DiY тест передатчик беспроводной FM

 

На фото показано беспроводной FM передатчик, карманные радио и желтый диск для сравнения размеров. Говорите в передатчике и другие слышат вас по любому FM радио. Передатчик может быть построен в день с простым, доступным и широко доступными частями. Строительство это весело и много можно узнать хотя производительность скромные, например, ваш голос становится трудно услышать на расстоянии более 25 ноги.

 

 

Мотивация и целевая аудитория

Наши долгосрочные цели с таких схем находятся в пульт дистанционного управления и сбора данных. Тональные сигналы могут быть переданы для беспроводного включения / выключения приводов робота. Данные с датчиков могут быть преобразованы в Морса-кода, как звуки и расшифрован микроконтроллер для беспроводного мониторинга окружающей среды. Аудитория данного руководства будет также мотивировано такими приложениями. Создание простого FM-передатчик был бы первым шагом на пути к такой цели.

Не дать вам ложные надежды, это FM-передатчик далеко от совершенства подписки только скромную производительность. Во-первых, настроив передатчик может быть неприятно. Даже небольшие повороты в переменной емкости может привести к большим изменениям частоты. Во-вторых, настройки передатчика часто приводило к частоте гармоники. Вместо предполагаемого МГц 108 например, конденсатор настройки дало передатчик 216 МГц. Помимо ознакомления ваш голос можно было услышать несколько вещания радиостанции.

 

Один из ответов в том, что многое можно узнать и это руководство будет appendixed с базовой математики для расчета параметров, таких как (1) tranmitter частота, выходная мощность и диапазон (2) длина антенны и (3), необходимые обмотки катушки. Часто в Интернете, просто находит одну схему. Добавляя анализ (с высоким уровнем математики школы), можно себе представить на улучшение производительности передатчика.

Аудитория данного руководства заключается таким образом, любителей электроники, которые:

• не так много FM или радиочастотного (RF) опыт
• хотят построить FM-передатчиком
• хотите узнать, как работают такие передатчики
• хотите узнать, как компоненты выбраны, например, расчета числа витков при строительстве воздушной катушки, длина антенны и т.д.

 

 

Опять же, это подчеркивает, что учебник производительности передатчика является скромным, но стало известно, в его строительстве. Учебник распределяются следующим образом:

 

• Список деталей и источники
• Строительство / Схема
• теория
• Эксплуатация
• Где теперь?
• Информация об авторе

 

Список деталей и источники

Американские производители включают Jameco, Digikey, JDR и Radio Shack. Примечание: Boondog не имеет связи с этими поставщиками. Попытки были приобрести все части от одного поставщика. Номера для общих резисторов не приводятся.

 

Были приложены усилия, чтобы найти одного поставщика источника всех частей. Jameco имеет почти во всех частях литературу есть в таблице. Подробности строительства вашего воздушным сердечником индуктора использованием соды соломы Макдональдс будет описана в следующем разделе.

Строительство

Сочетание wirewrapping и пайки была использована для построения FM-передатчик. Прототипов карт Jameco обеспечивает достаточно места для (некритических) часть размещения. Вы должны попытаться сохранить все части близко друг к другу и держать короткими проводами. На фотографиях ниже иллюстрируют возможные размещения части (слева) и на обратной стороне (справа).

 

 

Схема

fmTx031402a.pdf это файл Acrobat той же схеме. Вам понадобится Adobe, Acrobat бесплатно читатель бы его увидеть.

Схемы и построения схемы относительно проста. Некоторые основные моменты и разъяснения к схеме строительства приведены следующем.

Электретный микрофон

Электретный микрофон имеет два вывода, которые соединены с положительным и отрицательным выводами аккумулятора. Как показано на чертеже, приведенном ниже, один смотрит на дне электретный микрофон. Площадка, которая физически касается корпуса микрофона подключается к минусовой провод аккумулятора.

 

 

батареи

Вы можете заменить монеты клетки, обычно находятся в калькуляторы и часы, с регулярными 1.5V AA, C или D-клеток. Монеты клетки, однако, брали меньше места и можете припаять на печатную плату.

Транзистор 2N2222A

2N2222A является очень распространенным NPN транзистора. Той, которая используется здесь (Jameco # 38236) является металл может ввести (ТО-18 оболочка). Его три булавки для базы транзистора (B), коллекционер (C) и эмиттером (Е). Там нет стандартного Цоколевка транзисторов. Таким образом, запрос спецификации транзистора при заказе его, чтобы установить распиновку, или если у вас есть мультиметр с тестером транзистор, используйте его.

2N2222A также поставляется в черном пластиковом корпусе (TO-92 стиль), который можно использовать, если вы хотите. T0-18 является предпочтительным, поскольку может имеет небольшой выступ, что типично представляет эмиттера PIN-код.

Убедитесь, что вы правильно определить расположение выводов на 2N2222A и правильно подключить базы, коллектора и эмиттера в схеме. Часто, из-за неисправности цепи булавки неправильно подключен.

Конденсатор переменной емкости

Провода для переменного конденсатора не вписываются в нормальную 0.1 Protoboards дюйма. Вы можете Dremel просверлить в печатную плату, чтобы провода подходят. Или же вы можете припаять провод к проводу, но если вы делаете, держать провода как можно короче, чтобы избежать паразитных емкостей.

Индуктор

Индуктор просто моток проволоки, и вы должны ветра для данной схемы. Индуктор характеризуется его длина, радиус и число витков в катушке. Эмалированных проводов (Radio Shack части 278-1345) была использована для сборки индуктора, но вы можете использовать стандартные твердые нити AWG 22 калибровочных медной проволоки.

Некоторые он-лайн и печатных статьях описывается намотка проволоки вокруг карандаша. К сожалению, карандаши бывают разных диаметров и, следовательно, соды соломы Макдональдс был использован; желто-красно-белый полосатый соломы, найти в каждом McDonalds в мире, имеет тот же размер. Радиус Стро именно 0.1325 дюйма (диаметр = 0.2650 дюйма) и 1 / 4 дюймов был отхватила соломы.

 

Далее, прямой провод кусок был намотан вокруг этого 1 / 4 дюймовый фрагмент шесть раз, а затем припаять на макетной плате. Конечным результатом является индуктором (также известный как с воздушным сердечником катушка) с радиусом 0.1325 дюйма. Если вы хотите, вы можете применять четкие ногтем некоторых женских польском постоянно держать провода на соломе фрагмент.

 

 

Антенна

30 дюймовый длинный кусок 22 калибровочных твердых stramd медный провод подходящую антенну. Однако при проведении передатчика, вы рискуете запутывания проволоки. Также Вы можете ввернуть телескопической антенны, как и те, найти радио, в макетной плате.

Теория: Как работает FM передатчик работы?

Переменный конденсатор и ваши самодельные катушки индуктивности будет вибрировать на частотах в диапазоне FM-радио (88 к 108 МГц). Электретный микрофон имеет сопротивление, которое зависит от того, как громко вы говорите в этом. Этот микрофон питается от батареи и в соответствии с V = IR Закон Ома, изменения сопротивления для фиксированного напряжения приведет к пропорциональному изменению тока. Этот ток каналы в базу npn-транзистора 2N2222 который подключен к переменной емкости, индуктивности и антенной. В итоге получается, что в зависимости от значения вашей переменного конденсатора, ваш голос будет для передачи модулированного на частоте между 88 и 108 МГц. Если соседний карман FM радио настроен на эту частоту, вы услышите, когда говорите в вашем передатчике.

Значения компонент в цепи получаются лучше понять, как это FM-передатчик будет работать. Основная математика достаточно проста и может быть найдено в большинстве студентов университетских учебников физики.

Индуктивность катушки с воздушным сердечником

Ваш самодельный индуктор имеет значение определяется ее радиус r, Длина x и числа оборотов провод n.

 

Для соды индуктор соломы вашей McDonald `s, R = 0.1325 дюймов, х = 0.25 дюймов и N = 6 повороты и приводит L = 0.171 микрогенри или 0.000000171 Генри.

Определенной частоты f генерируется в настоящее время определяется емкостью C и индуктивность L измеряется в Farads и Генри соответственно:

 

 

Резонансная частота параллельного LC цепи

Станций FM радио работают на частотах между 88 и 108 МГц. Переменный конденсатор и ваши самодельные катушки индуктивности представляют собой параллельную цепь LC. Его также называют бак замыканию и вибрируют на резонансной частоты, который будет подобран кармане FM радио.

В баке схем, лежащая в основе физики является то, что конденсатор магазинов электрическую энергию в электрическом поле между его пластинами и энергии индуктора магазинов в магнитное поле, создаваемое обмоткой катушки. Механический эквивалент является баланс энергии в маховике; углового момента (кинетической энергии) уравновешивается пружиной (потенциальной энергии). Другой пример представляет собой маятник, где есть потенциал по сравнению с кинетической энергией, которая диктует баланс отчетного периода (или частоту) колебаний.

Учитывая вашу переменной емкости колеблется от 4 к 34 пФ, ваш контур будет резонансным между 66 и 192 МГц, в пределах диапазона FM радио. Для вычисления этих значений для различных значений C, n, r и x простой электронной таблицы Excel, называется calcFreq.xls был создан. Просто введите ценностей и индуктивности и частоты рассчитываются автоматически.

 

Длина антенны

Вы построили вашу антенну либо с помощью куска твердого прядь 22 калибровочных дюйма провода 30 длинные или использована телескопическая выдвижная антенна. Его длина должна быть приблизительно 1 / 4 FM длины волны; напомнить, что умножение частоты и длины волны равна скорости света. Вы, скорее всего, будет функционировать ваша передатчик около 108 МГц, как таковую:

 

 

Конденсаторы постоянной емкости

Со ссылкой на схематические C2 и C4 выступать в качестве конденсаторов развязки и обычно 0.01 мкФ (или 0.1 мкФ) Используются. C4 пытается поддерживать постоянное напряжение по всей цепи, несмотря на колебания напряжения, так как батарея умирает.

Конденсатор может рассматриваться как частотно-зависимого резистора (называемые реактивные). Речь состоит из различных частотах и ​​конденсатор C1 препятствует их. Конечным результатом является то, что C1 модулирует ток, проходящий в транзистор. Использование большого значения для C1 усиливает басы (низкие частоты), а меньшие значения повышения высоких частот (высокие частоты).

Ассоциация C3 конденсатор на транзисторе 2N2222A служит для удержания контура вибрирует. Теоретически, если есть напряжение питания через параллельно катушке индуктивности и конденсатор переменной емкости, он должен вибрировать на резонансной частоте indefinetely. В действительности, однако, частота снижается из-за потери тепла. C3 Используется для предотвращения распада и лист спецификаций 2N2222A предлагает емкость между 4 в 10 пФ.

Резистор для электретного микрофона

Спецификация для Jameco # 136573 электретный микрофон говорит максимальный ток 0.5 мА. Когда на батарейках 6V, То падение напряжения R1 is V1 = 1.92V. Результирующий ток через микрофон, ниже расчетного максимума с

 

Резисторы и 2N2222A

Транзистор 2N2222A оценил максимумы что требует делителя напряжения производится с R2 и R3 и эмиттером ограничения тока с R4.

Номинальная мощность 2N2222A является Pmax = W 0.5. Эта сила в конечном счете, влияет на расстояние, которое вы можете передать. Пересиливая транзисторов будет нагреваться и уничтожить его. Чтобы избежать этого, можно рассчитать, что FM-передатчик выводит примерно 124 мВт и значительно ниже расчетной максимальной. Математические подробности приведены в rfMath.pdf.

Власть тесно связана с диапазоном передачи. На 124 мВт и эффективность 30% излучения, максимальное расстояние между передатчиком и FM радио на батарейках будет колебаться betweem 35 112 к ногам. Расчетов приведены в rfDistance.pdf.

Эксплуатация

Во-первых, используйте батарейках карманного радио в качестве приемника. С питанием переменного тока бум-боксы и Музыкальные центры (110 или 220 V) являются не рекомендуется; батарейках радио гораздо лучше, на получение передач, чем с питанием переменного тока единиц.

 

1. Настройте радиоприемник на затхлый воздух, То есть частоты в радиодиапазоне ЧМ, которые хранят молчание или только некоторые шипение. Частотах, близких 108 МГц , как правило, мертвый воздух. Радиолокатор веб-странице представлен список местных радиостанций в вашем районе. Это может помочь вам определить мертвых частотах воздух.
2. Включите FM-передатчик, расширить его и держать антенну передатчика примерно 2 футах от вашего FM радио. Говорите в микрофон, в то время как медленно регулировке переменным крышкой. С помощью ногтя или неметаллические отверткой, пока не услышите себя по радио. Этот процесс является удручающе утомительным, требующим тщательной настройке конденсатора. Вы настроены как только вы слышите вой (также известный как горячей микрофон), Которое указывает передатчик-приемник обратной связи.
3. Увеличение передатчика к радио расстояния. Поздравляю - у вас есть беспроводной микрофон!

Где теперь?

Как уже говорилось ранее, производительность скромнее. Опыт автора, работающего в крупном городе (Филадельфия, США) с радио на батарейках настроены на 108 МГц давала приблизительно 25 ноги в закрытом помещении и на открытом воздухе 50 ноги. Кроме того, в дополнение к голосу автора, вещания радиостанции могут быть немного слышал.

Для настройки производительности, анализатор спектра может быть использован. Это устройство, которое наглядно отображает частоты наиболее распространенных. Автор обнаружил, схема была примерно передачи 200 к 220 МГц, а не нужный МГц 108! 216 МГц является гармонической, в два раза нужный 108 МГц. Дальность передачи таким образом, сводится и чувствительны к шуму (вещания радиостанции).

Для передачи в нужном 108 МГц, автором рассмотрены следующие:

 

• Ручной катушки это 0.1 мкГн трудно проверить. Индуктивность метров для измерения в диапазоне микро Генри стоят дорого.
• Емкость метров измерения пикофарадах также дороги.
• 0.111 мкГн воздушным сердечником катушки был приобретен у Coilcraft, индуктор производителя.
• Анализаторы спектра стоит тысячи долларов. Жизнеспособной альтернативой является $ 130 USD Elenco F-2800 счетчика частоты. Это хороший блок приобрести, если вы планируете строительство FM передатчики более серьезно.

По большей части, счетчик частоты отображаются аппроксимирована 200 МГц даже с Coilcraft индуктор! Таким образом, скорее всего, переменный конденсатор на самом деле не дает 4 к 34 пФ. Поскольку частота передачи остался закрытым для 200 МГц, calcFreq.xls показывают, что переменный конденсатор на самом деле остается близко 4 пФ вместо того, вплоть до номинальной 34 пФ. Этого и следовало ожидать, так как допуски в емкости редко бывают точными. В итоге получается, что без резолюции емкость пФ вы будете передачу на 216 МГц гармонических приносит уменьшенным диапазоном и чувствительны к шуму.

Выводы

Этот учебник вместе с приложениями Описание Полностью одном транзисторе FM передатчик и строительство основных математику. Схема может быть построено в день с менее чем $ 10 USD общих частей, в результате чего к 25 50 футовый диапазон передачи.

Как автор, читатели могут быть возбуждены о перспективах строительства FM передатчиков. Многие конструкции схемы и схемы существуют он-лайн и в печати, но не предоставляют намного анализа. Этот учебник пытается восполнить этот пробел, особенно для лиц, впервые FM передатчик строителей. Анализ позволяет узнать, какие роли и их ценности играют в цепи. Такой анализ дает читателю активизируют точки в направлении улучшения или настройки схемы.

Иллюстрируя математики и реальных операциях значение данного пособия. Некоторые материалы к изучению более могут быть получены из ссылок ниже. Счастливые здание!

Наш другой продукт:

15W FM-передатчик с антенной	Экономический Полная станция FM-радио	3KW Rack FM-радио передатчик
5KW Аналоговый телевизионный передатчик	Циркулярно поляризованный Антенна FM	Четыре слота Шить ТВ антенны