این عکس نشان می دهد یک فرستنده FM بی سیم، رادیو جیب و دیسک زرد برای مقایسه اندازه. صحبت به فرستنده و دیگران را می شنوید در هر رادیو FM. فرستنده را می توان در یک بعد از ظهر با قطعات ساده، مقرون به صرفه و به طور گسترده ای در دسترس ساخته شده است. سرگرم کننده و بسیار می توان آموخت اگر چه عملکرد متوسطی است ساخت و ساز است، برای مثال، صدای خود را به سختی می شود در فواصل بیشتر از پای 25 را بشنود.
انگیزه و مخاطب
اهداف بلند مدت ما با چنین مدارهای کنترل از راه دور و اکتساب داده ها هستند. تن لمسی می تواند به صورت بی سیم روشن / خاموش محرک ربات منتقل می شود. داده های حسگر می تواند به کد مورس مانند تلفن های موبایل تبدیل شده و کشف رمز توسط میکروکنترلر به صورت بی سیم نظارت بر محیط است. مخاطبان این آموزش خواهد بود همچنین انگیزه های چنین برنامه های کاربردی. ساخت فرستنده FM ساده خواهد بود اولین قدم به سوی این اهداف است.
نه به شما انتظارات کاذب می دهد، این فرستنده FM تنها عملکرد متوسطی است که به دور از ارائه کامل است. اول، تنظیم فرستنده می تواند خسته کننده باشد. حتی نوبت جزئی در خازن متغیر می تواند در تغییرات فرکانس بزرگ منجر شود. دوم، تنظیم فرستنده اغلب در یک فرکانس هارمونیک. به جای 108 مگاهرتز در نظر گرفته شده برای مثال، تنظیم خازن فرکانس فرستنده مگاهرتز 216 به همراه داشت. در علاوه بر شنیدن صدای خود را کمی می تواند بشنود پخش ایستگاه های رادیویی.
اگر عملکرد متوسطی است، چرا که این فرستنده من ساخت؟
یک پاسخ این است که بسیار می توان آموخت و این آموزش است با ریاضیات زیرین appendixed شده برای محاسبه پارامترهای مانند 1 tranmitter فرکانس، توان خروجی و محدوده (2) طول آنتن و (3) سیم پیچ مورد نیاز سیم پیچ. اغلب بر روی وب، فقط می یابد شماتیک. با اضافه کردن تجزیه و تحلیل (با ریاضی سطح مدرسه بالا)، می توان بهبود در عملکرد فرستنده تصور.
مخاطبان این آموزش به این ترتیب علاقه مندان به الکترونیک است که:
- تجربه بسیار FM یا فرکانس رادیویی (RF) ندارد
- می خواهید برای ایجاد یک فرستنده FM
- می خواهم به یاد بگیرند که چگونه چنین فرستنده کار می کنند
- می خواهم برای یادگیری نحوه ی مولفه ها به عنوان مثال محاسبه تعدادی از نوبت در هنگام ساخت سیم پیچ هوا، طول آنتن و غیره انتخاب
باز هم این آموزش تاکید می کند که عملکرد فرستنده متواضع است، اما در ساخت و ساز آن را آموخته است. شکست آموزش به شرح زیر است:
- لیست قطعات و منابع
- ساخت و ساز / شماتیک
- نظریه
- عمل
- از کجا برای رفتن از اینجا
- اطلاعات نویسنده
لیست قطعات و منابع
فروشندگان مستقر در ایالات متحده عبارتند از: Jameco، Digikey، JDR و رادیو کلبه. توجه: Boondog هیچ ارتباطی با این فروشندگان است. تلاش دست آوردن تمام قطعات از یک فروشنده واحد. شماره بخشی برای مقاومت مشترک داده می شود نیست.
