Удаан эдэлгээтэй зөөврийн радио хийх техникүүд
Зөөврийн радио нь өнөөдөр ч хамааралтай төхөөрөмж хэвээр байна. Интернетийн хүлээн авалт муутай газарт ашиглах боломжтойгоос гадна онцгой байдал, гадаа үйл ажиллагаа, мэдээллийн хяналт, тэр ч байтугай энгийн зугаа цэнгэлийн үед ч маш их хэрэгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч зөөврийн радиогийн нэг сонгодог асуудал бол бат бөх чанар бөгөөд зөвхөн батерейны ашиглалтын хугацаа төдийгүй төхөөрөмжийн урт хугацааны хэрэглээ, гэрлийн нөлөөлөл, чийгшил, тогтвортой дохио хүлээн авах эсэргүүцэл юм. Энэ нийтлэлд эд анги сонгох, эрчим хүчний хэмнэлттэй цахилгаан хангамжийн дизайнаас эхлээд өдөр тутмын хэрэглээний өмнө механик дизайн, хэрэгжих боломжийн туршилт хүртэл бат бөх зөөврийн радио бүтээх аргуудыг авч үзэх болно.
1. Хэрэглээний техникийн тодорхойлолт болон зорилгыг тодорхойлох
Эхний алхам бол хэрэгцээг тодорхойлох явдал юм. Радиог дараах зорилгоор ашиглах уу?
– Энгийн аналог/дижитал хүлээн авагч ашиглан өдөр тутмын FM/AM нэвтрүүлгийг сонсоорой.
– Гадаа үйл ажиллагаа (авирах, кемп хийх) нь бат бөх их бие, хангалттай том чанга яригч, цацрахаас хамгаалах, батерейны ашиглалтын хугацаа урт байхыг шаарддаг.
– Онцгой байдлын үед хос эрчим хүчний эх үүсвэр (зай + нарны хавтан/гарын тахир/цахилгаан банк), батерейны тод индикатор, хүчтэй дохио хүлээн авах шаардлагатай.
Техникийн үзүүлэлтүүдийг эрт тодорхойлох нь зардлын хэтрэлтээс сэргийлж, илүү төвлөрсөн дизайн хийх боломжийг олгодог. Удаан хугацааны гүйцэтгэлийн хувьд эрчим хүчний үр ашигтай хэрэглээ, батерейны чанар, аюулгүй цэнэглэх менежмент, бат бөх хийц зэрэг тэргүүлэх чиглэлүүд багтдаг.
2. Үр ашигтай радио хүлээн авагчийн модулийг сонгох
Цахилгаан зарцуулалтын хувьд орчин үеийн радио хүлээн авагчийн модулиуд нь уламжлалт аналог хэлхээнээс илүү үр ашигтай байх хандлагатай байдаг (хэрэгжүүлэлтээс хамааран). Түгээмэл хэрэглэгддэг зарим сонголтууд:
1. Дижитал IC дээр суурилсан FM хүлээн авагч модуль
Дижитал модулиуд нь ерөнхийдөө сайн мэдрэмжтэй, автомат суваг хайлттай, харьцангуй бага эрчим хүч зарцуулдаг. Модулиуд нь бага эрчим хүчний горимтой, тогтвортой демодуляцийн чанартай эсэхийг шалгаарай.
2. Олон зурвасын AM/FM хүлээн авагч
Хэрэв та уян хатан байдлыг хүсч байвал AM болон FM хоёуланг нь дэмждэг модулийг сонгоорой. Гэсэн хэдий ч AM нь шилжүүлэгч хэлхээнээс (жишээлбэл, алхам алхмаар хөрвүүлэгч) гарах чимээнд илүү мэдрэмтгий байж болохыг санаарай. Тиймээс хэлхээний самбарын зохион байгуулалт болон шүүлтүүрт анхаарлаа хандуулаарай.
3. Интерфэйс болон хяналтын асуудлууд
I2C/SPI интерфэйстэй модулиуд нь маш уян хатан байдлыг санал болгодог боловч микроконтроллер шаарддаг. Энгийн болгохын тулд нарийн төвөгтэй удирдлагын системийн хэрэгцээг арилгаж, товчлуурууд болон шууд аудио гаралтыг аль хэдийн агуулсан модулийг сонгоорой.
Батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд өндөр хүчдэл шаарддаггүй, Лити-ион батерейны хүчдэлд (ойролцоогоор 3,0–4,2 В) тогтвортой хэвээр байгаа модулийг сонгоорой.
3. Цахилгаан хангамжийн систем: Урт хугацааны цахилгаан хангамжийн түлхүүр
Зөөврийн радиогийн бат бөх чанар нь түүний цахилгаан хангамжийн загвараас ихээхэн хамаардаг. Хэд хэдэн чухал техник байдаг:
а) Батерейны төрлийг сонгох
– Li-ion 18650 нь том хүчин чадал, хялбар хэрэглээ, өндөр эрчим хүчний нягтралтай тул түгээмэл сонголт юм.
– 1 18650 эс ашиглах нь илүү хялбар боловч илүү хүчирхэг чанга яригчийн хувьд та 2 зэрэгцээ эс (нэмэгдсэн багтаамжтай) эсвэл шаардлагатай бол бусад тохиргоог ашиглаж болно.
Хэрэв таны зорилго удаан эдэлгээтэй радио бол чанартай эсүүд ашиглаж, "хуурамч багтаамж"-аас зайлсхий. Аюулгүй ашиглахын тулд хэт цэнэглэх, хэт цэнэггүй болгох, богино холболтоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд батерейны хамгаалалт (BMS/хамгаалалтын самбар) нэмж оруулаарай.
б) Аюулгүй цэнэглэх удирдлага
Дараахтай цэнэглэх модулийг ашиглана уу:
– Лити-ионы CC/CV цэнэглэлт
– Боломжтой бол температурын хамгаалалт
– Цэнэглэх төлөвийн индикатор
– 5V USB оролт (цахилгаан банк болон адаптеруудад тохиромжтой)
Батерейны урт наслалтын гол түлхүүр нь хэт цэнэглэхээс зайлсхийх, батерейг хэт их дуусгахаас урьдчилан сэргийлэх явдал юм. Хэрэв радиог батерей бүрэн дуустал асаалттай орхивол түүний ашиглалтын хугацаа хурдан буурна. Тиймээс хамгийн тохиромжтой систем нь бага хүчдэлийн таслууртай байх ёстой.
в) Хүчдэл зохицуулагчийн үр ашиг
– Хэрэв хэлхээ бүхэлдээ 3,3–4,2 В хүчдэлээр ажиллаж чадвал цахилгаан алдагдлыг бууруулахын тулд нэмэлт хүчдэлгүйгээр хийсэн нь дээр.
– Хэрэв танд тогтвортой хүчдэл (жишээ нь 3,3 В) хэрэгтэй бол үр ашигтай бага уналтын хөрвүүлэгч эсвэл LDO ашиглана уу.
– Илүү их хүч шаарддаг аудио өсгөгчийн хувьд батерейны хүчдэл дээр сайн ажиллах боломжтой D ангиллын өсгөгчийг авч үзье.
Зохицуулагчийн үр ашиг нь батерейны ашиглалтын хугацаанд шууд нөлөөлдөг. Ашиглалтын хугацааг ойролцоогоор тооцоолж болох бөгөөд батерейны багтаамжийг (mA) нийт гүйдлийн зарцуулалтад (mA) хувааж, дараа нь үр ашгийн коэффициентоор үржүүлнэ.
4. Эрчим хүчний хэмнэлттэй өсгөгч болон чанга яригч сонгох
Аудио хэсэг нь ихэвчлэн хамгийн их эрчим хүч зарцуулдаг. Техник:
– D ангиллын өсгөгч ашиглана уу, учир нь энэ нь AB ангиллын өсгөгчөөс өндөр үр ашигтай байдаг.
– Дууг хангалттай чанга гаргахын тулд сайн мэдрэмжтэй (жишээ нь 88–92 дБ) чанга яригч сонгоорой, ингэснээр их хэмжээний цахилгаан шаардалгүйгээр дуугарна.
– Дуу чимээгүй аналог/дижитал дууны хяналтыг нэмнэ үү.
Түүнчлэн, хайрцаг болон чанга яригчийн сараалжны загвар нь дууны чанарт нөлөөлдөг. Хатуу, бат бөх хайрцаг нь илүү сайн басс гаргаж, хэрэглэгчдэд дууг бага чангалах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь эрчим хүчийг хэмнэдэг.
5. Антенны дизайн ба дохионы олшруулалт
Хүлээн авалт муу байх нь хэрэглэгчдийг дууны хэмжээг байнга нэмэгдүүлэх эсвэл тасралтгүй сканнердахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь зарим загварт эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлж, тав тухыг бууруулдаг. Хүлээн авалтыг сайжруулах зарим аргууд нь:
– FM-ийн хувьд хангалттай урттай дуран антенн эсвэл антенны кабель ашиглана уу.
– Антенны зам нь шилжүүлэгч хөрвүүлэгч болон өсгөгч зэрэг дуу чимээний эх үүсвэрээс хол байгаа эсэхийг шалгаарай.
– Хэлхээний самбар болон аудио шугам дээр сайн газардуулга ашиглана уу.
Хэрэв загвар нь үүнийг дэмжиж байвал, ялангуяа сул дохионы бүсэд хүлээн авалтыг илүү тогтвортой болгохын тулд тохирох хэлхээ эсвэл энгийн шүүлтүүр нэмж болно.
6. Хэлхээний самбарын дизайн ба дуу чимээг бууруулах
Бат бөх чанар нь зөвхөн бие махбодийн гүйцэтгэл төдийгүй олон жилийн турш тогтвортой гүйцэтгэлтэй холбоотой юм. Сайн хэлхээний зохион байгуулалт нь дуу чимээнээс урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг:
– Цахилгаан, RF (радио) болон аудио хэсгүүдийг тусгаарла.
– IC бүрийн ойролцоо салгах конденсаторыг ашиглана уу.
– Хэрэв buck/boost хөрвүүлэгч ашиглаж байгаа бол индуктор болон конденсаторыг өгөгдлийн хуудасны зөвлөмжийн дагуу суурилуулж, цэвэр газардуулгын хавтгайг хангана уу.
Аудио зам руу орж буй чимээ нь радиог дуугаргахад хүргэдэг. RF суваг руу орж буй чимээ нь муу хүлээн авалт үүсгэж болзошгүй. Сахилга баттай хэлхээний загвар нь төхөөрөмжид дээд зэргийн мэдрэмж, удаан эдэлгээтэй чанарыг өгдөг.
7. Механик дизайн: Бат бөх, арчлахад хялбар их бие
Зөөврийн радиог ихэвчлэн унагаах, мөргөх эсвэл гадаа ашиглах тохиолдол гардаг. Дараах механик загварыг хэрэглэнэ үү:
– Хангалттай зузаан ABS эсвэл поликарбонат бүрхүүл ашиглана уу.
– Булангууд дээр резинэн дэвсгэр эсвэл гулсахгүй хөл нэмнэ үү.
– Өсгөгч болон батерейг хангалттай агааржуулах боловч тоос шороо амархан нэвтрэх боломжтой том нүхнүүдээс зайлсхий.
– Хагарал үүсэхээс сэргийлж бат бөх эрэг болон хэлхээний хавтан ашиглана уу.
Урт хугацааны бат бөх байдлын хувьд модульчлагдсан дизайн чухал ач холбогдолтой: батерейг солиход хялбар, товчлуур болон потенциометрт хялбархан хүрэх боломжтой, холбогч амархан сулардаггүй байх ёстой.
8. Санал болгож буй эрчим хүч хэмнэх онцлогууд
Үүнийг үнэхээр удаан эдэлгээтэй болгохын тулд дараах шинж чанаруудыг нэмж оруулна уу.
– Автомат унтах: хэдэн минутын турш идэвхгүй байсны дараа радио унтрах эсвэл хүлээлгийн горимд орно.
– Батерейны индикатор: ингэснээр хэрэглэгчид батерейг маш бага байлгахаас сэргийлнэ.
– Зөв цахилгаан унтраалга: зөвхөн аудиог ч биш, гүйдлийг бүрэн тасална.
– Дууны түвшинг бууруулах горим / шөнийн горим: эрчим хүч хэмнэхийн тулд гаралтыг хязгаарладаг.
Энэхүү энгийн функц нь тав тух болон батерейны ашиглалтын хугацаанд ихээхэн нөлөөлдөг ч ихэвчлэн үл тоомсорлогддог.
9. Угсрах болон турших үйл явц
Эцсийн шат нь бодит чанарыг тодорхойлно. Дараах зүйлсийг хийнэ үү:
1. Хүлээлгийн горимд, бага дуу чимээ болон өндөр дуу чимээний нөхцөлд гүйдлийн хэрэглээг шалгана уу.
2. Батерейны ажиллах хугацааг шалгах: хэвийн хэмжээнд хэдэн цаг тасралтгүй асаалттай байгааг анхаарна уу.
3. Цэнэглэх туршилт: цэнэглэх модуль хэт халаагүй, таслах ажиллагаатай байгаа эсэхийг шалгаарай.
4. Холбогч суларсан эсэхийг шалгахын тулд гэрлийн уналтыг туршина (жишээ нь ширээний өндрөөс).
5. Антенн болон байршил хангалттай эсэхийг шалгахын тулд хэд хэдэн газарт хүлээн авах чанарыг шалгана уу.
Хэрэв өсгөгч эсвэл зохицуулагчид хэт их халалт илэрвэл радиатор, агааржуулалт болон хэлхээний үр ашгийг үнэлнэ үү.
Дүгнэлт
Удаан эдэлгээтэй зөөврийн радио бүтээх нь зөвхөн том батерей суурилуулах тухай биш юм. Бат бөх чанар нь үр ашигтай радио модуль, аюулгүй батерей болон цэнэглэх систем, эрчим хүчний хэмнэлттэй өсгөгч, сайн зохион бүтээсэн антенн, дуу чимээг бууруулдаг хэлхээний самбарын зохион байгуулалт, бат бөх, эргономик гэр сонгох хослол юм. Үр ашиг, бат бөх чанарыг хангахын тулд эхнээс нь зохион бүтээснээр зөөврийн радионууд удаан хугацаанд ажиллаж, илүү тогтвортой нэвтрүүлэг хүлээн авч, олон жилийн турш ашиглах боломжтой. Эцсийн эцэст зөөврийн радиогийн чанарыг хоёр зүйл тодорхойлдог: янз бүрийн нөхцөлд сонсоход таатай байх, хамгийн их шаардлагатай үед найдвартай байх.
Хэрэв та хүсвэл би эд ангийн жагсаалтын жишээ (BOM), хэлхээний блок диаграмм, багтаамж болон гүйдлийн хэрэглээнд суурилсан батерейны ашиглалтын хугацааг тооцоолох зэрэг илүү техникийн хувилбарыг гаргаж болно.
