Kā izveidot radio ar manuālas regulēšanas iespēju
Radio var izklausīties pēc “klasiskas” tehnoloģijas, taču tieši tāda ir tās pievilcība. Neskatoties uz vienkāršību, radio ir elektroniska ierīce, kas apvieno elektromagnētisko viļņu, rezonanses, signāla pastiprināšanas un frekvenču izvēles koncepcijas. Sava radio izveide, īpaši tāda, kam ir manuālas regulēšanas iespējas, ir gan jautrs, gan izglītojošs projekts. Izmantojot manuālo regulēšanu, varat pagriezt pogu, lai atrastu staciju, izjust pārraides “noķeršanas” azartu un saprast, kā frekvences tiek atlasītas bez automātiskās skenēšanas palīdzības.
Šajā rakstā ir aplūkoti vienkārša radio ar manuālu regulēšanu koncepti, komponenti un vispārīgi soļi. Mēs koncentrējamies uz AM (amplitūdas modulācijas) radio uztvērējiem, jo tos ir vieglāk uzbūvēt un tie ir piemēroti iesācējiem.
Sākot no
1. Izprotiet manuālās radiostaciju regulēšanas darbības principu
Radio pamatā veic trīs galvenos uzdevumus:
1. Uztveriet radiosignālus, izmantojot antenu.
2. Noteiktas frekvences izvēle no daudzajiem ienākošajiem signāliem (šī ir regulēšanas funkcija).
3. Pārveido signālu audio signālā un pastiprina to, lai to varētu dzirdēt skaļruņos vai austiņās.
Manuālajā radiostaciju noskaņošanā frekvences izvēle tiek veikta, izmantojot LC rezonanses ķēdi — induktora (L) un kondensatora (C) kombināciju. Pagriežot noskaņošanas pogu, mainās kondensatora (parasti mainīga kondensatora) vērtība, tādējādi mainot rezonanses frekvenci.
Rezonanses frekvences formula:
\[
f = ∫(1}{2π ∫(LC))
\]
Tas ir, mainot C, jūs maināt f, un radio izvēlas staciju, kuras frekvence atbilst.
Sākot no
2. Nosakiet izgatavojamā radio veidu
Ir vairākas dizaina iespējas:
– Kristāla radio (bez akumulatora): vienkāršākais, bet skaņa ir vāja un nepieciešama gara antena.
– Vienkāršs AM radio ar audio pastiprinātāju: joprojām vienkāršs, bet skaņa ir spēcīgāka, jo tajā tiek izmantots pastiprinātājs.
– Superheterodīns: laba kvalitāte, bet iesācējiem daudz sarežģītāks.
Šim 1000 vārdu projektam ideāla izvēle ir AM radio ar manuālu regulēšanu un audio pastiprinātāju. Regulēšana šķiet “manuāla”, un rezultāti ir diezgan dzirdami caur maziem skaļruņiem.
Sākot no
3. Nepieciešamās sastāvdaļas
Šeit ir saraksts ar bieži izmantotajām sastāvdaļām:
Skaņošanas un signāla uztveršanas sadaļa
– Mainīgs kondensators (mainīgs kondensators) aptuveni 10–365 pF (izplatīts AM radioaparātos)
– Induktors/spole. Var:
– lietošanai gatava spole (AM ferīta antenas spole) vai
– izveidojiet pats ar emaljētu stiepli uz ferīta stieņa
– Detektora diode (piemēram, 1N34A germānijs; alternatīvi 1N60 vai Šotkija diode, piemēram, BAT43)
– Mazi kondensatori filtrēšanai (piemēram, 10 nF–100 nF)
– Dažādu vērtību rezistori (piemēram, 10k–100k) atkarībā no shēmas
Audio sadaļa (pastiprinātājs)
– Vienkārša audio pastiprinātāja integrālā shēma, piemēram:
– LM386 (vispopulārākais maziem radio projektiem)
– 10k tilpuma potenciometrs
– Mazs 8 omu skaļrunis vai austiņas
– Elektrolītiskie kondensatori savienošanai (piemēram, 10 µF, 100 µF)
– 9 V vai 3–6 V akumulatora barošanas avots (atkarībā no konfigurācijas)
Montāžas aprīkojums
– Maizes plate vai PCB ar caurumiem
– Lodmetāls un alva (ja ir galīgā montāža)
– Iedarbināšanas kabeļi
– Regulēšanas poga (pēc izvēles, bet padara izskatu pievilcīgāku)
Sākot no
4. Skaņošanas sekcijas (LC) izveide frekvences izvēlei
Manuālās regulēšanas vissvarīgākā daļa ir LC tvertnes ķēde. Vienkāršākais veids:
1. Izmantojiet maināmu kondensatoru kā C.
2. Uzstādiet AM diapazonam (aptuveni 530–1600 kHz) piemērotu spoli (L).
1. variants: Izmantojot gatavu AM ferīta antenas spoli
Daudziem vecākiem AM radioaparātiem ir spoles uz ferīta stieņiem. Tās var izmantot, jo tās ir piemērotas AM diapazonam un viegli noregulējamas ar maināmu kondensatoru.
2. variants: izveidojiet savu spoli (aptuveni)
– Sagatavojiet ferīta stieni (var ņemt no lietota radioaparāta).
– Izmantojiet 0,2–0,5 mm emaljētu stiepli.
– Aptiniet apmēram 60–100 apgriezienus (atšķirsies atkarībā no ferīta un kondensatora).
– Izveidojiet krānu (atzaru), ja vēlaties eksperimentēt ar jutību.
