Leiðbeiningar um samsetningu útvarps með sendieiningu
Að smíða útvarp með sendieiningu er áhugavert rafeindaverkefni því það sameinar grunnþekkingu á RF (útvarpsbylgjum), hljóði og aflgjöfum. Með tiltölulega auðfáanlegum íhlutum er hægt að smíða einfalt sendikerfi fyrir hljóðtilraunir á stuttum færi - til dæmis sýnikennslu í rannsóknarstofu, nám í meginreglum útvarpsbylgna eða innri samskipti í lokuðu rými. Þessi grein fjallar um grunnhugtök, íhlutalista, samsetningarskref, prófanir og bilanaleit til að tryggja að verkefnið gangi snurðulaust og örugglega fyrir sig.
1. Skilja grunnhugtök útvarpskerfa
Útvarpskerfi samanstendur í raun af tveimur hlutum: sendanda og móttakara. Í sendinum er hljóðmerki (rödd) „lagt“ ofan á burðarbylgju á ákveðinni tíðni með mótunarferli. Móttakarinn fangar þessa bylgju í gegnum loftnet og aðskilur síðan hljóðmerkið svo hægt sé að heyra það í gegnum hátalara eða heyrnartól.
Í þessu verkefni er áherslan lögð á að smíða útvarp með tilbúnum sendibúnaði (t.d. mini FM sendibúnaði eða RF hljóðsendibúnaði). Þessar einingar innihalda yfirleitt þegar sveiflara, mótunarrás og stundum innbyggðan RF magnara. Kosturinn við að nota búnað er að þú þarft ekki að hanna RF rásina frá grunni, sem gerir samsetningu auðveldari og eykur líkur á árangri.
2. Nauðsynlegir búnaður og íhlutir
Áður en samsetning hefst skal undirbúa eftirfarandi verkfæri og íhluti:
Vinnutæki
1. Gæðalóðmálmur og lóðjárn.
2. Lítil klippitöng og náltöng.
3. Fjölmælir til að mæla spennu og samfelldni.
4. Lítill skrúfjárn, pinsett og startsnúra.
5. Brauðborð (valfrjálst) fyrir fyrstu prófanir.
Helstu íhlutir
1. Sendieining (t.d. lítill FM-sendieining með hljóðinntaki og aflgjafa).
2. Hljóðgjafi: getur verið úr farsíma, MP3 spilara eða rafhljóðnema.
3. Lítil hljóðmagnararás (valfrjálst) ef inntak einingarinnar krefst ákveðins hljóðstyrks.
4. Aflgjafi: 9V rafhlaða, 18650 Li-ion rafhlaða með niður-/upphleðslustraumi eða jafnstraums millistykki í samræmi við eininguna.
5. Loftnet: koparvír (u.þ.b. 15–75 cm eftir tíðni og hönnun einingar).
6. Kapall, hljóðtengi (3,5 mm tengill) og rofi til að kveikja/slökkva.
7. Hlífðarkassi (valfrjálst) til að halda rafrásinni snyrtilegri og öruggri.
Að auki skal útbúa hjáleiðarþétta (til dæmis 100 nF og 10 µF) til að stöðuga aflgjafann svo að einingin gefi ekki auðveldlega frá sér hljóð eða detti ekki auðveldlega þegar hún er í notkun.
3. Að velja rétta sendieininguna
Það eru nokkrar algengar gerðir af sendiseiningum:
– FM-sendieining: hentar til að senda hljóð sem móttekið er af venjulegu FM-útvarpi. Virkar venjulega á tíðnisviðinu 88–108 MHz.
– 433 MHz/315 MHz RF-eining: oft notuð fyrir gögn, en það eru líka til hljóðútgáfur. Móttakarinn þarfnast sérstakrar einingar, ekki FM-útvarps.
– Bluetooth sendiseining (ekki hefðbundin RF), hagnýtari en inniheldur ekki hliðrænan útvarpssendi.
Fyrir auðveldasta prófunarverkefnið „útvarp með senditæki“ er oft valið FM-sendetæki því þú getur notað FM-útvarp sem móttakara.
Gefðu gaum að forskriftum einingarinnar: vinnuspennu, straumnotkun, gerð hljóðinngangs (mónó/stereó), tíðnistillingaraðferð (trímótor, DIP-rofi eða stafræn stýring) og loftnetskröfum.
4. Grunnrás og tengimynd
Almennt eru grunntengingarnar:
1. Aflgjafi → sendiseining
2. Hljóðgjafi → hljóðinntakseining
3. Loftnet → loftnetspinni á einingunni
Til að halda kerfinu stöðugu:
– Setjið upp 100 nF þétti nálægt VCC og GND pinnum einingarinnar.
– Bætið við 10 µF–100 µF rafgreiningarþétti við aflgjafann til að dempa öldur.
Ef inntak frá farsíma er notað í gegnum 3,5 mm tengið:
– Notið varnaðar hljóðsnúrur ef þær eru tiltækar.
– Tengdu hljóðjarðtenginguna við jarðtengingu einingarinnar.
– Ef einingin tekur aðeins við mónó, skaltu sameina V og H merkin með viðnámi (t.d. 1 kΩ + 1 kΩ) til að koma í veg fyrir að útgangar símans „rekist“ saman.
Ef notaður er rafsegulhljóðnemi:
– Þú þarft hlutdrægniviðnám og einfaldan forstigsmagnara (t.d. með því að nota lítinn transistor eða rekstrarmagnara-IC) því hljóðnemamerkið er mjög lítið.
5. Samsetningarskref
Skref 1: Prófaðu eininguna og aflgjafann
Áður en lóðun er gerð varanlega skal prófa eininguna á brauðborði:
– Gakktu úr skugga um að inntaksspennan sé innan forskrifta.
– Mælið með fjölmæli hvort VCC sé stöðugt.
– Gakktu úr skugga um að einingin ofhitni ekki.
Skref 2: Setjið upp íhluti aflgjafans
Lóðið 100 nF og 10 µF þétta nálægt aflgjafapinnunum á einingunni. Þetta er mikilvægt til að draga úr hávaða og koma í veg fyrir að einingin endurstillist eða sveiflist óstöðugt.
Skref 3: Tengdu hljóðinntakið
– Ef þú notar farsíma skaltu nota 3,5 mm tengi og góða snúru.
– Ef hljóðnemi er notaður skal fyrst setja saman hljóðnemann og formagnararásina og síðan stinga þeim í tengið á einingunni.
Stilltu hljóðstyrkinn: of hár getur valdið röskun, of lágur getur gert hljóðið mjúkt. Sumar einingar eru með stillingar fyrir inntaksstyrk eða frávik í mótun.
Skref 4: Setjið upp loftnetið
Hægt er að nota einfalda koparvírsloftnet. Fyrir FM (um 100 MHz) nægir fjórðungsbylgjulengd upp á um 75 cm. Hins vegar, á litlum einingum, geta jafnvel styttri loftnet virkað fyrir stuttar vegalengdir. Festið loftnetið upprétt og fjarri hávaðasömum aflgjafarásum.
Skref 5: Samsetning í kassanum
Þegar rafrásin virkar skaltu færa hana yfir á gataða prentplötu eða búa til snyrtilega uppsetningu. Settu eininguna fjarri löngum hljóð- og rafmagnssnúrum til að koma í veg fyrir truflanir. Bættu við ON/OFF rofa og, ef nauðsyn krefur, LED vísir með viðnámi.
6. Prófunar- og aðlögunaraðferð
1. Finndu lausa tíðni á FM útvarpsmóttakaranum (engar sterkar útsendingar).
2. Stilltu tíðni sendisins í samræmi við tóma tíðnina.
3. Spilaðu hljóð úr uppruna (síma/MP3).
4. Færðu útvarpsviðtækið nær og aukið síðan fjarlægðina hægt og rólega.
Ef hljóðið hvæsir:
– Athugið jarðtengingu hljóðs og jarðtengingu einingar.
– Gætið þess að rafmagnið detti ekki út.
– Reyndu að stytta hljóðsnúruna eða nota varnaðan snúru.
Ef hljóðið rofnar:
– Lækkaðu hljóðstyrk hljóðgjafans.
– Stilltu inntaksstillinguna (ef einhver er).
– Gakktu úr skugga um að engin klemma sé á forstigsmagnaranum fyrir hljóðnemann.
7. Almenn bilanaleit
Vandamál: Ekkert hljóð
– Gakktu úr skugga um að einingin sé kveikt (athugaðu VCC spennuna).
– Gakktu úr skugga um að útvarpstíðni sendisins og móttakarans sé sú sama.
– Athugið hljóð- og jarðsnúrurnar.
Vandamál: Hljóðið er til staðar en lágt.
– Inntaksstyrkurinn er of lágur, hækkaðu hljóðstyrkinn.
– Notið formagnara ef þið notið hljóðnema.
– Athugaðu hvort einingin þurfi sérstakan línustigsinntak.
Vandamál: Mikið hávaða/suður
– Bætið við síuþétti við aflgjafann.
– Notið hreinsiefni fyrir jafnstraumsbreyti eða rafhlöðu.
– Aðskiljið hljóðleiðina frá aflgjafaleiðinni.
Vandamál: Mjög stutt drægni
– Athugaðu loftnetið og tengingar þess.
– Gakktu úr skugga um að loftnetspinninn sé ekki brotinn.
– Notið hærri og óhindraða staðsetningu fyrir loftnetið.
8. Öryggisráð og mikilvægar athugasemdir
Þegar útvarpssendir er settur saman er mikilvægt að huga að reglum um rafmagnsöryggi og notkun tíðni. Notið lága orkunotkun fyrir tilraunir á stuttum færi, gætið þess að tækið trufli ekki aðra fjarskiptaþjónustu og forðist notkun sem gæti truflað opinberar útsendingar. Í námsskyni skal framkvæma prófanir í stýrðu umhverfi og nota einingu með lága sendiafl.
Lokun
Að smíða útvarp með sendieiningu er frábært verkefni til að læra grunnatriði rafeindatækni og útvarpssamskipta. Með réttri sendieiningu, stöðugri aflgjafa, hreinni hljóðleið og viðeigandi loftneti er hægt að smíða einfalt hljóðsendikerfi sem útvarpsviðtæki getur tekið á móti. Byrjaðu með grunnrás, framkvæmdu skref-fyrir-skref prófanir og fínstilltu smáatriði eins og aflgjafasíur og raflögn til að ná hreinum og samræmdum niðurstöðum. Gangi þér vel og vonandi verður þetta verkefni fyrsta skrefið í átt að dýpri rannsóknum á útvarpsrafeindum.