جدول 1: قطعات فرستنده FM
| توضیحات PART |
فروشنده |
PART |
قیمت (1999) |
تعداد |
| 2N2222 (TO-18 می تواند به CASE) NPN TRANSMITTER |
JAMECO |
38236 |
0.39 |
1 |
|
| ELETRET MIC 4.5V پایین IMPEDENCE |
JAMECO |
136573 |
0.75 |
1 |
|
| 4 30 PF خازن متغیر |
JAMECO |
32838 |
0.99 |
1 |
|
| سوئیچ SPST |
JAMECO |
76523 |
1.09 |
1 |
|
| BR2325 3V سکه CELL |
JAMECO |
11789 |
1.95 |
2 |
|
| HOLDER باتری برای دو سلول CR2325 |
JAMECO |
38543 |
0.66 |
1 |
|
| 10 KOHM مقاومت |
|
|
|
2 |
|
| 4.7 KOHM مقاومت |
|
|
|
1 |
|
| 47 مقاومت اهم |
|
|
|
1 |
|
| 10 UF الکترولیتی CAP |
JAMECO |
158529 |
0.09 |
1 |
|
| 0.01 UF سرامیک CAP |
JAMECO |
15229 |
0.05 |
1 |
|
| نمونه سازی BOARD 1.6X2.7 SQ.IN |
JAMECO |
105099 |
4.95 |
1 |
|
| 4.7 PF سرامیک CAP |
رادیو کلبه |
272-120 |
0.49 |
1 |
|
| (اختیاری) 34.75 اینچ آنتن تلسکوپی |
رادیو کلبه |
270-1402 |
3.99 |
1 |
|
| (اختیاری) MAGNET WIRE GAUGE 22 |
رادیو کلبه |
278-1345 |
3.99 |
1 |
|
| کاه سودا |
مک دونالد |
|
رایگان |
1 |
|
| |
تلاش برای پیدا کردن یک تامین کننده منبع واحد کلیه قطعات ساخته شده است. Jameco تقریبا در هر بخش ذکر شده در جداول است. جزئیات ساخت و ساز خود را سلف هسته هوا با استفاده از نی نوشابه مک دونالد خواهد شد در بخش بعدی توضیح داده شده است.
ساخت
یک ترکیب از wirewrapping و لحیم کاری برای ساخت فرستنده FM مورد استفاده قرار گرفت. کارت نمونه سازی Jameco را فراهم می کند فضای کافی برای (غیر حساس) قرار دادن بخشی. شما باید سعی کنید به نگه داشتن تمام قسمت های نزدیک به هم و نگه داشتن سیم منجر کوتاه. عکس های توضیح داده شده در زیر، نشان دادن بخشی امکان پذیر است (سمت چپ) و سمت لحیم کاری (راست).
نموداری
fmTx031402a.pdf فایل آکروبات طرح کلی همان است. شما خواهد آکروبات ریدر رایگان نرم افزار Adobe برای مشاهده آن نیاز دارند.
شماتیک و ساخت مدار نسبتا مستقیم رو به جلو است. برخی از برجسته و شفاف سازی نسبت به ساخت و ساز مدار در کنار داده شده است.
میکروفن الکترونیکی
میکروفن الکترونیکی دارای دو پین است که اتصال به منجر به مثبت و منفی یک باتری است. همانطور که در نقشه زیر نشان داده شده است، یکی در پایین میکروفون الکترونیکی به نظر می رسد. پد که به صورت فیزیکی لمس پوشش میکروفون به برتری منفی باتری متصل می شود.
باتری
شما می توانید سلول سکه، به طور معمول در ماشین حساب ها و ساعت ها در بر داشت، با به طور منظم 1.5V AA، C یا D-سلول های جایگزین. سلول های سکه با این حال اتاق و می تواند کمتر لحیم بر روی protoboard،.