Tā kā reālās sastāvdaļas atšķiras, bieži vien ir jāizmēģina vairāki tinumu skaitļi, līdz skaņošanas diapazons ir piemērots.
Sākot no
5. Detektora posms: RF signālu pārveidošana audio signālos
Uztvertais AM signāls joprojām ir augstfrekvences vilnis. Lai to pārveidotu audio viļņos, tiek izmantots aploksnes detektors:
– LC ķēdes izeja nonāk diodē.
– Diode iztaisno signālu, lai varētu noņemt audio “plīvuru”.
– Neliels kondensators palīdz saplacināt RF signālu, lai paliktu tikai audio komponents.
Germānija diodes bieži izvēlas, jo tām ir zems tiešais spriegums, kas padara tās jutīgākas pret vājiem signāliem. Šotki diodes var būt arī laba alternatīva.
Sākot no
6. Pievienojiet audio pastiprinātāju (LM386), lai iegūtu spēcīgu skaņu
Bez pastiprinātāja detektora skaņa parasti ir klusa (līdzīgi kā kristāla radio). Tāpēc pievienojiet vienkāršu audio pastiprinātāju, piemēram, LM386.
Vispārīgā shēma:
– LM386 ieeja saņem audio signālu no detektora izejas caur savienojuma kondensatoru (piemēram, 10 nF–100 nF vai 1 µF atkarībā no prasībām).
– 10k potenciometrs darbojas kā skaļuma regulators.
– LM386 izeja uz skaļruni iet caur elektrolītisko kondensatoru (parasti 220 µF vai 470 µF).
– Lai samazinātu troksni, pievienojiet apvada kondensatoru (piemēram, 100 nF) barošanas kontakta tuvumā.
Tādā veidā radio būs skaidri dzirdams mazos skaļruņos, it īpaši, ja jūsu reģionā AM stacijas ir pietiekami spēcīgas.
Sākot no
7. Ieteicamie montāžas soļi
Lai padarītu to vienkāršāku un mazāk nomācošu, dariet to pakāpeniski:
1. darbība: vispirms salieciet regulēšanas + detektora detaļas
– Uzstādiet LC (spoli + maināmo kondensatoru).
– Pievienojiet diodi un filtra kondensatoru.
– Mēģiniet klausīties audio izeju ar augstas pretestības austiņām (ja jums tādas ir) vai pievienot tās vienkāršam pastiprinātājam.
Mērķis ir nodrošināt, lai, ieslēdzot skaņošanu, jūs faktiski varētu "noķert" pārraidi.
2. darbība: pievienojiet LM386 pastiprinātāju
– Salieciet LM386 uz maketplates.
– Ieslēdziet akumulatoru.
– Pievienojiet detektora audio signālu LM386 ieejai.
– Uzstādiet skaļruni un skaļuma potenciometru.
3. solis: Sakārtojiet izkārtojumu
Radioaparāti ir jutīgi pret troksni un kabeļu novietojumu. Padomi:
– Izveidot kabeli LC sekcijā pēc iespējas īsāku.
– Turiet RF detaļas (LC, diodes) tālāk no skaļruņu izejas kabeļiem, pa kuriem plūst lielāka strāva.
– Uzstādiet apvada kondensatoru barošanas avotā pie integrālās shēmas (IC).
Sākot no
8. Manuālas regulēšanas padomi, lai viegli uztvertu stacijas
1. Izmantojiet labu antenu
AM diapazonam pietiek ar ferīta antenu, bet dažreiz vāja signāla zonās palīdz daži metri stieples antenas.
2. Lēnām pagrieziet skaņošanas pogu
AM radiostacijā dažviet ir šaurs kanāls. Grieziet to lēnām, vienlaikus regulējot skaļumu.
3. Samaziniet traucējumu avotus
Lēti lādētāji, noteiktas LED spuldzes un klēpjdatori var radīt troksni. Centieties radio turēt tālāk no traucējumu avotiem.
4. Izmantojiet vienkāršu zemējumu
Dažreiz ķēdes zemējuma pievienošana lielai ūdens/metāla caurulei var uzlabot uztveršanu (esiet uzmanīgi un pārliecinieties, ka tas ir droši nostiprināts).
Sākot no
9. Turpmākā attīstība
Kad radio darbojas, varat to paplašināt:
– Pievienojiet regulēšanas pogu ar frekvenču skalu.
– Izgatavojiet korpusu no akrila, koka vai 3D drukas.
– Izmēģiniet citu joslu (piemēram, FM), taču nepieciešama sarežģītāka shēma.
– Pirms detektora pievienojiet RF pastiprinātāja pakāpi, lai padarītu to jutīgāku.
Sākot no
Pennutup
Radioaparāta ar manuālas regulēšanas iespēju izveide ir jautrs veids, kā izprast radiosakaru pamatus. Šajā projektā jūs apgūsiet LC rezonanses shēmas, AM detekciju ar diodēm un audio pastiprināšanu, izmantojot vienkāršas integrālās shēmas, piemēram, LM386. Papildus taustāmiem rezultātiem — radioaparātam, kas faktiski uztver raidījumus — jūs iegūsiet arī praktisku izpratni par radiotehnoloģiju darbību no tās pirmsākumiem līdz mūsdienām.
Ja vēlaties, varu palīdzēt ar specifiskāku shēmas shēmu, ieteikumu par spoļu vijumu skaitu, pamatojoties uz jūsu mainīgo kondensatoru, vai maketēšanas plates/drukātās shēmas plates izkārtojuma rokasgrāmatu stabilākiem rezultātiem un minimālam trokšņa līmenim.
