Hvernig á að búa til útvarp með handvirkri stillingu
Útvarp kann að hljóma eins og „klassísk“ tækni, en það er einmitt aðdráttarafl þess. Þrátt fyrir einfaldleika sinn er útvarp rafeindatæki sem sameinar hugtökin rafsegulbylgjur, ómun, merkjamagnun og tíðnival. Að smíða þitt eigið útvarp - sérstaklega eitt með handvirkri stillingu - er bæði skemmtilegt og fræðandi verkefni. Með handvirkri stillingu geturðu snúið hnappi til að finna stöð, upplifað spennuna við að „ná“ útsendingu og skilið hvernig tíðnir eru valdar án aðstoðar sjálfvirkrar skönnunar.
Þessi grein fjallar um hugtök, íhluti og almenn skref til að smíða einfalda útvarpsstöð með handvirkri stillingu. Við leggjum áherslu á AM (amplitude Modulation) útvarpsviðtæki því þau eru auðveldari í smíði og henta byrjendum.
-
1. Skilja meginregluna um handvirka útvarpsstillingu
Útvarpið sinnir í grundvallaratriðum þremur meginverkefnum:
1. Taktu upp útvarpsmerki með loftneti.
2. Að velja ákveðna tíðni úr mörgum innkomandi merkjum (þetta er stillingaraðgerðin).
3. Breytir merkinu í hljóð og magnar það svo hægt sé að heyra það í hátalara eða heyrnartólum.
Í handvirkri útvarpsstillingu er tíðnivalið gert með því að nota LC ómsveiflurás — samsetningu af spólu (L) og þétti (C). Þegar þú snýrð stillingarhnappinum breytir þú gildi þéttisins (venjulega breytilegur þétti) og breytir þannig ómsveiflutíðninni.
Formúla fyrir ómsveiflutíðni:
\[
f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}
\]
Það er að segja, með því að breyta C, breytir þú f, og útvarpið velur stöðina sem passar við tíðnina.
-
2. Ákvarða gerð útvarpsins sem á að smíða
Það eru nokkrir hönnunarmöguleikar:
– Kristalútvarp (án rafhlöðu): einfaldast, en hljóðið er veikt og þarfnast langs loftnets.
– Einfalt AM útvarp með hljóðmagnara: samt einfalt en hljóðið er sterkara vegna þess að það notar magnara.
– Ofurheterodyne: góð gæði, en mun flóknari fyrir byrjendur.
Fyrir þetta 1000 orða verkefni er AM útvarp með handvirkri stillingu og hljóðmagnara tilvalið. Stillingin er „handvirk“ og niðurstaðan er nokkuð heyranleg í gegnum litla hátalara.
-
3. Nauðsynlegir íhlutir
Hér er listi yfir algeng íhluti sem eru oft notaðir:
Stillingar- og merkjamóttökuhluti
– Breytilegur þétti (breytilegur þétti) í kringum 10–365 pF (algengt í AM útvarpstækjum)
– Spóla/spóla. Dós:
– tilbúin til notkunar spóla (AM ferrít loftnetsspóla), eða
– búðu til þína eigin með emaljeruðum vír á ferrítstöng
– Skynjaradíóða (t.d. 1N34A germaníum; eða 1N60, eða Schottky eins og BAT43)
– Lítil þétti fyrir síun (t.d. 10 nF–100 nF)
– Viðnám af mismunandi gildum (t.d. 10k–100k) eftir því hvaða rafrás er tekin upp
Hljóðhluti (magnari)
– Einfaldur hljóðmagnari, til dæmis:
– LM386 (vinsælast fyrir lítil útvarpsverkefni)
– 10k rúmmáls potentiometer
– Lítill 8 ohm hátalari eða heyrnartól
– Rafgreiningarþéttar fyrir tengingu (t.d. 10 µF, 100 µF)
– 9V eða 3–6V rafhlöðuaflgjafi (fer eftir stillingu)
Samsetningarbúnaður
– Brauðborð eða prentplata með götum
– Lóðmálmur og tin (ef um lokasamsetningu er að ræða)
– Startkaplar
– Hnappur til að stilla (valfrjálst en gerir það fallegra)
-
4. Að búa til stillingarhluta (LC) fyrir tíðnival
Mikilvægasti hluti handvirkrar stillingar er rafrás LC tanksins. Einfaldasta leiðin:
1. Notið breytilegan þétti sem C.
2. Setjið spóluna (L) sem hentar fyrir AM-tíðnisviðið (u.þ.b. 530–1600 kHz).
Valkostur 1: Að nota tilbúna AM ferrít loftnetsspólu
Margar eldri AM-útvarpstæki eru með spólur á ferrítstöngum. Þú getur notað þessar spólur því þær henta fyrir AM-sviðið og auðvelt er að stilla þær með breytilegum þétti.
Valkostur 2: Búðu til þína eigin spólu (áætlað)
– Útbúið ferrítstöng (má vera úr notuðu útvarpi).
– Notið 0,2–0,5 mm emaljerað vír.
– Vindið um 60–100 snúninga (fer eftir ferríti og þétti).
– Búðu til krana (grein) ef þú vilt gera tilraunir með næmi.
Þar sem raunverulegir íhlutir eru mismunandi þarf oft að prófa nokkrar vafningarnúmer þar til stillingarsviðið er hentugt.
-
5. Skynjarastig: Umbreyting RF merkja í hljóð
AM-merkið sem tekið er upp er enn hátíðnibylgja. Til að breyta því í hljóð er notaður umslagsmælir:
– Úttak LC-rásarinnar fer í díóðuna.
– Díóðan leiðréttir merkið þannig að hægt sé að fjarlægja hljóðhuluna.
– Lítill þétti hjálpar til við að fletja út RF merkið þannig að það sem eftir stendur er hljóðhlutinn.
Germaníumdíóður eru oft valdar vegna þess að þær hafa lága framspennu, sem gerir þær næmari fyrir veikum merkjum. Schottky-díóður geta einnig verið góður valkostur.
-
6. Bættu við hljóðmagnara (LM386) fyrir sterkt hljóð
Án magnara er hljóð skynjarans yfirleitt lágt (svipað og í kristalútvarpi). Þess vegna er gott að bæta við einföldum hljóðmagnara eins og LM386.
Almenna kerfið:
– Inntak LM386 tekur við hljóðmerki frá útgangi skynjarans í gegnum tengiþétti (t.d. 10 nF–100 nF eða 1 µF eftir þörfum).
– 10k potentiometer virkar sem rúmmál.
– Úttak LM386 til hátalarans fer í gegnum rafgreiningarþétti (venjulega 220 µF eða 470 µF).
– Bætið við hjáleiðarþétti (t.d. 100 nF) nálægt aflgjafapinnanum til að draga úr hávaða.
Þannig heyrist útvarpið greinilega í litlum hátalurum, sérstaklega ef AM stöðvarnar á þínu svæði eru nógu sterkar.
-
7. Ráðlagðar samsetningarskref
Til að gera þetta auðveldara og minna pirrandi, gerðu þetta í áföngum:
Skref 1: Setjið fyrst saman stillingar- og skynjarahlutana
– Setjið upp LC (spólu + breytilegan þétti).
– Tengdu díóðuna og síuþéttann.
– Reyndu að hlusta á hljóðútganginn með háviðnáms heyrnartólum (ef þú átt slík) eða með einföldum magnara.
Markmiðið er að tryggja að þú getir í raun „gripið“ útsendinguna þegar þú snýrð á stillinguna.
Skref 2: Bættu við LM386 magnaranum
– Setjið LM386 saman á brauðborð.
– Kveikja á rafhlöðunni.
– Tengdu hljóðið frá skynjaranum við LM386 inntakið.
– Setjið upp hátalarann og hljóðstyrksmæliinn.
Skref 3: Hreinsaðu uppsetninguna
Útvarpstæki eru viðkvæm fyrir hávaða og staðsetningu kapla. Ráð:
– Gerðu snúruna í LC-hlutanum eins stutta og mögulegt er.
– Haldið RF-hlutum (LC, díóðum) frá hátalaraútgangssnúrum sem bera meiri straum.
– Setjið upp hjáleiðarþétti á aflgjafann nálægt IC-inu.
-
8. Ráðleggingar um handvirka stillingu til að ná stöðvum auðveldlega
1. Notið góða loftnet
Fyrir AM nægir ferrítloftnet, en stundum hjálpa nokkrir metrar af vírloftneti á svæðum með veikt merki.
2. Stillið hægt
AM-rásin er þröng á sumum svæðum. Snúið henni hægt á meðan þið stillið hljóðstyrkinn.
3. Lágmarka truflunaruppsprettur
Ódýr hleðslutæki, ákveðin LED ljós og fartölvur geta allt valdið hávaða. Reynið að halda útvarpinu frá truflunargjöfum.
4. Notaðu einfalda jarðtengingu
Stundum getur það hjálpað móttökunni að tengja jarðtengingu rafrásarinnar við stóra vatns-/málmpípu (vertu varkár og vertu viss um að hún sé örugg).
-
9. Frekari þróun
Þegar útvarpið er farið að virka er hægt að stækka það:
– Bættu við stillingarskífu með tíðnikvarða.
– Búið til hlíf úr akrýl, tré eða þrívíddarprentun.
– Prófaðu aðra tíðnisvið (t.d. FM), en þarft flóknari hringrás.
– Bætið við RF magnarastigi fyrir framan skynjarann til að gera hann næmari.
-
Lokun
Að smíða útvarp með handvirkri stillingu er skemmtileg leið til að skilja grunnatriði útvarpssamskipta. Þetta verkefni kennir þér um LC-ómrásir, AM-greiningu með díóðum og hljóðmagnun með einföldum örgjörvum eins og LM386. Auk þess að skila áþreifanlegum árangri - útvarpi sem raunverulega nemur útsendingar - munt þú einnig öðlast hagnýtan skilning á því hvernig útvarpstækni virkar frá fyrstu dögum hennar til dagsins í dag.
Ef þú vilt get ég aðstoðað með nákvæmari rafrásarmynd, ráðleggingar um fjölda spóluvinda miðað við breytilega þéttinn sem þú ert með, eða leiðbeiningar um uppsetningu brauðborðs/PCB fyrir stöðugri niðurstöður og lágmarks hávaða.