ترانزیستور 2N2222A
2N2222A یک ترانزیستور NPN بسیار معمول است. یکی از مورد استفاده در اینجا (38236 Jameco) است، این فلز می تواند نوع (TO-18 پوشش). سه پین خود را برای پایه ترانزیستور (B)، کلکتور (C) و امیتر (E) می باشد. هیچ پین اوت استاندارد برای ترانزیستور وجود دارد. به عنوان مثل، برگه مشخصات ترانزیستور درخواست هنگام سفارش آن را به شناسایی پین اوت، و یا اگر شما صاحب یک مولتی تستر ترانزیستور، استفاده از آن.
2N2222A همچنین در یک پوشش پلاستیکی سیاه و سفید می آید (TO-92 سبک) که شما می توانید اگر شما می خواهید استفاده کنید. T0 18 ترجیح داده است چرا آیا می توانم یک تب کوچک است که به طور معمول نشان دهنده سوزن امیتر است.
اطمینان حاصل کنید که شما به درستی پین اوت 2N2222A را شناسایی و به درستی سیم پایه کلکتور و امیتر در شماتیک. در اغلب موارد، بد عمل کردن مدار به دلیل پین اشتباه سیمی شدند.
خازن متغیر
منجر خازن متغیر در اینچ protoboards 0.1 نرمال مناسب نیست. شما می توانید DREMEL تمرین به protoboard مطمئن مناسب منجر. متناوبا شما می توانید سیم لحیم کاری منجر می شود، اما اگر شما انجام دهید، نگه داشتن سیم ها به عنوان کوتاه که ممکن است به منظور اجتناب از خازن ولگرد.
واسطه
سلف است فقط یک سیم پیچ از سیم است و شما نیاز دارید که به باد یکی برای این مدار. سلف طول، شعاع و تعداد دور سیم در سیم پیچ آن مشخص می شود. آهنربای سیم (رادیو کلبه بخشی 278 1345) برای ساخت سلف مورد استفاده قرار گرفت، اما شما می توانید رشته جامد 22 AWG سیم استاندارد مس سنج استفاده کنید.
برخی از مقالات چاپ شده در خط و توصیف سیم پیچ سیم در اطراف یک مداد است. متاسفانه، مداد در قطر های مختلف آمده است و از این رو یک نی نوشابه مک دونالد مورد استفاده قرار گرفت، نی راه راه زرد قرمز سفید، در هر مک دونالد در جهان، به همان اندازه است. شعاع نی دقیقا 0.1325 اینچ (قطر = 0.2650 اینچ) است و 1 / 4 اینچ خاموش snipped شد نی.
بعد، یک قطعه سیم مستقیم در اطراف این 1 / 4 اینچ قطعه شش برابر زخم شد و سپس لحیم در هیئت مدیره نمونه سازی. نتیجه نهایی یک سلف (همچنین به عنوان شناخته شده است هسته هوا سیم پیچ) با شعاع اینچ 0.1325. اگر شما می خواهید، شما می توانید درخواست ناخن روشن برخی از زنان لهستانی را به طور دائم حفظ سیم در قطعه نی.
انتن
یک قطعه اینچ 30 طولانی از 22 سنج سیم مسی جامد stramd یک آنتن مناسب است. به هر حال زمانی که حامل فرستنده، شما در معرض خطر tangling سیم. به این ترتیب شما می توانید یک آنتن تلسکوپی پیچ، مانند آنهایی که در بر داشت از رادیو، به هیئت مدیره نمونه سازی.
نظریه: چگونه کار فرستنده FM؟
خازن های متغیر و سلف خود ساخته خود را در فرکانس در باند رادیویی FM (88 108 مگاهرتز) ارتعاش. میکروفن الکترونیکی دارای مقاومت است که بستگی دارد به اینکه چگونه با صدای بلند شما را به آن صحبت می کنند. این میکروفون باتری شده و با توجه به V = IR قانون اهم، تغییر در مقاومت ولتاژ ثابت در تغییرات متناسب در جریان منجر شود. این در حال حاضر فید به پایگاه 2N2222 ترانزیستور NPN است که به متغیر خازن، سلف و آنتن متصل شده است. اثر خالص این است که بسته به نوع در مقدار خازن متغیر خود را، صدای شما را مدوله شده برای انتقال در فرکانس بین 88 و 108 مگاهرتز خواهد بود. اگر یک رادیو FM جیب نزدیک به این فرکانس تنظیم شده است، شما شنیده خواهید هنگام صحبت کردن به فرستنده خود.
