DIY un test de transmițător FM fără fir

 

Fotografia arată un transmițător FM fără fir, radio buzunar și disc galben pentru comparatii dimensiuni. Vorbiți în emițător și altele auzi pe orice radio FM. Transmițătorul poate fi construit într-o după-amiază cu piese de simplu, la prețuri accesibile și disponibile pe scară largă. De construcție este distractiv și mult poate fi învățat, deși performanța este modest, de exemplu, vocea ta devine dificil de a auzi la distanțe mai mari de metri 25.

 

 

Motivația și Audiență

Obiectivele noastre pe termen lung cu astfel de circuite sunt în control de la distanță și de achiziție de date. Tonuri de atingere ar putea fi transmise pentru a porni wireless on / off actuatoare un robot lui. Senzor de date ar putea fi transformate în morse, cod ca sunete și descifrate de un microcontroler pentru a monitoriza wireless medii. Publicul acest tutorial ar fi, de asemenea, motivat de astfel de cereri. Construirea unui transmițător FM simplu ar fi un prim pas în direcția acestor obiective.

Nu pentru a vă oferi așteptări false, acest transmițător FM este departe de a oferi perfectă, la numai performanța modestă. În primul rând, acordarea emițătorului poate fi frustrant. Chiar și mici se transformă în condensator variabil poate duce la schimbări mari de frecvență. În al doilea rând, reglare transmițător adesea ca rezultat o frecvență armonică. În loc preconizată MHz 108 de exemplu, reglarea condensator dat o frecvență MHz transmițător 216. În plus, pentru a auzi vocea se auzea ușor emite postul de radio.

 

Un răspuns este că o mare parte pot fi învățate și acest tutorial este este appendixed cu matematica stau la baza pentru a calcula parametri cum ar fi (1) tranmitter frecvență, putere de ieșire și gama (2), lungime antenă și (3), bobina necesar lichidare. Adesea, pe web, se găsește doar un schematică. Prin adăugarea de analiză (cu înalt nivel de matematica școală), se poate concepe îmbunătățiri asupra performanței transmițător.

Publicul acest tutorial este de entuziaști astfel electronice care:

• nu au multă experiență FM sau radio-frecvență (RF)
• Vreau să construiască un transmițător FM
• Vreau să învăț cum funcționează astfel de emițătoare
• Vreau să învăț cum componentele sunt selectate de exemplu, calcularea numărului de rotații la construirea unei bobine cu aer, lungime antena etc

 

 

Din nou, acest tutorial subliniază că performanța emițătorului este modest, dar este învățat în construcția sa. Defalcarea ghid este după cum urmează:

 

• Lista de piese și sursele
• Constructii / schematică
• Teorie
• Ziua Operației
• În cazul în care pentru a merge de aici
• Autorul Informații

 

Lista de piese și sursele

Furnizori cu sediul în SUA includ Jameco, Digikey, JDR si Radio Shack. Notă: Boondog nu are nici o asociere cu aceste furnizori. Încercările au fost dobândi toate piesele de la un singur furnizor. Numerele de rezistențe comune, nu sunt date.

 

Sa făcut un efort pentru a găsi un singur furnizor sursă de toate părțile. Jameco are aproape fiecare parte citat în tabele. Detalii de construcție inductor dumneavoastră de bază de aer cu paie sifon un McDonald va fi descrisă în secțiunea următoare.

Construcţie

O combinație de wirewrapping și sudare a fost folosită pentru a construi transmițător FM. Carte de prototipuri Jameco oferă spațiu suficient pentru (non-critice) plasament parte. Ar trebui să încercați să păstrați toate părțile aproape împreună și să păstreze sârmă conduce scurt. Fotografiile de mai jos ilustrează posibil plasament parte (stânga) și în partea de lipire (dreapta).

 

 

Schematic

fmTx031402a.pdf este fișierul Acrobat din același schematică. Veti avea nevoie de Acrobat Reader de la Adobe pentru a putea vizualiza pagina.

Schematică și construirea circuitului sunt relativ simplu de configurat. Unii subliniaza și clarificări față de construirea de circuit sunt date viitoare.

Microfon electret

Un microfon electret are doi pini care se conectează la cablul pozitiv și negativ de o baterie. Așa cum se arată în desenul de mai jos, o arată în partea de jos a microfon electret. Pad-ul care atinge fizic carcasa microfonului se conectează la borna negativă a bateriei.

 

 

Baterii

Puteți înlocui celulele de monede, de obicei găsite în calculatoare și ceasuri de mână, cu regulat 1.5V AA, C sau D-celule. Celulele de monede lua însă mai puțin spațiu și poate lipi pe protoboard.

