно, неся информацию о подводной обстановке. Сила отражаемого сигнала зависит от свойств объекта (его величины, плотности и т.п.), что позволяет компьютеру прибора различать дно, рыбу, коряги, растительность…

Результаты измерений, полученные с помощью луча, как бы проецируются на ось конуса, в результате чего образуется вертикальный столбец, где системой штрихов показаны сигналы ото дна и обнаруженных в толще воды объектов (рис.1).

Рис. 1. Формирование изображения на экране:
а) первый сигнал от датчика появляется в правой части экрана в виде вертикального столбца;
б) когда получен второй сигнал, первый столбец сдвигается на один шаг влево и его место
занимает столбец с результатами последнего замера;
в) через некоторое время весь экран заполняется системой вертикальных столбцов,
формирующих картинку подводного пространства

Это изображение появляется у правого края экрана. После каждого «посыла» луча изображение сдвигается на один шаг влево, а у правого края экрана вновь появляется вертикальный столбец с результатами последнего замера (рис.2).

Рис. 2. Механизм формирования вертикального столбца единичного замера:
1 — датчик; 2 — конус луча; 3 — рыбы в «поле зрения»;
4 — рыбы, «затененные» более крупными объектами

Поэтому, даже когда вы стоите на якоре, изображение на дисплее постоянно движется справа налево, так как датчик продолжает ритмично пульсировать. Дно изображается в этом случае в виде прямой горизонтальной линии, так как датчик получает неизменную информацию о глубине водоема. Рыбы, стоящие в конусе луча, также отобразятся в этом случае в виде горизонтальных линий. Поэтому для получения реальной картины рельефа дна вам необходимо перемещаться.

Итак, чтобы правильно считывать информацию с экрана, нужно прежде всего усвоить следующее правило: то изображение, которое только что появилось в правом столбце на дисплее — это и есть результаты последнего замера, то есть вид подводного пространства и дна в данный момент непосредственно под вашей лодкой. А изображение, перемещающееся к левому краю экрана — это уже история, все то, что осталось у вас за кормой. Чем дальше от правого края экрана удаляется изображение, тем дальше за кормой лодки остается соответствующий ему объект, если, конечно, лодка находится в движении.

 

Определение расстояний до объектов
Датчик посылает волны в виде одного или нескольких конусообразных пучков, наподобие лучей от карманного фонарика, расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению движения судна (рис 3).

Рис. 3. Положение лучей датчика относительно лодки

Частота сигналов настолько высока, что даже при движении на большой скорости под мотором вы будете видеть полноценное изображение без разрывов. Но чем быстрее вы движетесь, тем сильнее изображение спрессовано по горизонтали. Поэтому, перемещаясь с небольшой скоростью, вы дольше будете видеть на экране отдельные элементы подводного мира, а значит, сумеете рассмотреть их более детально. Например, изображение пересекаемой нами подводной возвышенности при движении на большой скорости под мотором занимает лишь часть экрана, а двигаясь на веслах (с меньшей скоростью), мы получим изображение этой же гряды, растянутое по горизонтали на всю ширину экрана.

Эхолот постоянно выдает информацию о глубине и горизонте, на котором обнаружена рыба. Однако определение горизонтального расстояния от вашей лодки до рыбы, коряги, бровки и т.д. иногда становится проблемой. Как быть, если, заметив коряжник или косяк рыбы, вы решили встать на якорь и обловить интересное место? Простейший способ, который, впрочем, широко применяется при промысловом лове на морских рыболовецких судах — это, развернувшись на 180°, пройти перспективный отрезок пути обратным курсом на малой скорости. Как только заинтересовавший вас объект снова появится на вашем экране — бросайте якорь. Если вы движетесь на веслах, можно заякориться, не теряя времени на развороты. Когда лодка, наконец, остановится, интересный участок останется на каком-то расстоянии у вас за кормой. Примерно представляя себе скорость движения лодки, можно определить, куда следует делать заброс.

Объем исследуемого эхолотом подводного пространства зависит от количества включенных лучей датчика и от величины угла (обычно от 16 до 45°) каждого из лучей, в зависимости от модели эхолота. Угол конуса — величина, которую полезно знать для определения диаметра «высвеченного» лучом круга (если лодка статична) или ширины исследуемой эхолотом полосы дна (когда она движется).

Если конус луча имеет угол 20° (как в большинстве эхолотов фирмы Eagle, работающих в двухмерном режиме), то диаметр окружности, образованной лучом на дне, будет равняться 1/3 глубины. Допустим, вы рыбачите с эхолотом Ultra III, включив только центральный луч датчика. Прибор показывает глубину 10 метров, значит, луч «высвечивает» на дне круг диаметром примерно 3,3 метра.

Подобным образом, зная величину угла лучей любого датчика, можно определить диаметр «высвеченного» круга, освежив предварительно школьные знания по геометрии о решении задач с прямоугольными треугольниками.

Нужно заметить, что реальная форма лучей, посылаемых датчиком, лишь примерно напоминает конус, поэтому, производя расчеты, не увлекайтесь количеством знаков после запятой — ширину «читаемой» при движении лодки дорожки можно определить лишь приблизительно.

 

На водоеме
Многие рыболовы чувствуют себя неуверенно на новых, особенно крупных по площади, водоемах. По внешним признакам можно лишь приблизительно определить особенности подводного рельефа и места скопления рыбы. Поэтому именно при ловле на незнакомых водоемах преимущества эхолота наиболее очевидны.

Непродолжительное предварительное изучение места ловли с эхолотом — и вы уже знаете рельеф и структуру дна, имеете представление о наличии коряжников и подводной растительности, отметили буйками места стоянки рыбы и глубину, на которой она стоит. Однако большинство рыболовов допускает одну и ту же ошибку, изучая рельеф дна незнакомого водоема с помощью эхолота. Перемещение по водоему, напоминающее броуновское движение, дает противоречивую информацию. Прямолинейные проходы позволяют гораздо быстрее разобраться с подводным рельефом. Выбрав неподвижный ориентир (дерево на противоположном берегу), дающий возможность вам двигаться прямолинейно, начинайте измерения от самого берега. После нескольких параллельных проходов вы получите объективную картину рельефа дна неизвестного участка.

Только при движении прямолинейными отрезками вы сможете увидеть на дисплее наглядный классический профиль дна, остающегося у вас за кормой.

Производя измерения, рекомендую для облегчения восприятия поставить эхолот сбоку от себя, развернув экран таким образом, чтобы «картинка» перемещалось в направлении, противоположном движению лодки.

Естественно, тактика прямолинейных промеров подходит в основном для больших по площади водоемов. Работа с эхолотом на реках, а тем более — по лункам на зимней рыбалке имеет свои нюансы, главный из которых — необходимость четко представлять себе, в какой плоскости датчик посылает лучи и какие именно из них «задействованы». Но это уже тема будущего разговора, а тем, кто ловит с эхолотом с лодки в озерах и водохранилищах, рекомендую серьезно отнестись к расположению датчика на транце. Непринужденно опущенный за борт прямо на соединительном кабеле датчик — демонстрация полной неосведомленности о механизме работы прибора, требующего четкой ориентации излучателя относительно поверхности воды и киля лодки.

 

Двухмерный режим работы эхолота
Это наиболее популярный режим работы эхолотов, который действительно выполняет много полезных функций, невозможных в трехмерном режиме. Помимо двухмерного профиля рельефа дна, прибор дает информацию о твердости подводных объектов (функция «серая линия») и позволяет отключать режим идентификации рыбы.

Главное преимущество двухмерного режима — возможность более подробного, чем в трехмерном режиме, изучения подводного мира. При этом большинство двухмерных эхолотов с трехлучевыми датчиками широкого обзора (Broad-way) принципиально ни в чем не уступают трехмерным эхолотам, так как одновременно могут показывать на экране рыбу, находящуюся под лодкой (в вертикальном луче), и рыбу слева и справа от лодки (соответственно в левом и правом лучах). Символ рыбы из левого луча сопровождается индексом L, символ рыбы из правого луча — индексом R.

Кстати, рискуя несколько разочаровать потенциальных покупателей эхолотов, должен заметить, что пока этот прибор, к сожалению, не умеет различать виды рыб. Просто в зависимости от силы сигнала (от большой рыбы сигнал сильнее) эхолот выдает на экран один из четырех разно размерных символов.

Тем не менее по косвенным признакам можно с определенной долей достоверности предположить, что за рыба изображена на экране. Крупный символ около коряги — скорее всего щука или судак, несколько крупных символов в средних слоях воды — наверное, стая леща. Рыбача на реке Ахтубе в одной из глубоких ям, мы видели символы очень крупной рыбы, и ни у кого не возникло сомнений, что это сомы. Впрочем, как вы догадались, в этой методике многое зависит от воображения рыболова.

Несмотря на внешнюю привлекательность и наглядность режима Fish ID (идентификация рыбы), изображающего ее в виде соответствующих символов разного размера, настоятельно рекомендую, работая в двухмерном режиме, отключать почаще эту функцию. Как объяснили мне во ВНИИ морского рыбного хозяйства и океанографии, компьютер прибора — умная машина, но и он иногда обманывается. Часто он принимает за рыбу проплывающие под водой ветки, растения, даже просто пузырьки воздуха, вводя в заблуждение рыболова.

С другой стороны, все, что компьютер идентифицирует как «не рыба», автоматически убирается с экрана, а эта информация может оказаться весьма важной, например, лежащий на дне рекордный экземпляр.

Несколько раз мне приходилось слышать от владельцев эхолотов: «Подвожу ему под датчик здоровую рыбу на кукане, а он, собака, не видит». На самом деле при включенной функции Fish ID компьютер не идентифицирует этот слишком сильный сигнал вблизи датчика как рыбу, просто-напросто выбрасывая ее. А вот отключив этот режим, вы быстро убедитесь, что прибор далеко не так «слеп», как кажется.

Современные двухмерные эхолоты с высокой разрешающей способностью при отключенном режиме Fish ID способны обнаружить на дне… мормышку вашей удочки.

Если отключить режим Fish ID, то рыба, в отличие от других объектов, видна на дисплее в виде полумесяца, «рогами» вниз, причем дуга месяца тем круче, чем выше скорость лодки.

Формирование столь «странного» изображения имеет простое объяснение. При движении лодки рыба сначала попадает на периферию луча, где мощность сигнала существенно ниже, чем вдоль центральной линии. Поэтому отраженный от рыбы сигнал слабый, и в правом столбце экрана появляется чуть заметный темный штрих даже при наличии крупной рыбы. По мере приближения рыбы к центральной линии луча мощность сигнала возрастает в несколько раз, при этом в правом столбце толщина штриха соответственно увеличивается.

Кроме того, рыба приближается к датчику, что воспринимается эхолотом как уменьшение глубины, на которой расположен объект, т. е. штрих в правом столбце становится толще и заметно поднимается.

При дальнейшем движении лодки рыба, пройдя центральную линию луча, выходит из него. Происходит обратный процесс: штрих — изображение рыбы — становится все тоньше, снова загибаясь книзу (рис. 4).

Рис. 4. Так эхолот видит рыбу:
а) рыба «входит» в конус, ее изображение появляется на экране;
б) в центре конуса рыба находится на минимальном удалении от датчика,
поэтому штрих изображения поднимается вверх;
в) рыба «выходит» из конуса, удаляясь от датчика — щтрих изображения
уходит вниз; в результате формируется полумесяц

Изображение рыбы не всегда выглядит как классический полумесяц: иногда видны только «рога», если рыба проходит не через центр луча, а лишь «зацепив» его край.

Другая причина появления полумесяца неправильной формы — изменение направления и скорости движения рыбы в конусе. И все же характерные полумесяцы от рыб трудно перепутать с другими подводными объектами, особенно в режиме увеличенного изображения.

Для рыболова особый интерес в двухмерном режиме работы эхолота представляет функция «серая линия» (Grey Line), наличие которой является не последним аргументом при выборе той или иной модели эхолота.

Разные по плотности подводные объекты отображаются на экране разными оттенками: более плотные лучше отражают сигнал и показаны серым, менее плотные — черным. Grey Line позволяет различать на дне валуны, коряги, растительность, например, лежащий на дне объект, имеющий серую «сердцевину» — валун, полностью темный — скорее всего, донные растения.

Но, пожалуй, наибольшее практическое значение этой функции — возможность определить характер дна водоема: чем шире серая линия, тем тверже дно, и наоборот. Опытным рыболовам не нужно объяснять, что участки, где твердое (например, песчаное или каменистое) дно граничит с мягким (илистым или глинистым) — весьма перспективные места для ужения.

 

Трехмерный режим эхолота
Не обладая такими полезными функциями, как «серая линия» и отключение режима Fish ID, трехмерный режим зато дает весьма наглядное объемное изображение подводного рельефа достаточно широкой полосы дна за вашей лодкой. В этом режиме каждый из лучей датчика строит свой двухмерный профиль. Точки, равноудаленные от датчика, соединяются между собой через определенные промежутки поперечными линиями, образуя своеобразную сетку, которая и создает ощущение объема.

Трехмерный режим выглядит очень привлекательно, но за наглядность приходится расплачиваться существенным снижением подробности изображения. При одновременной работе четырех или даже шести лучей датчика трехмерного эхолота компьютер не в состоянии «обсчитать» информацию столь же подробно, как при работе одного луча. Именно поэтому символов определяемой им рыбы гораздо меньше, чем в двухмерном режиме, да и контуры дна переданы весьма приблизительно.

Американские рыболовные изобретения всегда настороженно воспринимались европейцами. Так было с мягкими приманками — твистерами, так случилось и с эхолотом. Но если твистеры здесь недооценили, с эхолотом все было наоборот. Несмотря на то, что в США эхолот является базовым элементом оснащения любого рыболовного катера, в Европе он был поначалу запрещен под давлением экологических организаций большинства стран из опасения, что это устройство позволит в мгновение ока выловить всю рыбу в не столь обширных, как, например, Великие озера, западноевропейских водоемах. Однако очень скоро стало ясно, что эхолот не ловит рыбу. Это лишь прибор для определения рыбьих стоянок и подводного рельефа. Применение эхолотов было легализовано, и в настоящий момент осталось всего несколько стран (например. Франция), где использование эхолотов запрещено, да и те находятся на грани принятия разрешительного закона.

Заканчивая разговор об этом полезном и весьма желательном в арсенале любого удильщика приборе, хочу напомнить, что успех в конечном счете зависит от ваших навыков, применяемых снастей и, главное, «желания» рыбы попасть на крючок.

Не пытайтесь, глядя на экран эхолота, попасть рыбе блесной точно по голове, а разбирайтесь с подводным рельефом и характером дна, с горизонтом, в котором стоит рыба, и тогда удача обязательно будет с вами!

Как работает эхолот ⋆ Принцип работы ⋆ Что такое эхолот ⋆ Функции

Главная страница ✦ Эхолоты ✦ Как работает эхолот

В самых простых словах: электрический импульс от передатчика преобразуется в звуковую волну в датчике(трансдьюсер) и передается в воду. Когда волна попадает на объект (рыбу, дно, дерево и т.д.) она отражается. Отраженная волна снова попадает в преобразователь, где она трансформируется в электрический сигнал, обрабатывается по заданному алгоритму, и посылается на дисплей. Так как скорость звука в воде постоянна (приблизительно 1440 метров в секунду), промежуток времени между отправкой сигнала и получением эха может быть измерен и по этим данным расстояние до объекта может быть определено. Этот процесс повторяется многократно в течение секунды. Наиболее часто используемая частота волны составляет 200 кГц, также иногда производятся приборы на частоте 83 кГц. Хотя эти частоты находятся в диапазоне ближе к звуковым частотам, они неслышны ни людям, ни рыбе. Как упомянуто ранее, эхолот посылает и принимает сигналы, затем «печатает» эхо на дисплей. Так как это случается много раз в секунду, непрерывная линия идущая поперек дисплея, показывает рисунок дна. Кроме того, на экране отображается сигнал, возвращенный от любого объекта в воде между поверхностью и дном. Зная скорость звука в воде и время, которое требуется для возвращения эха, прибор может показывать глубину и нахождение любой рыбы в воде.

 

⛵ Возможности эхолота

 

Хороший эхолот обладает четырьмя важными характеристиками:

1) Мощный передатчик.

2) Эффективный преобразователь (датчик).

3) Чувствительный приемник.

4) Дисплей высокого разрешения. 

Все части этой системы должны быть разработаны так, чтобы работать вместе, при любых погодных условиях и критических температурах. Высокая мощность передатчика увеличивает вероятность, что Вы получите эхо на глубоководье или в плохих водных условиях. Это также позволяет Вам видеть мелкие подробности, типа мальков и мелкой структуры дна. Преобразователь не должен только проводить мощный сигнал от передатчика, он также должен преобразовать электрический сигнал в звуковую энергию с наименьшей потерей в мощности сигнала. С другой стороны, он должен чувствовать самое малое эхо от малька или сигнал дна с глубоководья. Приемник имеет дело с чрезвычайно широким диапазоном сигналов. Он должен отличить максимально сильный передаваемый сигнал и слабое эхо, пришедшее от преобразователя. Кроме того, он должен различить объекты находящиеся близко друг к другу, превратив их в разные импульсы для дисплея. Дисплей должен иметь высокое разрешение (вертикальные пиксели) и хороший контраст, чтобы показывать подводный мир детально и четко. Это позволяет видеть мелкую рыбу и подробности дна.

 

🚤  Частота импульсов

Большинство современных эхолотов оперирует на частоте 200 кГц, некоторые используют 83 кГц. Есть свои преимущества у каждой частоты, но почти для всех состояний пресной воды и большинства состояний соленой воды, 200 кГц — лучший выбор. Эта частота дает лучшие подробности, работает лучше всего в неглубокой воде и на скорости, и обычно дает меньшее количество «шумовых» и нежелательных отражений. Определение близлежащих подводных объектов, также лучше на частоте 200 кГц. Это способность отобразить две рыбы как два отдельных эха вместо одной «капли» на экране.

Существуют некоторые условия, при которых частота 83 кГц лучше. Как правило, эхолоты, работающие на частоте 83 кГц (при тех же самых условиях и мощности) может проникать более глубоко через воду. Это происходит из-за естественной способности воды поглощать звуковые волны. Скорость поглощения больше для более высоких частот звука, чем для более низких частот. Поэтому 83 кГц эхолоты находят использование в более глубокой соленой воде. Также, преобразователи 83 кГц эхолотов имеют более широкие углы обзора, чем преобразователи 200 кГц эхолотов.

Пример: различие между 200 кГц и 83 кГц:

200 kHz	83 kHz
Малые глубины	Большие глубины
Узкий конический угол	Широкий конический угол
Лучшее определение и разделение целей	Худшее определение и разделение целей
Меньшая чувствительность к помехам	Большая чувствительность к помехам

 

🐠  Как формируется дуга рыбы

Причина, по которой рыба отображается, как дуга на экране эхолота заключается в относительном движении между рыбой и коническим углом преобразователя при проходе лодки над рыбой. Длина дуги на экране, от одного ее конца до другого — не имеет к размеру рыбы никакого отношения, а всего лишь обозначает время нахождения рыбы в конусе излучаемого акустического сигнала. Как только ведущая кромка конуса попадает на рыбу, пиксель отображается на экране эхолота. Поскольку лодка движется над рыбой, расстояние до нее уменьшается. Это ведет к тому, что каждый следующий пиксель отображается на экране выше предыдущего. Когда центр конуса находится непосредственно над рыбой, первая половина дуги сформирована. Это место — кратчайшее расстояние до рыбы. Так как рыба ближе к лодке, сигнал более сильный, и эта часть дуги самая толстая. Когда лодка уходит от рыбы, расстояние увеличивается и пиксели появляются более глубоко, пока рыба не уйдет из конуса. Если рыба не проходит непосредственно через центр конуса, дуга не будет отображена. Так как рыба находится в конусе не очень долго, не так много пикселей отображают ее на экране, а те что есть, более слабые. Это одна из причин, по которые трудно показать дуги рыбы у поверхности воды. Конический угол слишком узкий для получения дуги.

Это интересно: Рыбы создают одни из наиболее интересных и удивительных эхо-сигналов, какие только бывают. Вы наверняка слышали, что от плавательного пузыря в теле рыбы отражается эхо-сигнал, который в виде метки виден на экране эхолота. Это, правда, поскольку так и есть, но многие виды рыб не имеют плавательного пузыря, и, тем не менее, они также видны на экране эхолота! Как и мы, рыбы в основном состоят из воды, так что от эха было бы мало пользы. Но на теле рыбы есть чешуя, скелет и другие части тела, плотность которых больше плотности воды. Хотя от плавательного пузыря звуковой импульс отражается, наверное, лучше всего, но другие части тела рыбы также вполне способны стать причиной эхо-сигнала.

Помните, необходимо движение между лодкой и рыбой, чтобы была видна дуга. Для этого необходимо двигаться на медленной скорости. Если Вы остановились, то рыбы не будут отображаться арками. Вместо этого они будут видны как горизонтальные строки, поскольку они плавают внутри конуса преобразователя.

 

Исследование состояния воды и дна

Под этими словами подразумевается получение данных об особенностях состояния воды и плотности дна, а также получение данных о температуре воды. Для определения температуры используются специальные датчики, которые могут поставляться отдельно, а могут быть совмещены с преобразователем, то есть основным датчиком эхолота. К большинству эхолотов подключается датчик измерения скорости. Обычно он используется для измерения скорости лодки относительно воды, для определения оптимальной скорости для рыбалки, допустим, при ловле на «дорожку». Также для рыбаков полезными будут данные о скорости течения воды при стоянке на якоре. Анализируя полученные данные о скорости движения лодки, можно получить информацию о пройденном пути. При детальном анализе информации, полученной при помощи эхолота, можно определить, где находится термоклин — слой воды с низким содержанием кислорода, который образуется в стоячей воде при высоких температурах.

 

Каким образом определяется плотность и структура дна?

Это вторая, пожалуй, самая важная функция эхолота, позволяющая получать изображение контура дна — бровки, бугры и прочие изменения рельефа, представляющие интерес при поиске рыбы. Одной из ошибок рыболовов является представление, что на экране эхолота изображён тот участок, что охвачен лучом в момент времени, когда мы смотрим на экран. Но «картинка» на экране это всего лишь развёрнутая во времени история прохождения луча и её вполне можно сравнить с изображением луча на экране осциллографа — луч эхолота отражает на дисплее события во временном масштабе. Чем позже произошло событие, тем его изображение ближе к левому краю дисплея. Понятно, что событием в данном случае мы называем фрагмент изображения. Ряд событий и есть «картинка» на экране — прорисовка линии дна, объектов в воде, изображение изменения плотности воды (термоклин) и т.д. Сигнал луча эхолота по-разному отражается с разных видов донной поверхности. Например, сигнал, отраженный от илистого дна будет более рассеянный, нежели аналогичный сигнал, отраженный от жесткой поверхности. Поэтому илистое дно будет выглядеть на экране эхолота размытым и нечетким. А если дно жесткое, то на дисплее оно будет отображено насыщенным темным цветом без размытых краев.

⚓ Изображение объектов в воде, поиск рыбы.

Как бы парадоксально это ни звучало, но отображение символов рыбы на экране — это, скорее, второстепенная функция эхолота. Человек, увлекающийся рыбной ловлей, без проблем проанализирует данные эхолота, такие, как температура воды, глубина и структура дна, и на основе этих данных сделает вывод о возможном наличии рыбы на том или ином участке водоема. Когда на экране появляется графический символ рыбы или дуга, это значит, что луч эхолота несколько секунд назад прошел над местом, где он обнаружил объект, распознанный им, как рыба. При этом для того, чтобы эхолот просигнализировал о возможном наличии рыбы необходимо, чтобы она попала в центр луча. Мы уже говорили о том, что изображение экрана — это отображение происходящего под водой с учетом временной проекции. Аналогичная ситуация происходит во время обнаружения рыбы. Наиболее четкое изображение рыбы появляется на экране, когда рыба находится в центре луча. При этом не будем забывать, что и лодка, и рыба не стоят на месте, а движутся относительно друг друга. Если лодка идет на большой скорости на мелководье, а луч эхолота узкий, то шанс того, что эхолот зафиксирует появление рыбы в луче, крайне невелик. Да и к тому же, вряд ли рыба будет и дальше оставаться на месте, заметив лодку. На большой скорости также возможно появление на экране эхолота непрерывной черты, что говорит о том, что эхолот не успевает обрабатывать данные, полученные на такой скорости. Для того, чтобы информация о наличии рыбы, которая отображается на экране и реальность максимально совпадали, необходимо настроить чувствительность эхолота и скорость прокрутки экрана. Оптимальные значения для этих параметров устанавливаются исключительно опытным путем. Также желательно установить режим увеличения исследуемого участка (ZOOM). В этом случае информация на экране будет наиболее приближенной к действительности. Когда все параметры эхолота выставлены верно, мы увидим на дисплее дугу или символ рыбы. Значит ли это, что под лодкой действительно находится рыба? С вероятностью 80%- да. Однако бывает и так, что символом рыбы отображается проплывающая под водой коряга или иной предмет, очертаниями похожий на рыбу. Как в этом случае определить, действительно ли в поле луча эхолота попала рыба, а не посторонний предмет? Эхолот дает нам пищу для размышлений, а выводы мы делаем сами, основываясь на знаниях о повадках рыб и местах их обитания. Например, дуга возле донной коряги на глубине может оказаться судаком, а появление большого пятна на экране в углублении на фоне ровного дна, с большой вероятностью можно назвать стаей «бели» — некрупной густеры или плотвы. Конечно, однозначных выводов в любом случае делать не стоит, но места предположительного обнаружения рыбы в любом случае можно считать перспективными для ловли. То есть, рыбалка с эхолотом состоит из следующих важных факторов: анализ рельефа дна или наличие привлекательных для рыбы объектов на дне, и наличие символов рыбы на экране. И если одиночные экземпляры рыбы могут иногда отображаться некорректно, то обнаружение стаи крупных рыб практически всегда протекает без осложнений.

