DIY test bezprzewodowy nadajnik fm

 

Zdjęcie przedstawia bezprzewodowy nadajnik FM, radio kieszeni i żółty twardy dla porównania wielkości. Mów do nadajnika i inni usłyszeć na każdej radio FM. Nadajnik może być zbudowany w godzinach popołudniowych z prostych, niedrogich i powszechnie dostępnych części. Budowa jest zabawa i wiele można się nauczyć, chociaż wydajność jest skromna; na przykład, twój głos staje się trudne do usłyszenia w odległościach większych niż 25 stóp.

 

 

Motywacja i publiczności

Nasze długoterminowe cele z takich układów są w pilota zdalnego sterowania i akwizycji danych. DTMF może być przesyłany bezprzewodowo włączać / wyłączać siłowników robota jest. Dane czujnik może być przekształcony w kodzie Morse'a-jak dźwięki i rozszyfrowane przez mikrokontroler do bezprzewodowego monitorowania środowiska. Publiczność Ten poradnik byłyby również motywowane takich zastosowań. Budowanie prostego nadajnika FM byłoby pierwszym krokiem w kierunku tych celów.

Nie daje fałszywe oczekiwania, to nadajnik FM jest daleki od doskonałości oferując tylko niewielką wydajność. Po pierwsze, strojenie nadajnika może być frustrujące. Nawet niewielkie obraca się w zmiennej kondensatora mogą prowadzić do dużych zmian częstotliwości. Po drugie, strojenie nadajnika często powodowało częstotliwości harmonicznych. Zamiast zamierzonego 108 MHz, na przykład, kondensator strojenia otrzymano częstotliwości nadajnika 216 MHz. Oprócz słuchania swój jeden głos może nieznacznie usłyszeć audycje stacji radiowej.

 

Jedną z odpowiedzi jest to, że wiele można się nauczyć i ten poradnik jest appendixed z matematyki bazowych do obliczania parametrów, takich jak (1) Częstotliwość tranmitter, moc i zasięg (2) długość anteny oraz (3) są wymagane uzwojenia cewki. Często w internecie, jeden po prostu znajdzie schemat. Dodając analizę (z poziomu matematyki w szkole średniej), można wyobrazić sobie poprawę na wydajność przetwornika.

Publiczność Ten poradnik jest więc elektronika entuzjastów, którzy:

• Nie ma zbyt wiele FM lub częstotliwości radiowej (RF) doświadczenie
• chce zbudować nadajnik FM
• chcesz dowiedzieć się, jak działają takie nadajniki
• Aby dowiedzieć się, jak elementy są wybrane np obliczania liczby obrotów przy budowie cewkę powietrzną, długość anteny etc.

 

 

Znowu ten poradnik podkreśla, że ​​wydajność przetwornika jest skromny, ale uczy się w swojej budowie. Podział poradnik przedstawia się następująco:

 

• Lista części i Źródła
• Budownictwo / Schematyczne
• Teoria
• Działanie
• Gdzie Go From Here
• Autor informacji

 

Lista części i Źródła

Sprzedawcy US oparte m.in. Jameco, Digikey, JDR i Radio Shack. Uwaga: Boondog ma związek z tymi firmami. Próby były nabyć wszystkie części od jednego dostawcy. Numery części dla zwykłych rezystorów nie zostały podane.

 

Podjęto wysiłki w celu znalezienia jednego źródła wszystkich części. Jameco ma prawie każda część cytowane w tabelach. Szczegóły budowy podstawowej powietrza cewka Korzystanie z McDonalda sody słomę zostaną opisane w następnym rozdziale.

Budownictwo

Połączenie wirewrapping i lutowania użyto do skonstruowania nadajnik FM. Karta prototypów Jameco zapewnia wystarczająco dużo miejsca dla (non-krytycznej) umieszczenia części. Należy starać się, aby wszystkie części blisko siebie i zachować drutu prowadzi krótka. Poniższe zdjęcia przedstawiają ewentualne umieszczenie część (z lewej) oraz po stronie lutowniczej (po prawej).

 

 

Schematyczny

fmTx031402a.pdf jest plik Acrobat tego samego schematu. Trzeba będzie darmowy czytnik Adobe Acrobat, żeby go zobaczyć.

Schemat budowy i obwód są stosunkowo proste. Najważniejsze informacje i wyjaśnienia w kierunku budowy obwodu podano dalej.

Mikrofon elektretowy

Elektretowy mikrofon ma dwa bolce, które łączą się z pozytywnymi i negatywnymi wyprowadzeń akumulatora. Jak pokazano na poniższym rysunku patrzy się na dnie mikrofon elektretowy. Podkładka które fizycznie dotyka obudowy mikrofonu podłączyć do akumulatora ujemny.

 

 

baterie

Można zastąpić komórki moneta, zwykle w kalkulatorach i zegarkach, regularne 1.5V AA, C lub D-komórek. Komórki monety jednak wziąć mniej miejsca i można lutować na protoboard.

2N2222A Tranzystor

2N2222A jest bardzo częstym tranzystor NPN. Jeden tu użyty (Jameco #38236) jest metalem można wpisać (TO-18 obudowy). Jego trzy sworznie do bazy tranzystora (B) kolektora (C) i emitera (E). Nie ma standardowego pinout dla tranzystorów. Jako taka, może zażądać tranzystora spec listek przy zamawianiu go zidentyfikować pinout lub jeśli jesteś właścicielem multimetru z testera tranzystorów, użyj go.

2N2222A również wyposażony w (styl do-92) czarna obudowa z tworzywa sztucznego, które można wykorzystać, jeśli chcesz. T0-18 jest korzystny, ponieważ puszka ma małą kartę, która zazwyczaj reprezentuje pin emitera.

Upewnij się, że poprawnie zidentyfikować pinout w 2N2222A i prawidłowo podłączyć podstawy, kolektora i emitera na schemacie. Często usterki obwodu bo szpilki były mis-przewodowej.

zmienny kondensator

Przewody dla zmiennej kondensatora nie mieszczą się w normalnych 0.1 calowe Płytki prototypowe. Można DREMEL-wiertarkę do protoboard aby przewody dopasowanie. Alternatywnie można przylutować przewód do przewodów, ale jeśli nie, należy przewody jak najkrótsze, w celu uniknięcia bezpańskich pojemności.

Induktor

Induktor jest tylko cewka z drutu i trzeba wiatr jeden dla tego obwodu. Induktor charakteryzuje długości, promienia i liczby zwojów drutu w uzwojeniu. Drut nawojowy (Radio Shack częścią 278-1345) użyto do budowy cewki, ale można użyć standardowego stałe nici 22 AWG skrajni miedzi.

Niektóre online i drukowanych artykułów opisują nawijanie drutu wokół ołówka. Niestety, ołówki są w różnych średnicach i stąd McDonald sody słoma została wykorzystana; żółto-czerwono-białe paski słomy, znalezione w każdym McDonalds na świecie, ma taki sam rozmiar. Promień słoma jest dokładnie 0.1325 cali (średnica = 0.2650 cali) oraz 1 / 4 cali zostało ucięte off słomę.

 

Następnie, prosty kawałek drut nawinięty wokół tego 1 / 4 calowy fragmencie sześć razy, a następnie lutowane na płycie prototypowej. Efektem końcowym jest cewka (znany także jako Rdzeń powietrza cewka) z 0.1325 promieniu cala. Jeśli chcesz, możesz ubiegać się usunąć niektóre Womens 'paznokciem polski na stałe utrzymać przewód na fragmencie słomy.

 

 

Antena

30 cala długi kawałek miernika stałego 22 drutu stramd miedzi jest odpowiednia antena. Jednak podczas przenoszenia nadajnika, istnieje ryzyko splątania przewodu. Jako przykład można wkręcić antenę teleskopową, jak te, znalazł radio, na pokładzie prototypu.

Teoria: Jak Work FM Transmitter?

Kondensator zmienny i twój self-made cewka wibruje na częstotliwości w paśmie radia FM (88 do 108 MHz). Mikrofon elektretowy ma opór, który zależy od tego, jak głośno mówisz do niego. Mikrofon jest zasilany z baterii, a według V = IR Prawo Ohma, zmiany w oporności na stałym napięciu spowoduje proporcjonalne zmiany prądu. Prąd ten jest podawany do bazy tranzystora NPN 2N2222, który jest podłączony do zmiennego kondensatora, cewki i anteny. Efekt netto jest to, że w zależności od zmiennej wartości kondensatora, Twój głos będzie modulowany do transmisji na częstotliwości pomiędzy 88 i 108 MHz. Jeśli w pobliżu kieszeni radia FM jest dostrojony do tej częstotliwości, będziesz słyszał mówiąc do nadajnika.

Wartości elementów w obwodzie pochodzą, aby lepiej zrozumieć, jak to nadajnik FM będzie działać. Podstawowa matematyka jest raczej proste i można je znaleźć w większości podręczników fizyki studiów uniwersyteckich.

Indukcyjność cewki powietrzna

Twój self-made cewka ma wartość określoną przez jego promienia r, Długość x i liczba zwojów drutu n.

 

Dla Państwa McDonalda cewki słomki, r = 0.1325 cali, x = 0.25 cale n = 6 obroty i wyniki L = 0.171 microHenry lub 0.000000171 Henry.

Częstość f generowany jest teraz określany przez pojemności C i indukcyjności L mierzone w farad i Henry odpowiednio:

 

 

Częstotliwość równoległego obwodu LC

Stacje radiowe FM działają na częstotliwościach pomiędzy 88 i 108 MHz. Kondensator zmienny i twój self-made inductor stanowić równoległy obwód LC. Jest również nazywany zbiornik Układ i wibruje w dźwięczny częstotliwości, które będą podejmowane w kieszeni radia FM.

W obwodach zbiornika, podstawowe fizyki jest to, że kondensator magazynuje energię elektryczną w polu elektrycznym między jej płyt i magazynuje energię cewki w polu magnetycznym wywołane przez uzwojenia cewki. Mechaniczne równoważne jest bilans energii w kole zamachowym; moment pędu (energia kinetyczna) jest równoważony przez sprężyny (energia potencjalna). Innym przykładem jest wahadło, gdzie istnieje potencjał kinetyczny versus bilans energetyczny, który dyktuje okres (lub częstotliwość) drgań.

Biorąc pod uwagę twój kondensator zmienny w zakresie od 4 do 34 pF, opony będzie obwód rezonansowy między 66 i 192 MHz, oraz w zasięgu radiowym FM. Do obliczania tych wartości dla różnych wartości C, n, r i x Prosty arkusz kalkulacyjny Excel, zwany calcFreq.xls został stworzony. Wystarczy wprowadzić wartości i indukcyjność i częstotliwość są automatycznie obliczane.

 

Długość anteny

You zbudowany anteny albo z kawałkiem nici cali 22 stałych drutu cechowania 30 długi lub używali teleskopowo wysuwaną antenę. Jego długość powinna wynosić około 1 / 4 FM długości fali; przypomnieć, że mnożąc częstotliwość i długość fali jest równa prędkości światła. Będziesz najprawdopodobniej pracuje nadajnik w pobliżu 108 MHz, jako takich:

 

 

Kondensatory stałe

Odnosząc się do schematu, C2 i C4 działać jako oddzielenie kondensatorów i zwykle 0.01 uF (lub 0.1 uF) Są wykorzystywane. C4 próbuje utrzymać stałe napięcie w całym obwodzie, pomimo wahań napięcia, jak matryc baterii.

Kondensator można traktować jako zależne od częstotliwości rezystora (zwanego reaktancja). Mowa składa się z różnymi częstotliwościami i kondensator C1 utrudnia im. Efekt netto jest to, że C1 moduluje prąd idzie do tranzystora. Za pomocą dużej wartości C1 wzmacnia basy (niskie częstotliwości), a mniejsze wartości wzmocnienia tonów wysokich (wysokie częstotliwości).

Połączenia C3 kondensator przez tranzystor 2N2222A służy do utrzymania obwód rezonansowy wibracyjny. Teoretycznie, tak długo jak nie jest napięcie zasilające przez równoległe cewki i kondensatora zmiennego, należy drgania z częstotliwością rezonansową bezterminowo. W rzeczywistości jednak, częstotliwości zanika z powodu strat cieplnych. C3 jest stosowany w celu zapobiegania próchnicy i 2N2222A arkuszy specyfikacja sugeruje pojemność między 4 do 10 pF.

Rezystor dla Mic Electret

Spec arkusz dla Jameco # 136573 mikrofon elektretowy mówi maksymalny prąd jest 0.5 mA. Gdy bateria zasilana 6V, A następnie spadek napięcia R1 is V1 = 1.92V. Powstały prąd przez mikrofon jest poniżej ocenione maksymalna od

 

Rezystory i 2N2222A

Tranzystor 2N2222A nie oceniono maksima więc wymagających dzielnik napięcia wykonany z R2 i R3 i ogranicznik prądu z emitera R4.

Maksymalna oceniło 2N2222A zasilanie jest Pmax = 0.5 W. Ta moc ostatecznie wpływa na odległość można transmitować. Przytłaczający tranzystor nagrzewa i zniszczyć. Aby tego uniknąć, można obliczyć, że nadajnik wysyła około FM 124 mW i jest znacznie poniżej wartości maksymalnej. Matematyczne szczegóły w rfMath.pdf.

Moc jest ściśle związana z zasięgu transmisji. W 124 mW i efektywność 30 promieniowania%, maksymalna odległość między nadajnikiem FM i radia zasilane z baterii wyniesie betweem 35 do stóp 112. Obliczenia są podane w rfDistance.pdf.

Działanie

Po pierwsze, należy użyć Radio na baterie kieszeń jako odbiornik. Zasilanie AC boom-pudełka i radioodtwarzacze domowe (110 lub 220 V) są nie zalecane; Radia zasilane z baterii są znacznie lepsze niż na odbieranie transmisji jednostek AC-mocy.

 

1. Dostroić radio do Dead Air, Tj. częstotliwości w paśmie radia FM, które są ciche, czy tylko jakieś szumy. Częstotliwości w pobliżu 108 MHz są zazwyczaj martwe powietrze. Radio-Locator strona zawiera listę lokalnych stacji radiowych w Twojej okolicy. To może pomóc w identyfikacji zmarłych częstotliwości lotniczych.
2. Włącz nadajnik FM, rozszerzyć swoją antenę i zachować nadajnik około 2 metrów od radia FM. Mów do mikrofonu podczas powoli regulacja zmiennej czapkę. Użyj paznokcia lub niemetalowych śrubokręt aż usłyszysz siebie przez radio. Proces ten jest frustrująca żmudne, wymagające starannej strojenie kondensatora. Jesteś tuned raz słyszysz wycie (znany także jako hot mic), Który wskazuje, nadajnik-odbiornik opinii.
3. Zwiększ nadajnik radiowy do odległości. Gratulacje - masz mikrofon bezprzewodowy!

Gdzie Go From Here

Jak wspomniano wcześniej, wydajność jest skromna. Autora pracy doświadczenie w dużym mieście (Filadelfia, USA) z radia na baterie nastrojone na 108 MHz uzyskano około 25 stopy wewnątrz i 50 stopy na zewnątrz. Ponadto, oprócz głosu autora, audycje radiowe Stacja może być nieco słychać.

Aby podkręcić wydajność, analizator widma mogą być użyte. To urządzenie, które wizualnie wyświetla częstotliwości są najbardziej dominujący. Autor odkrył obwodu transmituje w przybliżeniu do 200 220 MHz, zamiast pożądanego 108 MHz! 216 MHz jest harmoniczna, będąc dwukrotnie żądany MHz 108. Zasięg transmisji jest więc ograniczone i podatne na szumów (audycje radiowe stacji).

Transmisji w żądanym 108 MHz, autor pod uwagę następujące:

 

• Hand-made cewki to 0.1 uH jest trudne do sprawdzenia. Metrów indukcyjności do pomiaru w zakresie Henry mikro są drogie.
• Metrów pomiaru pojemności picoFarads są również drogie.
• 0.111 uH cewka rdzeń powietrzny został zakupiony od Coilcraft, producent indukcyjnego.
• Analizatory widma kosztuje tysiące dolarów. Alternatywą jest $ 130 USD ELENCO F-2800 licznik częstotliwości. To jest ładne urządzenie nabyć jeśli planujemy budowę nadajników FM bardziej poważnie.

W przeważającej części, licznik częstotliwości wyświetlane przybliżeniu 200 MHz nawet z Coilcraft cewki! Tak więc najprawdopodobniej kondensator zmienny nie jest naprawdę daje 4 do 34 zakres PF. Ponieważ częstotliwość transmisji przebywał zamknięty 200 MHz, calcFreq.xls ujawniają, że kondensator zmienny rzeczywiście pozostaje blisko pF 4 a nie będzie się do znamionowej 34 pF. Należy się spodziewać, ponieważ tolerancje pojemności rzadko są precyzyjne. Netto jest, że bez pojemności picoFarad rezolucji będziesz transmisji w MHz 216 harmonicznej plonowanie zakresie ograniczonej i podatne na zakłócenia.

Ostatnie słowa

Ten poradnik wraz z szczegółowo Załączniki pełni jeden tranzystor FM budowy nadajnika i Podstawowa matematyka. Układ może być zbudowany na południu z mniej niż 10 zł wspólnych elementów, w wyniku czego do 25 50 metrów zasięgu transmisji.

Podobnie jak w przypadku autora, czytelnicy mogą być podekscytowani perspektywą budowy nadajników FM. Wiele projektów elektronicznych i schematy istnieje on-line, w druku, ale nie często oferują wiele analiz. Ten poradnik stara się wypełnić tę lukę, szczególnie dla początkujących budowniczych FM nadajnikiem. Analiza pozwala dowiedzieć się, jakie role i ich wartości grać w obwodzie. Taka analiza dostarcza czytelnikowi wstępnej punkt w kierunku poprawy lub dostosowywania obwodu.

Ilustrujący działanie matematyczne i świecie rzeczywistym jest tutorial wartości. Niektóre materiały do ​​nauki bardziej mogą być nabyte od odniesień poniżej. Szczęśliwy budynek!

Nasze inne produkty:

Profesjonalny system ochrony odgromowej dla wieży	Profesjonalny pakiet wyposażenia stacji radiowych FM	FMUSER FU-1000C Nadajnik FM 1000W z interfejsem wejścia audio USB
FMUSER 200W pakiet nadawania radia FM XNUMX	Hotelowe rozwiązanie IPTV	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW Nadajnik radiowy FM