2N2222A Transistor

2N2222A este un tranzistor NPN foarte frecvente. Cel folosit aici (Jameco # 38236) este metalul poate introduce (carcasei-18). Cele trei pini sunt pentru baza tranzistorului (B), colector (C) și emițător (E). Nu există nici o pinout standard pentru tranzistoare. Ca atare, cere foaia de spec. tranzistor atunci când acesta comanda pentru identificarea pinout, sau dacă dețineți un multimetru cu un tester tranzistor, l folosească.

2N2222A, de asemenea, vine într-o carcasă din plastic negru (stil de a-92), pe care le puteți folosi dacă vrei. T0-18 este de preferat, deoarece CAN are o filă mic, care tipic reprezintă codul PIN emițător.

Asigurați-vă că identifica în mod corect pinout 2N2222A și sârmă corect de bază, colector și emițător în schematică. De multe ori, defecțiuni de circuit pentru că pinii au fost mis-fir.

Variabila Condensator

Conduce pentru condensator variabil nu se încadrează în protoboards normale 0.1 inch. Puteți Dremel-detalia în protoboard a face conduce în formă. Alternativ, puteți firului de lipire a conduce, dar dacă ai face, păstrați fire cât mai scurt posibil, pentru a evita capacitățile de dispersie.

Inductor

Un inductor este doar o bobină de sârmă și aveți nevoie pentru a vântului unul pentru acest circuit. Un inductor se caracterizează prin lungimea sa, raza și numărul de spire ale firului în bobină. Sârmă magnet (Radio Shack parte 278-1345), a fost folosit pentru a construi inductor, dar puteți folosi componenta 22 AWG sârmă de cupru ecartament standard de solid.

Unele articole on-line și tipărite descrie lichidare sârmă în jurul unui creion. Din păcate, creioane vin în diferite diametre și, prin urmare, a fost folosit un pai sifon McDonald, pai cu dungi galben-roșu-alb, găsit în fiecare McDonalds din lume, este de aceeași mărime. Raza de paie este inch exact 0.1325 (diametru = inci 0.2650) și 1 / 4 cm fost indepartate de pe paie.

 

Apoi, un fir bucată dreaptă fost înfășurat în jurul acest 1 / 4 inch fragment de șase ori și apoi lipite pe placa de prototipuri. Rezultatul final este un inductor (de asemenea, cunoscut ca un miez de aer bobina) cu o rază 0.1325 inch. Dacă doriți, puteți aplica unghia clar unele femei "poloneză a menține permanent firul de pe fragmentul de paie.

 

 

Antenă

O bucată lungă inch 30 22 de sârmă ecartament solid de cupru stramd este o antenă adecvat. Cu toate acestea atunci când transportă transmițătorul, riscați incurcarea firului. Ca atare, se poate trage o antenă telescopică, cum ar fi cele găsite de radio, în consiliul de prototipuri.

Teoria: Cum transmițător FM lucru?

Condensator variabil și dumneavoastră inductor self-made vor vibra la frecvențe în banda de frecvențe radio FM (88 108 să MHz). Microfon electret are o rezistență care depinde de cat de tare vorbiți în ea. Acest microfon este alimentat de la baterie și în conformitate cu V = IR Legea lui Ohm, schimbari in rezistenta de tensiune fixă ​​va duce la schimbări proporționale în curent. Acest feed curent, pe la baza 2N2222 tranzistor NPN, care este conectat la variabila de condensator, inductor și antenă. Efectul net este că, în funcție de valoarea condensator dvs. variabile, vocea ta va fi modulat pentru a transmite la o frecvență între 88 108 și MHz. În cazul în care un radio FM buzunar apropiere este acordat la această frecvență, veți fi auzit atunci când vorbește în transmițător.

Valorile componentelor din circuit sunt derivate pentru a intelege mai bine modul în care acest transmițător FM va funcționa. Matematica de bază este destul de simplu și poate fi găsit în manualele de fizică universitare de licență cele mai multe.

Inductanța de o bobină cu miez de aer

Dvs. inductor self-made are o valoare determinată de raza sa r, Lungimea x și numărul de spire n.

 

Pentru sifon paie inductor McDonald dvs., r = 0.1325 inch, x = 0.25 inch și n = 6 se transformă și rezultatele în L = 0.171 microHenry sau 0.000000171 Henry.