🐳  Виды эхолотов.

В основном все эхолоты делятся на однолучевые и многолучевые. Невозможно сказать однозначно, что лучше — один луч или несколько. Это все определяется индивидуальными запросами рыбака и особенностей ловли. Как уже было сказано выше, один неширокий луч дает четкое отображение структуры дна и подводных объектов, но при этом имеет не очень широкий угол обзора. Дополнительные же лучи эхолота не дает настолько четкого и детального изображения, но при этом позволяют наблюдать за объектами, которые находятся в верхнем и среднем слое воды. Например трехлучевой эхолот 200/455 кГц, формирует три луча, с общим углом покрытия 90 градусов: 20° центральный (200 кГц) и два боковых по 35° (455 кГц). Лучи эхолота выстроены в ряд — центральный луч отображает дно, боковые повышают обзорные свойства эхолота, что позволяет рыболову наиболее четко видеть, с какой стороны от лодки находится рыба. Данная система позволит получить наиболее подробную информацию о происходящем под водой, поскольку узкий луч (20°) проникает глубоко в воду, в то время как широкие лучи (35°) охватывают обширную площадь под лодкой.

Отдельная категория многолучевых эхолотов — это шестилучевые модели, которые позволяют генерировать трехмерную проекцию изображения. Однако такие эхолоты часто искажают полученную информацию, и потому требуют хороших технических навыков при настройке перед использованием. Самой популярной моделью является Humminbird Matrix 47 3D.

Технологии обработки и изображения эхо-сигнала.

Принцип работы эхолота заключается в том, что прибор обрабатывает и автоматически управляет такими параметрами, как скорость обновления, чувствительность, синхронизация работы передатчика и приемника. При этом условия эхолокации постоянно изменяются. Некоторые эхолоты позволяют вручную менять основные настройки. Это очень удобно для тех, кто предпочитает от начала до конца участвовать в процессе рыбаки и непосредственно эхолокации.

🚤  Как ведет себя эхолот на скорости.

Прежде всего надо отметить, что эхолот не предназначен для обнаружения рыбы на больших скоростях ! Поэтому на скорости большей, чем 60 км/час дуги рыб и изображения рельефа будут отображаться крайне некорректно. На такой скорости можно получать общую информацию о структуре дна. Что мешает корректной обработке сигнала на высокой скорости? В первую очередь это кавитация, то есть создание пузырьков воздуха вследствие турбулентности водяного потока при работе двигателя. В ряде случаев избежать пагубного воздействия кавитации помогает установка датчика не на транец, а на специальный держатель, который опускает датчик на большую глубину, чем, нежели он находился бы на транце.

Использование эхолота на зимней рыбалке.

Ряд эхолотов имеет возможность подключения дополнительного датчика, который может «просматривать» дно сквозь лед. Однако здесь есть свои подводные камни. Не всегда можно использовать датчик, который «бьет» через лед. Точнее, его можно использовать только в одном случае: если это первый лед и в нем нет пузырьков воздуха. Любое наличие воздуха в толще льда повлечет за собой искажение изображения. Как мы уже выяснили, для того, чтобы эхолот отображал сведения о глубине и структуре дна, необходимо, чтобы датчик находился в движении. Опуская датчик в лунку, мы ограничиваем его движение и, следовательно, теряем возможность видеть детали структуры дна. Обычные эхолоты для зимней рыбалки, не очень подходят, т.к. есть один недостаток — при изучении дна неподвижно, с помощью такого аппарата, дно как бы «плывет». Для зимней рыбалки, лучше использовать эхолот-флешер. Его главное достоинство — статичность дна. Флешеры способны в режиме реального времени практически мгновенно отображать все, что происходит под лункой. При этом есть возможность одновременного отображения рыбы и приманки. Встроенным флешером обладают модели Humminbird от 596 и выше.

Что может отобразить эхолот на зимней рыбалке?

Ремонт MarCum SHOWDOWN TROLLER

Во- первых, данные о составе дна. Во- вторых, данные о температуре воды. И, в третьих, мы можем получить данные о возможном местонахождении рыбы. Хоть датчик эхолота и находится в неподвижном положении, но рыба так или иначе находится в движении, поэтому на зимней рыбалке мы так же будем видеть отображение дуг и символов рыбы на экране эхолота. Для того, чтобы улучшить качество изображения на экране эхолота во время зимней рыбалки, необходимо установить низкую скорость обновления экрана, тогда объект, находящийся в воде в движении, будет виден гораздо четче. При этом в случае, если на экране появляется сплошная темная полоса, это может значить, что под водой довольная плотная стая рыб.

 

На что стоит обратить внимание при выборе зимнего эхолота:

1. Время автономной работы (в холоде, емкость аккумулятора падает)
2. Простота настроек
3. Тип экрана
4. Габариты
5. Вес

Эхолоты Smartcast

Ремонт Эхолотов Smartcast

Ремонт Minn Kota DECKHAND DH 40

Современные эхолоты позволяют исследовать дно и подводные объекты с берега,Smartcast используя беспроводные датчики. Это удобно для тех, кто, помимо рыбалки с лодки, любит рыбачить с берега. Такие эхолоты очень компактные и могут устанавливаться на удочку, или в виде наручных часов. Например уникальная модель Smartcast RF35е — беспроводной рыбопоисковой эхолот, выполненный в виде наручных часов. Датчик можно использовать стационарно или в движении, при этом на дисплее будет отображаться изображение Smartcastтой зоны, над которой проплывает датчик. Эхолоты Smartcast RF35е идеально подходят для изучения дна на большом расстоянии и для ловли рыбы с берега. Прибор выдает сигнал обнаружения рыбы, а максимальная глубина обнаружения составляет 35 м. Датчик работает от замыкания двух контактов, что продлевает срок службы батареи.

Эти модели нельзя использовать как зимние эхолоты, так как они выходят из строя при температуре ниже нуля !

Практические выводы: Эхолот с большим углом обзора и низкой частотой излучения дает возможность быстро прочесать большие пространства. Это полезно при обследовании совершенно незнакомого места. Эхолот с высокой частотой излучения и малым углом обзора дает более точную информацию о происходящем под лодкой и в ближайших окрестностях. Так легче искать конкретную яму, бровку или банку. Чем ближе к поверхности эхолот показывает рыбу, тем ближе к курсу движения Вашей лодки эта рыба находится. Однолучевой эхолот на рыбалке — тоже хороший помощник, не обязательно гнаться за количеством лучей.

Знакомство с эхолотом, устанавливаем эхолот своими руками.

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.

• Забортный датчик, устанавливаемый за транцем, обладает массой недостатков. При достаточном заглублении создаёт фонтан брызг во время глиссирования. Во время швартовки кормой к берегу легко повреждается крепление датчика. Этот способ установки (2 самореза и одно отверстие для кабеля) наиболее простой, в инструкциях к приборам он подробно описан.

• Встраиваемый датчик требует установки в днище. Существует правило, что если можно избежать лишних отверстий ниже ватерлинии – лучше их не делать. Исключение – датчик впередсмотрящего эхолота. Но он ставится ближе к носовой части (в первой трети) днища, в этом случае лучше доверить установку людям с опытом и соответствующим инструментом.
• Промежуточное решение – подъёмный транцевый датчик, установленный на струбцине с регулировкой по высоте. По сути, используется три положения. При подходе к берегу достаточно поднять датчик. Для рыбалки нужно опустить вниз. На ходу можно отрегулировать так, чтобы при минимуме брызг можно было понять приблизительную картину дна. Однако, имея мотор с гидроподъёмом и электрозапуском, каждый раз бегать к транцу и упражняться с установкой быстро надоест. Поэтому такое решение в основном применяется для надувных лодок-тузиков, где приходится сидеть за румпелем у транца.
• Оптимальный вариант с точки зрения совокупности эксплуатационных качеств – установка (вклейка) датчика, предназначенного для внешней установки, внутрь корпуса. Такой способ не рекомендуют инструкции по причине того, что сложно обеспечить стабильный результат. А производителю оборудования не нужны претензии.

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.

Самодельный эхолот рыбака | Мастер

 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.

Puc.1

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.

 

Puc.2

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 [2].

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.