مقادیر جزئی در مدار مشتق برای درک بهتر این فرستنده FM چگونه کار خواهد کرد. ریاضی زمینه ای است و نه ساده است و می تواند در مقطع کارشناسی ترین کتاب های درسی فیزیک دانشگاه در بر داشت.
اندوکتانس سیم پیچ هسته هوایی
سلف خود ساخته شما دارای یک مقدار تعیین شده توسط شعاع آن r، طول x و تعداد از نوبت سیم n.
برای سلف نی نوشابه مک دونالد خود را، R = 0.1325 اینچ، X = 0.25 اینچ و 6 نفر نوبت و نتایج در L = 0.171 microHenry یا 0.000000171 هنری.
فرکانس خاص f تولید می شود در حال حاضر توسط خازن تعیین می C و اندوکتانس L اندازه گیری در Farads و هنری به ترتیب:
فرکانس رزونانس LC مدار موازی
ایستگاه های رادیویی FM در فرکانس های بین 88 و 108 مگاهرتز کار می کنند. خازن های متغیر و سلف خود ساخته خود را تشکیل یک مدار LC موازی. نیز نامیده می شود مخزن مدار و در ارتعاش تشدید شده فرکانس خواهد شد که برداشت رادیو FM جیب شما.
در مدارهای مخزن، فیزیک زمینه ای است که فروشگاه یک خازن انرژی الکتریکی در میدان الکتریکی بین صفحات آن و فروشگاه های سلف انرژی در میدان مغناطیسی ناشی از سیم پیچ پیچ در پیچ. معادل مکانیکی تعادل انرژی در چرخ طیار است، مومنتوم زاویه ای (انرژی جنبشی) و متعادل کننده شده توسط بهار (انرژی پتانسیل). مثال دیگر، یک آونگ که یک تعادل انرژی جنبشی در مقابل بالقوه وجود دارد که دیکته دوره (یا فرکانس) نوسانات است.
با توجه به محدوده خازن متغیر خود را از 4 34 بورس اوراق بهادار، مدار تانک شما خواهد شد رزونانس 66 192 مگاهرتز، به خوبی در داخل محدوده رادیویی FM است. برای محاسبه این مقادیر برای مقادیر مختلف C, n, r و x یک صفحه گسترده اکسل ساده، نام calcFreq.xls است ایجاد شد. نگران نباشید، ارزش ها را وارد و اندوکتانس و فرکانس به صورت خودکار محاسبه شده است.
طول آنتن
شما آنتن خود را یا با یک قطعه از رشته جامد 22 سنج سیم اینچ 30 ساخته شده طولانی و یا استفاده یک آنتن telescopically تمدید. طول آن باید حدود 1 / 4 طول موج اف ام، به یاد بیاورید که ضرب فرکانس و طول موج برابر است با سرعت نور. شما به احتمال زیاد خواهید بود به عامل فرستنده خود را در نزدیکی 108 مگاهرتز، به عنوان مثل:
خازن های ثابت
با اشاره به طرح کلی، C2 و C4 به عنوان تجزیه خازن ها و به طور معمول عمل می کنند 0.01 UF (و یا 0.1 UF) استفاده می شود. C4 تلاش برای حفظ یک ولتاژ ثابت در سراسر کل مدار با وجود نوسانات ولتاژ باتری می میرد.
خازن را می توان به عنوان یک مقاومت وابسته به فرکانس (به نام راکتانس) در نظر داشتند. گفتار شامل فرکانسهای مختلف و خازن C1 آنها مانع. اثر خالص این است که C1 تعدیل در حال حاضر رفتن به ترانزیستور. با استفاده از یک مقدار زیادی برای C1 باس (فرکانس پایین) تقویت در حالی که مقادیر کوچکتر افزایش سه برابر کردن (فرکانس بالا).
La C3 خازن به سراسر ترانزیستور 2N2222A عمل می کند برای نگه داشتن مخزن مدار ارتعاشی. در تئوری، تا زمانی که ولتاژ تغذیه در سراسر سلف موازی و خازن متغیر وجود دارد، آن را باید در فرکانس رزونانس indefinetely ارتعاش. در واقع، اگرچه، فرکانس تبدیل می شود به دلیل از دست دادن حرارت. C3 استفاده می شود برای جلوگیری از پوسیدگی و ورق تنظیمات 2N2222A نشان می دهد ظرفیت خازنی بین 4 به 10 بورس اوراق بهادار.
مقاومت برای میکروفن الکترونیکی
برگه تنظیمات برای Jameco # 136573 میکروفن الکترونیکی می گوید: حداکثر جریان است 0.5 میلی آمپراست. هنگامی که باتری در 6V، و سپس افت ولتاژ در سراسر R1 is V1 = 1.92Vاست. در نتیجه در حال حاضر از طریق میکروفون کمتر از حداکثر امتیازات از سال
I1 = (6 1.92) V / 10000 اهم = 0.41 میلی آمپر
مقاومت و 2N2222A
ترانزیستور 2N2222A امتیاز حداکثر در نتیجه خواستار یک تقسیم کننده ولتاژ ساخته شده با R2 و R3 و جریان امیتر محدود با R4.
حداکثر توان نامی 2N2222A است Pmax = 0.5 Wاست. این قدرت در نهایت بر فاصله شما می توانید انتقال. زورگوئی نکنید ترانزیستور گرم خواهد شد و نابود کردن آن. برای جلوگیری از این کار، می توان محاسبه که فرستنده FM خروجی حدود 124 مگاوات و زیر حداکثر رتبه. جزئیات ریاضی در rfMath.pdf داده شده.
قدرت تنگاتنگی مربوط به دامنه انتقال می شود. در 124 مگاوات و 30 درصد کارایی تابش، حداکثر فاصله بین فرستنده FM و رادیو باطری 35 betweem به پا 112 متغیر است. محاسبات در rfDistance.pdf. داده شده است.
عمل
اول، استفاده از رادیو جیب باطری به عنوان یک گیرنده. AC مجهز به رونق جعبه و استریو خانگی (110 220 V) نه توصیه می شود؛ رادیو های باطری بسیار بهتر در انتقال از واحدهای مجهز به AC است.
- اتصال رادیویی خود را به هوای مرده، یعنی فرکانس در باند رادیویی FM که سکوت و یا تنها برخی از صدای خش خش. فرکانس ها در نزدیکی 108 مگاهرتز معمولا هوای مرده. صفحه وب رادیو یاب فهرستی از ایستگاه های رادیویی محلی در منطقه شما. این می تواند کمک به شما در شناسایی فرکانس های هوا مرده.
- روشن در فرستنده FM خود را، گسترش آنتن آن و نگه داشتن فرستنده حدود 2 فوت دور از رادیو FM شما. صحبت به میکروفن در حالی که به آرامی تنظیم درپوش متغیر است. استفاده از ناخن یا پیچ گوشتی غیر فلزی خود را تا زمانی که شما خودتان را بیش از رادیو می شنوید. این روند ناموفق خسته کننده است، نیاز به تنظیم دقیق خازن. شما در حال تنظیم یک بار می شنوید زوزه (همچنین به عنوان شناخته می شود میکروفن داغ) نشان می دهد که بازخورد فرستنده و گیرنده.
- افزایش فاصله فرستنده به رادیو. تبریک می گویم - شما باید یک میکروفون بی سیم!