Frecvența specifică f generată este acum determinată de capacitatea C și inductanța L măsurat în Farazi și Henry, respectiv:

 

 

Frecvența de rezonanță a unui circuit LC paralel

Posturi de radio FM funcționează pe frecvențe între 88 108 și MHz. Condensator variabil și dumneavoastră inductor self-made constituie un circuit LC paralel. Este, de asemenea, numit un cisternă circuit și va vibra la un rezonant frecvență care va fi preluat de radio FM buzunar.

În circuitele rezervor, fizica de bază este că un condensator de magazine de energie electrică în domeniul electric între plăcile sale și un inductor magazine de energie în câmpul magnetic indus de bobina de lichidare. Echivalentul mecanic este echilibrul energetic într-un volant, momentul cinetic (energie cinetică) este echilibrat de primăvară (energie potențială). Un alt exemplu este un pendul cazul în care există un echilibru de energie cinetică comparativ cu potențial care dicteaza perioada (sau frecvența) de oscilații.

Având în vedere variază de condensator variabil de la 4 34 la pF, circuitul rezervor rezonant dintre 66 192 și MHz, și în intervalul de radio FM. Pentru a calcula aceste valori pentru diferite valori ale C, n, r și x o foaie de calcul Excel simplu, numit calcFreq.xls a fost creat. Pur și simplu introduceți valorile și inductanța și frecvența sunt calculate automat.

 

Antena Lungime

Ai construit antena, fie cu o bucată de solide componenta 22 Wire Gauge 30 centimetri lungime sau folosit o antenă telescopic extensibil. Lungimea acestuia trebuie să fie de aproximativ 1 / 4 lungime de undă FM, amintim că înmulțirea frecvență și lungime de undă egală cu viteza luminii. Vei fi cel mai probabil de operare transmițător aproape 108 MHz, astfel:

 

 

Condensatoare fixe

Referindu-se la schematică, C2 și C4 acționa în calitate de condensatori de decuplare și de obicei 0.01 uF (Sau 0.1 uF) Sunt utilizate. C4 încercările de a menține o tensiune constantă pe întregul circuit, în ciuda fluctuațiilor de tensiune, ca moare bateria.

Un condensator poate fi considerat ca un rezistor depinde de frecvență (numita reactanță). Discursul este format din diferite frecvențe și condensator C1 le împiedică. Efectul net este că C1 modulează curent merge în tranzistor. Folosind o valoare mare pentru C1 consolidează bas (frecvente joase) în timp ce valorile mai mici spori înalte (frecvențe înalte).

C3 condensator pe tranzistor 2N2222A servește pentru a ține circuitul rezervorul de vibratoare. În teorie, atâta timp cât nu există o tensiune de alimentare la bornele bobinei paralel și condensator variabil, acesta ar trebui să vibreze la frecvența de rezonanță indefinetely. În realitate însă, frecvența se dezintegrează din cauza pierderilor de încălzire. C3 este folosit pentru a preveni aparitia cariilor si spec. foaie 2N2222A sugerează o capacitate între 4 la 10 pF.

Rezistor pentru Mic electret

Foaia de spec. pentru Jameco # 136573 microfon electret spune curentul maxim este de 0.5 mA. Atunci când bateria alimentat de la 6V, Atunci căderea de tensiune pe R1 is V1 = 1.92V. Rezultată curentului prin microfon este sub nominală maximă deoarece

 

Rezistențe și 2N2222A

2N2222A tranzistor a evaluat maxime cerând astfel un divizor de tensiune realizat cu R2 și R3 și curent emițător limitarea cu R4.

Puterea nominală maximă 2N2222A este Pmax = 0.5 W. Această putere afectează în cele din urmă distanța pe care pot transmite. Copleșitoare tranzistor va încălzi și distruge-l. Pentru a evita acest lucru, se poate calcula că transmițătorul FM emite aproximativ 124 mW și este mult sub limita maximă nominală. Cele matematice Detaliile sunt prezentate în rfMath.pdf.

Putere este strâns legată de domeniul de transmisie. La 124 mW și 30% eficienta de radiatii, distanța maximă dintre transmițător FM și un radio cu baterii vor varia betweem 35 112 la picioare. Calculele sunt prezentate în rfDistance.pdf.

Ziua Operației

În primul rând, folosiți un radio de buzunar cu baterii ca un receptor. AC alimentat boom-ul de cutii și sisteme stereo acasă (110 220 sau V) au nu recomandă, radio cu baterii sunt mult mai bine la primirea transmisiile decât unitățile AC-cu reglaj electric.

 

1. Acordați radioul a mort de aer, Adică spectrului în banda de frecvențe radio FM, care sunt tăcut sau au doar câteva șuierat. Frecvențele in apropiere 108 MHz sunt de obicei aer mort. Pagina de web Radio-Locator listele de posturi de radio locale din zona dumneavoastră. Acest lucru vă poate ajuta să identifice frecvențele de aer moarte.
2. Porniți transmițătorul FM, extinde antena și a se menține la emițător la aproximativ 2 metri de radio FM. Vorbiți în microfon în timp ce încet ajustarea capac variabilă. Folosiți unghia sau șurubelniță nemetalice până când te auzi la radio. Acest proces este frustrant de dificil, necesitând Tuning atent condensator. Tu sunt reglate După ce auzi urlând (de asemenea cunoscut ca un MIC fierbinte) Care indică feedback-ul emițător-receptor.
3. Măriți distanța emițător-la-radio. Felicitări - ai un microfon fără fir!

În cazul în care pentru a merge de aici

După cum sa menționat mai devreme, performanta este modest. Autorului experiență de operare într-un oraș mare (Philadelphia, Statele Unite ale Americii), cu aparatul de radio cu baterii reglate la 108 MHz dat picioare aproximativ 25 50 interior și picioarele în aer liber. De asemenea, în plus față de vocea autorului, emite postul de radio pot fi ușor auzit.

Pentru a optimiza performanțele, un analizor de spectru poate fi folosit. Este un dispozitiv care afișează vizual frecvențele sunt cele mai predominante. Autorul a descoperit circuitul fost emisie la aproximativ 200 să 220 MHz, mai degrabă decât dorită 108 MHz! 216 MHz este o armonică, fiind de două ori dorită 108 MHz. Domeniul de transmisie este astfel redusă și sensibile la noice (emite postul de radio).

Pentru a transmite la dorit 108 MHz, autorul a considerat următoarele:

 

• O bobină hand-made, care este 0.1 uH este dificil de a testa. De metri de inducție a măsurii la gama micro Henry sunt scumpe.
• De metri capacitate de măsurare picofarads sunt, de asemenea scumpe.
• Un 0.111 uh bobină cu miez de aer a fost achiziționat de la Coilcraft, un producător de inductor.
• Analizatori spectrului costa mii de dolari. O alternativă viabilă este o $ 130 USD Elenco F-2800 contor de frecvență. Aceasta este o unitate de frumos pentru a dobândi, dacă aveți de gând pe construirea transmitatoare FM mult mai serios.

Pentru cea mai mare parte, contor de frecvență afișate aproximat 200 MHz chiar cu inductor Coilcraft! Astfel, cel mai probabil, condensator variabil nu se da cu adevărat un interval 4-la-34 pF. Având în vedere că frecvența de transmisie a rămas închisă la 200 MHz, calcFreq.xls arată că condensator variabil de fapt sta aproape 4 pF, mai degrabă decât a merge până la nominală 34 pF. Acest lucru ar fi de așteptat de la toleranțe de capacitate sunt rareori precise. Efectul net este că fără rezoluție picoFarad capacitate vi se va transmite la un MHz armonic gamă redusă, rezultând 216 și sensibile la zgomot.

Ultimele cuvinte

Acest tutorial, împreună cu anexele detaliu complet un tranzistor singur construcție transmițător FM si matematica stau la baza. Circuitul poate fi construit într-o după-amiază, cu mai putin de $ 10 USD a părților comune, rezultând într-o 25 50 pentru gama de transmisie picior.

Cum ar fi autorul, cititorii ar putea fi incantati de perspectivele de a construi transmitatoare FM. Multe modele de circuit și schemele exista on-line și în print, dar nu oferă de multe ori analiza mult. Acest ghid încearcă să umple acest gol, mai ales pentru prima dată constructori transmițător FM. Analiza permite o pentru a afla ce rolurile și valorile lor joacă în circuit. O astfel de analiză oferă un cititor un punct pas spre îmbunătățirea sau personalizarea circuitului.

Ilustrarea operații matematice și lumea reală este valoarea tutorialul lui. Unele materiale pentru învățare mai pot fi achiziționate de la referințele de mai jos. Fericit clădire!

alt produs nostru:

Sistem profesional de protecție împotriva trăsnetului pentru Tower	Pachet de echipamente profesionale pentru stația radio FM	Transmițător FMUSER FU-1000C 1000W FM cu interfață de intrare audio USB
Pachet de difuzare radio FMUSER 200W FM	Soluție IPTV pentru hotel	Emițător de transmisie radio FM FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW