Kaip pasigaminti radiją su trumpojo nuotolio siųstuvu
Radijo imtuvo su trumpojo nuotolio siųstuvu konstravimas yra įdomus, edukacinis ir gana lengvas elektronikos projektas pradedantiesiems – svarbu atidžiai laikytis instrukcijų ir suprasti jo naudojimo apribojimus. Naudodami trumpojo nuotolio siųstuvą, galite siųsti garsą (pvz., iš mobiliojo telefono ar mikrofono) į FM radijo imtuvą namuose ir klausytis jo tam tikru dažniu. Šis projektas dažnai naudojamas moksliniams eksperimentams, mokantis pagrindinių elektronikos pagrindų arba tiesiog pramogai uždarose erdvėse.
Tačiau prieš pradėdami, svarbu suprasti, kad radijo siųstuvams taikomi dažnių reglamentai. Daugelyje šalių (įskaitant Indoneziją) reglamentuojamas siųstuvų naudojimas. Todėl turėtumėte naudoti mažos galios, labai trumpo nuotolio siųstuvus ir tik asmeniniams eksperimentams. Netrukdykite viešųjų transliacijų dažniams, pagalbos tarnyboms ar kitoms komunikacijoms.
1. Kaip veikia FM radijas ir siųstuvai
FM radijas veikia priimdamas elektromagnetines bangas FM dažnių diapazone (paprastai 88–108 MHz). FM siųstuvas generuoja tam tikro dažnio signalą ir moduliuoja jį garsu. Ši moduliacija vadinama dažnio moduliacija, kai garsas „uždedamas“ šiek tiek pakeičiant nešlio dažnį, kad jis atitiktų garso bangą. Tada FM radijas užfiksuoja tą signalą, demoduliuoja jį ir vėl paverčia garsu.
Trumpojo nuotolio siųstuvams paprastai naudojame paprastą grandinę, kurioje naudojamas RF (radijo dažnio) osciliatorius ir garso moduliatorius. Išėjimas prijungtas prie trumpos antenos, kad signalas netaptų per stiprus.
2. Reikalingi įrankiai ir medžiagos
Čia pateikiamos dažniausiai naudojamos medžiagos, reikalingos paprastam, mažos galios (trumpo nuotolio) FM siųstuvui pagaminti. Jį galite surinkti ant maketo arba perforuotos spausdintinės plokštės.
Elektroniniai komponentai:
1. RF tranzistorius (pvz., 2N2222, 2N3904 arba lygiavertis RF tranzistorius)
2. Rezistoriai (įvairios vertės, pvz., 10k, 1k, 100 omų – pritaikykite prie schemos)
3. Keraminiai ir elektrolitiniai kondensatoriai (pvz., 10 pF, 22 pF, 100 nF, 10 µF)
4. Induktoriai (ritės), kuriuos galima pagaminti rankiniu būdu iš emaliuotos vielos
5. Trimpotinis potenciometras arba kintamo dažnio kondensatorius (dažniui reguliuoti, neprivaloma, bet labai naudinga)
6. 3,5 mm garso lizdas arba elektretinis mikrofono modulis (pasirinkite pagal garso šaltinį)
7. 3–9 V maitinimo šaltinis (rekomenduojama naudoti baterijas, kad būtų mažiau triukšmo)
8. Antena (laidas ±10–30 cm bandymams artimu atstumu)
Darbo įrankiai:
– Lydmetalis ir alavas (jei nenaudojate kepimo plokštės)
– Pjovimo replės, replės smailiais galais
– Multimetras
– Duonos plokštė ir trumpikliai (nebūtina prototipų kūrimui)
– FM radijas kaip imtuvas (gali būti įprastas radijas arba mobilusis telefonas su FM radiju)
Pastaba: norint gauti stabilesnius rezultatus, naudokite švarią spausdintinę plokštę ir išdėstymą. RF grandinės yra jautrios kabelio ilgiui ir komponentų padėčiai.
3. Saugaus grandinės projekto pasirinkimas pradedantiesiems
Yra daug paprastų FM siųstuvų schemų. Pradedantiesiems rinkitės vieno tranzistoriaus FM siųstuvą arba labai mažos galios dviejų pakopų (osciliatorius + buferis) grandinę. Vieno tranzistoriaus grandinė yra paprasčiausia, bet paprastai būna mažiau stabili. Grandinė su buferiu yra stabilesnė, bet šiek tiek sudėtingesnė.
Jei esate visiškas pradedantysis, rekomenduojami žingsniai:
– Pradedant nuo vieno tranzistoriaus mini FM siųstuvo grandinės
– Atstumo bandymas vos už kelių metrų
– Būtinai naudokite trumpą anteną ir žemą įtampą.
4. Osciliatoriaus ritės (induktoriaus) gamyba
Viena svarbiausių FM siųstuvo dalių yra ritė. Ši ritė paprastai veikia kartu su kondensatoriumi ir sudaro LC (induktoriaus + kondensatoriaus) grandinę, kuri nustato osciliatoriaus dažnį.
Įprasti ritinių gamybos būdai:
1. Naudokite 0,5–0,8 mm skersmens emaliuotą vielą.
2. Apvyniokite 4–8 apsisukimus aplink mažą cilindrinį objektą (pavyzdžiui, 5 mm atsuktuvo antgalį).
3. Išimkite iš formos, tada sutvarkykite atstumą tarp ričių.
4. Nugramdykite emalio vielos galą, kad jį būtų galima lituoti.
Keičiant vijų skaičių ir atstumą tarp jų, galima pakeisti dažnį. Daugiau vijų paprastai sumažina dažnį. Mažiau vijų paprastai padidina dažnį.
5. Grandinės surinkimas
Štai bendrieji surinkimo žingsniai:
1. Paruoškite spausdintinę plokštę (duomenų plokštę arba perforuotą plokštę).
2. Sumontuokite tranzistorius, rezistorius ir kondensatorius pagal naudojamą schemą.
3. Prijunkite ritę prie osciliatoriaus sekcijos.
4. Prijunkite garso įvestį:
– Jei iš mobiliojo telefono, naudokite 3,5 mm lizdą ir imkite signalą iš ausinių išvesties.
– Jei naudojate elektretinį mikrofoną, jums reikės paprastos įtampos grandinės (rezistorius + kondensatorius), kad mikrofonas veiktų.
5. Kad sumažintumėte triukšmą, šalia maitinimo šaltinio pridėkite apėjimo kondensatorius (pvz., 100 nF ir 10 µF).
6. Prijunkite trumpą laidinę anteną (pvz., 15 cm) prie išvesties taško (pagal schemą).
7. Naudokite 3–9 V bateriją.
Pradedantiesiems iš pradžių naudokite 3–5 V bateriją, kad sumažintumėte perdavimo galią. Didesnė įtampa gali padidinti diapazoną, tačiau taip pat padidina riziką viršyti veikimo ribas ir padidinti iškraipymus, jei grandinė nestabili.
6. Dažnio nustatymas ir signalo testavimas
Įjungus grandinę, atlikite sąrankos veiksmus:
1. Įjunkite FM radijo imtuvą, nustatykite vidutinį garsumą.
2. Nuskaitykite tuščius dažnius (tuos, kuriuose nėra stiprių stočių).
3. Įjunkite siųstuvą, priartinkite radijo stotelę prie grandinės (0,5–2 metrų atstumu).
4. Lėtai sukite reguliuojamojo potenciometro / kondensatoriaus (jei yra) rankenėlę, kol išgirsite garsą.
5. Jei nėra kintamo kondensatoriaus, dažnį galite reguliuoti:
– Ištempkite arba priveržkite ritės apviją
– Mažo kondensatoriaus (pF) vertės keitimas LC grandinėje
Kad būtų paprasčiau, pasirinkite dažnį, kuris jūsų vietovėje yra visiškai laisvas. Jei priversite naudoti dažnį, kurį jau užima radijo stotis, rezultatai bus nevienodi ir gali trukdyti priėmimui.
7. Sumažina triukšmą ir garsas tampa aiškesnis
Paprasti siųstuvai dažnai girdi triukšmą, dūzgimą ar traškesį. Štai keletas patarimų, kaip tai išspręsti:
– Naudokite baterijas, o ne pigius adapterius.
– Sutrumpinkite laidus, ypač ritės ir tranzistorių dalyse.
– Pridėkite aplinkkelio kondensatorių prie tranzistoriaus kojų ir maitinimo šaltinio.
– Naudokite paprastą apsauginį gaubtą, kad sumažintumėte trukdžius, kylančius dėl prisilietimo rankomis. Daugelis paprastų siųstuvų keičia dažnį, kai laikomi rankoje, dėl kūno talpos efekto.
– Įsitikinkite, kad garso įvestis nėra per garsi. Jei garsas sklinda iš telefono, sumažinkite garsumą, kad išvengtumėte per didelės moduliacijos.
Jei garsas per tylus, galite pridėti paprastą garso stiprintuvo pakopą, tačiau išlaikykite grandinę energiją taupančią ir artimo diapazono.
8. Paprastos radijo sistemos sukūrimas namuose
Kai siųstuvas veikia, galite sukonstruoti nedidelį „namų radiją“:
– Prijunkite garso šaltinį: muzikos grojaraštį, įrašą arba mikrofoną transliacijai.
– Transliacijoms priimti naudokite FM radiją kitame kambaryje.
– Pastatykite siųstuvą saugioje ir stabilioje vietoje (pvz., ant darbo stalo).
– Naudokite trumpiausią anteną, kuria vis dar galima priimti signalą norimame taške.
Edukaciniuose pavyzdžiuose galite paaiškinti osciliatorių, LC rezonanso, moduliacijos sąvokas ir dažnių spektro reguliavimo svarbą.
9. Saugumas ir teisėtumas
Tai labai svarbi dalis. Nors grandinė yra mažos galios, radijo siųstuvas iš esmės skleidžia signalą į orą. Kad būtų saugu:
– Naudokite kuo mažesnę galią.
– Apribokite antenos veikimo atstumą iki nedidelio atstumo.
– Pasirinkite tuščią dažnį ir netrukdykite oficialioms stotims.
– Naudoti tik asmeniniams eksperimentams.
– Patikrinkite vietinius radijo dažnių siųstuvų naudojimo reglamentus.
Jei norite tikrai „nereglamentuojamo“ projekto, apsvarstykite alternatyvas, tokias kaip „Bluetooth“ garso siųstuvas (trumpojo nuotolio) arba laidinė garso sistema.
10. Pennutup
Trumpojo nuotolio radijo siųstuvo konstravimas iš tikrųjų gali būti atliktas naudojant paprastą grandinę: FM osciliatorių, garso moduliatorių ir trumpą anteną. Šis projektas daug ko išmoko – nuo LC grandinių ir dažnio derinimo iki tinkamo RF komponentų surinkimo praktikos. Sėkmės raktas yra tikslumas, laipsniškas derinimas ir mažas energijos suvartojimas, siekiant užtikrinti saugumą ir išvengti trukdžių.
Jei norite, galiu padėti su konkretesnėmis versijomis: pavyzdžiui, pilnu dalių sąrašu su konkrečiomis vertėmis (BOM), paprasta trumpojo nuotolio FM siųstuvo grandinės schema ir derinimo žingsniais, atsižvelgiant į jūsų turimus komponentus.