از کجا برای رفتن از اینجا
همانطور که پیشتر گفته شد، عملکرد متوسطی است. نویسنده تجربه عامل در یک شهر بزرگ (فیلادلفیا، ایالات متحده آمریکا) با استفاده از رادیو از باطری تنظیم در 108 مگاهرتز به همراه داشت فوت حدود در داخل خانه ها و پاها 25 50 خارج از منزل. همچنین، علاوه بر صدای نویسنده، ایستگاه های رادیویی پخش می شود کمی شنیده می شود.
به نیشگون گرفتن و کشیدن عملکرد، تجزیه و تحلیل طیف می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این دستگاه که به صورت بصری نمایش فرکانس غالب هستند. نویسنده کشف مدار در حدود 200 انتقال از 220 مگاهرتز، به جای مورد نظر مگاهرتز 108! 216 مگاهرتز هارمونیک است، که دو برابر مگاهرتز مورد نظر 108. انتقال دامنه است که در نتیجه کاهش می یابد و در معرض به noice (پخش ایستگاه های رادیویی) است.
برای انتقال در مورد نظر 108 مگاهرتز، نویسنده در نظر گرفته به شرح زیر است:
- سیم پیچ دست ساخته شده است که 0.1 UH برای آزمایش دشوار است. اندوکتانس متر برای اندازه گیری در محدوده میکرو هنری گران هستند.
- متر اندازه گیری ظرفیت خازنی و picoFarads نیز گران هستند.
- 0.111 UH سیم پیچ هسته هوایی از Coilcraft، یک تولید کننده سلف خریداری شد.
- اسپکتروم آنالایزر هزینه هزاران دلار است. جایگزین مناسب 130 دلار USD Elenco F-2800 فرکانس متر می باشد. این یک واحد خوب برای به دست آوردن اگر شما در ساخت فرستنده FM جدی تر برنامه ریزی شده است.
در اکثر موارد، شمارنده فرکانس رو به معرض نمایش بگذارن 200 مگاهرتز حتی با سلف Coilcraft تقریبی! بنابراین به احتمال زیاد خازن متغیر است که واقعا دادن طیف بورس اوراق بهادار از 4 به 34 نیست. از آنجا که فرکانس انتقال ماند بسته به 200 مگاهرتز است، calcFreq.xls نشان می دهد که خازن متغیر در واقع نزدیک باقی می ماند و نه از رفتن به امتیاز 4 بورس اوراق بهادار، بورس اوراق بهادار 34. این باید انتظار داشت از تحمل در خازن به ندرت دقیق است. اثر خالص است که بدون خازن با وضوح picoFarad شما می شود انتقال مگاهرتز هارمونیک محدوده بازده کاهش می یابد 216 و حساس به سر و صدا.
کلمات نهایی
این آموزش همراه با ضمائم جزئیات کامل ترانزیستور تک FM ساخت و ساز فرستنده و ریاضی اساسی. مدار را می توان در یک بعد از ظهر با کمتر از 10 دلار های USD قطعات مشترک ساخته شده است در 25 50 محدوده انتقال پا است، منجر شده است.
مانند نویسنده، خوانندگان ممکن است در مورد چشم انداز ساخت فرستنده اف ام می برد، بسیار هیجان زده هستیم. بسیاری از طرح های مدار و شماتیک بر روی خط و در چاپ وجود دارد، اما اغلب نمی تجزیه و تحلیل زیادی را فراهم می کند. این آموزش تلاش برای پر کردن این شکاف، به خصوص برای اولین بار سازندگان فرستنده FM. تجزیه و تحلیل اجازه می دهد تا یک را به یاد چه نقش ها و ارزش های خود را در مدار بازی. چنین تجزیه و تحلیل نقطه گامی به سوی بهبود یا سفارشی مدار، فراهم می کند یک خواننده است.
تصویرسازی عملیات ریاضی و در دنیای واقعی ارزش آموزش است. برخی از مواد در جهت یادگیری بیشتر را ممکن است از منابع زیر به دست آورد. ساختمان مبارک!
محصول دیگر ما:
