دليل لصنع راديو باستخدام الدوائر التناظرية
يُعدّ بناء راديو باستخدام الدوائر التناظرية مشروعًا إلكترونيًا شيقًا ومفيدًا. فإلى جانب صقل مهاراتك في تجميع المكونات، ستتعلم أيضًا كيفية التقاط موجات الراديو وضبطها وتحويلها إلى صوت. في هذا الدليل، سنتناول المفاهيم الأساسية للراديو التناظري، والمكونات اللازمة، وخطوات التجميع والاختبار لتجهيز الراديو للاستخدام.
1. فهم مبادئ عمل الراديو التناظري
يتكون الراديو التناظري بشكل أساسي من عدة مراحل رئيسية:
1. يلتقط الهوائي إشارات الموجات الراديوية من الهواء.
2. تقوم دائرة الموالفة باختيار تردد معين بحيث يتم إرسال المحطة المطلوبة فقط.
3. يقوم الكاشف/المزيل بفصل المعلومات الصوتية عن إشارة الموجة الحاملة.
4. يقوم مضخم الصوت بتضخيم الإشارة الصوتية بحيث تصبح قوية بما يكفي لتشغيل مكبرات الصوت أو سماعات الأذن.
سيركز هذا الدليل على راديو تناظري بسيط، من نوع AM (تعديل السعة)، لأنه أسهل في البناء من راديو FM. يمكن بناء راديو AM باستخدام مكونات سلبية مثل الملفات والمكثفات المتغيرة والثنائيات ككواشف.
2. حدد نوع الراديو: راديو AM بلوري أو راديو AM مع مضخم إشارة
هناك نهجان شائعان:
- راديو الكريستال: بسيط للغاية، وعادةً ما يكون بدون بطارية، ويعتمد كلياً على طاقة إشارة الراديو. لكن يعيبه انخفاض مستوى الصوت، مما يستدعي استخدام سماعات أذن ذات مقاومة عالية.
– راديو AM مزود بمضخم ترانزستور/دائرة متكاملة: لا يزال تناظريًا، لكن الصوت أعلى بكثير ويمكنه استخدام مكبر صوت صغير. يتطلب مصدر طاقة (مثل بطارية 9 فولت أو 3-6 فولت).
للحصول على نتيجة "تشعرك بالرضا"، ستجمع هذه المقالة بين مفهوم راديو AM بسيط ومضخم صوت لتسهيل الاستمتاع بالصوت.
3. الأدوات والمكونات المطلوبة
أ. المكونات الرئيسية لراديو AM التناظري
1. ملف / محث لدائرة LC (ضبط).
2. مكثف متغير 100-365 بيكوفاراد لضبط التردد.
3. ثنائي الجرمانيوم (على سبيل المثال 1N34A) أو ثنائي شوتكي (بديل) ككاشف AM.
4. مكثف صغير (على سبيل المثال 10 نانو فاراد - 100 نانو فاراد) لترشيح الضوضاء.
5. المقاومات حسب احتياجات دائرة مكبر الصوت.
6. مقياس الجهد (على سبيل المثال 10 كيلو أوم - 100 كيلو أوم) كعنصر تحكم في مستوى الصوت (اختياري).
7. الهوائي (سلك طويل 5-20 متر أفضل) والأرض (الأرض أو الأنبوب المعدني) للحصول على استقبال أقوى.
ب. مكبر الصوت
يمكنك اختيار واحد:
– مضخم ترانزستور بسيط (أكثر "تقليدية" تناظرية، ولكن مع إمكانية تخصيص أكبر).
– دوائر متكاملة لمضخمات الصوت مثل LM386 (بسيطة، شائعة، ولا تزال دائرة تناظرية).
ولتسهيل الأمر على المبتدئين، يتم استخدام LM386 في كثير من الأحيان لأن الدائرة بسيطة ولكن النتائج واضحة.
ج. أدوات العمل
- لحام ومكواة لحام
– لوحة التجارب أو لوحة الدوائر المطبوعة ذات الثقوب (لوحة التجارب)
- كماشة القطع، كماشة ذات فكين مدببين
- المقياس المتعدد
– كابلات توصيل البطارية
4. صنع دائرة موالف LC
يُعدّ قلب جهاز الراديو التناظري البسيط دائرة LC (ملف حث + مكثف) تُحدد تردد الرنين. عند تدوير المكثف المتغير، تتغير قيمة سعته، مما يُغير تردد الراديو المُختار.
كيفية صنع ملف بسيط
يمكنك صنع ملفك الخاص:
- استخدم أنابيب بلاستيكية صغيرة أو قضبان الفريت (يفضل ذلك).
- لف سلك المينا (سلك المغناطيس) حوالي 50-120 لفة (حسب التصميم).
- بالنسبة لراديو AM، يكون الملف عادةً في نطاق مئات الميكروهنري.
إذا استخدمت قضيب الفريت، فعادة ما يكون استقبال AM أفضل لأن الفريت يساعد على "تركيز" المجال المغناطيسي للموجات الراديوية.
مخطط مفهوم الموالف
– الهوائي ← الملف ← المكثف المتغير (على التوازي مع الملف)
تشكل هذه الدائرة "مرشحًا انتقائيًا" يختار محطة واحدة.
5. صنع كاشف تعديل السعة (مزيل التعديل)
بعد أن يتم اختيار إشارة المحطة بواسطة دائرة LC، تظل الإشارة عبارة عن موجة راديوية تحمل معلومات صوتية مُدمجة في سعتها. وللحصول على الصوت، يُستخدم كاشف ثنائي.
دائرة كاشف بسيطة:
– مخرج LC → ثنائي → مكثف إلى الأرض → الحمل (مدخل مكبر الصوت/سماعة الأذن)
يُنصح عادةً باستخدام ثنائيات الجرمانيوم لأن انخفاض الجهد الأمامي فيها أقل من انخفاض الجهد في ثنائيات السيليكون التقليدية، مما يسمح بالكشف عن الإشارات الضعيفة بكفاءة أكبر. وفي حال صعوبة الحصول على ثنائيات الجرمانيوم، يمكن استخدام ثنائيات شوتكي كبديل.
6. إضافة مضخم صوت (LM386)
بدون مُضخّم، لا يُمكن سماع صوت الراديو البلوري عادةً إلا من خلال سماعات أذن خاصة. باستخدام مُضخّم LM386، يُمكن تضخيم الإشارة الصوتية الضعيفة الصادرة من الكاشف لتشغيلها عبر مكبر صوت صغير.
مفهوم الاتصال:
1. خرج الكاشف (صوتي) ← مكثف اقتران (على سبيل المثال، 10 نانو فاراد - 100 نانو فاراد أو 1 ميكرو فاراد حسب التصميم) ← مدخل LM386
2. مكبر صوت LM386 → 8 أوم
3. أضف مقياس جهد قبل مدخل LM386 للتحكم في مستوى الصوت.
يعمل مُضخّم الإشارة LM386 عادةً بكفاءة مع مصدر طاقة يتراوح بين 5 و12 فولت. ولتسهيل التجارب، يُفضّل استخدام بطارية 9 فولت. احرص على إضافة مكثفات تجاوز إلى مصدر الطاقة (مثل 100 نانو فاراد و100 ميكرو فاراد) للحفاظ على هدوء المُضخّم.
7. لانكاه بيراكيتان
الخطوة 1: تجميع أجزاء الموالف والكاشف
- قم بتركيب الملف والمكثف المتغير كدائرة رنين.
- قم بتوصيل الهوائي بنقطة الإدخال لدائرة LC (أحيانًا من خلال مكثف صغير كوصلة).
- قم بتركيب ثنائي الكاشف بعد دائرة LC.
- أضف مكثفًا صغيرًا إلى الأرض بعد الصمام الثنائي لتنعيم الإشارة (تصفية مكون الترددات اللاسلكية).
قبل الانتقال إلى المُضخّم، يمكنك اختباره باستخدام سماعات أذن ذات مقاومة عالية. إذا كنت بالقرب من جهاز إرسال AM أو تستخدم هوائيًا طويلًا، فقد تسمع الصوت أحيانًا، وإن كان خافتًا.
الخطوة الثانية: تجميع مكبر الصوت LM386
- قم بتجميع جهاز LM386 وفقًا للتكوين الأساسي.
- قم بتوصيل خرج الكاشف بمدخل LM386 من خلال مكثف اقتران.
- قم بتوصيل السماعة بمخرج LM386.
– تأكد من توصيل تأريض الدائرة بأكملها بشكل صحيح.
الخطوة 3: اجمع الكابلات ورتبها
– قم بإنشاء مسار أرضي أنيق لتقليل الضوضاء.
- احرص على إبقاء كابل الهوائي بعيدًا عن كابل إخراج السماعة لمنع حدوث صدى أو طنين.
– تأكد من أن اللحام لا "يحدث تماس كهربائي" (يلمس خطوطًا أخرى).
8. الاختبار والضبط
1. قم بتشغيل دائرة مكبر الصوت (في حالة استخدام البطاريات).
2. قم بتدوير المكثف المتغير ببطء أثناء الاستماع إلى مكبر الصوت.
3. إذا سمعت صوت المحطة، فحاول ضبط ما يلي:
– موضع الهوائي أو طول الهوائي.
– موضع الملف على قضيب الفريت (إن وجد).
- الأرض (تؤثر أحيانًا بشكل كبير على الاستقبال).
4. إذا لم يُسمع سوى الضوضاء:
– تأكد من تركيب الصمام الثنائي في الاتجاه الصحيح.
- تحقق من قيم المكثفات والوصلات على دائرة LC.
- حاول استخدام هوائي أطول أو تغيير الموقع (بعيدًا عن التداخل الكهربائي).
تتأثر موجات الراديو AM بالتشويش الناتج عن محولات الطاقة، ومصابيح LED الرخيصة، والأجهزة الرقمية. لذا، يُنصح باختبار الدائرة في منطقة ذات مستوى كهرومغناطيسي منخفض نسبيًا.
9. نصائح لجعل الراديو التناظري أكثر حساسية
- استخدم قضيبًا من الفريت لملف AM لزيادة الانتقائية والحساسية.
– أضف مكثف اقتران الهوائي (على سبيل المثال 10-100 بيكوفاراد) حتى لا تكون دائرة LC "مثقلة" للغاية بالهوائي.
- استخدم كابل تأريض لأنبوب مياه معدني أو لتأريض المبنى كلما أمكن ذلك.
– تأكد من أن تصميم المكونات مضغوط، خاصة في أقسام LC والكاشف، لأن هذه الأقسام حساسة للضوضاء.
10. السلامة والأخلاق
أجهزة استقبال الراديو آمنة بشكل عام، ولكنها مع ذلك تقوم بما يلي:
- تجنب حدوث ماس كهربائي في البطارية.
- استخدم اللحام بحذر (الحرارة وأبخرة اللحام).
- لا تقم بتركيب الهوائي في مكان خطير (بالقرب من كابلات الطاقة ذات الجهد العالي).
غطاء
يُعدّ بناء جهاز راديو باستخدام دوائر تناظرية طريقةً رائعةً لفهم أساسيات الاتصالات اللاسلكية: بدءًا من التقاط الإشارة، مرورًا بالضبط، وإزالة التضمين، وصولًا إلى تضخيم الصوت. يمكن تطوير هذا المشروع، على سبيل المثال، بإضافة مرحلة تضخيم ترددات لاسلكية، أو استخدام مُضخِّم سوبر هيتروداين (أكثر تعقيدًا)، أو تحسين الدائرة لالتقاط المزيد من المحطات. مع الحرص على التجميع والضبط، ستشعر برضا فريد عندما تنجح دائرتك المنزلية في "التقاط" الصوت من الهواء.
إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنني مساعدتك في إنشاء مخطط دائرة أكثر تحديدًا (مع قيم المكونات التفصيلية) وفقًا للمكونات التي لديك (على سبيل المثال، نوع المكثف المتغير، والملفات المتاحة، ومصدر الطاقة الذي تريد استخدامه).
