Tự làm một bài kiểm tra phát FM không dây

 

Bức ảnh cho thấy một máy phát không dây FM, radio bỏ túi và đĩa vàng để so sánh kích thước. Nói vào máy phát và những người khác nghe bạn trên bất kỳ đài phát thanh FM. Máy phát có thể được xây dựng trong một buổi chiều với phần đơn giản, giá cả phải chăng và phổ biến rộng rãi. Xây dựng là thú vị và nhiều có thể được học mặc dù hiệu suất là khiêm tốn; ví dụ, giọng nói của bạn được khó khăn để nghe ở những khoảng cách lớn hơn 25 feet.

 

 

Động lực và khán giả

mục tiêu dài hạn của chúng tôi với các mạch như vậy là trong điều khiển từ xa và thu thập dữ liệu. tông màu cảm ứng có thể được truyền không dây để bật / tắt thiết bị truyền động của robot. dữ liệu cảm biến có thể được chuyển đổi thành morse-mã như âm thanh và giải mã bởi một vi điều khiển không dây để theo dõi môi trường. khán giả của Hướng dẫn này cũng sẽ được thúc đẩy bởi các ứng dụng như vậy. Xây dựng một máy phát FM đơn giản sẽ là một bước đầu tiên hướng tới mục tiêu đó.

Không để cung cấp cho bạn sự mong đợi sai, FM transmitter này là xa cung cấp hoàn hảo chỉ có hiệu suất khiêm tốn. Đầu tiên, điều chỉnh máy phát có thể bực bội. Ngay cả lần lượt nhẹ trong tụ điện biến có thể dẫn đến những thay đổi tần số lớn. Thứ hai, phát điều chỉnh thường dẫn đến một tần số sóng hài. Thay vì dự định 108 MHz ví dụ, tụ điện điều chỉnh mang lại một tần số máy phát 216 MHz. Ngoài ra muốn được nghe một giọng nói của bạn hơi có thể nghe chương trình phát sóng đài phát thanh.

 

Câu trả lời có nhiều có thể được học và hướng dẫn này là được appendixed với toán học tiềm ẩn để tính toán các thông số như (1) tần số tranmitter, sản lượng điện và phạm vi (2) dài ăng ten và (3) cần cuộn quanh co. Thường thì trên web, một trong những chỉ tìm thấy một sơ đồ. Bằng cách thêm vào các phân tích (với mức độ toán học cao), người ta có thể hình dung những cải tiến về hiệu suất của máy phát.

khán giả của Hướng dẫn này là như vậy, những người đam mê điện tử người:

• không có nhiều FM hoặc tần số vô tuyến (RF) Trải nghiệm
• muốn xây dựng một máy phát FM
• muốn học cách phát đó làm việc
• muốn học cách các thành phần được lựa chọn ví dụ như tính toán số lần lượt khi xây dựng một cuộn dây không khí, độ dài ăng ten, vv

 

 

Một lần nữa hướng dẫn này nhấn mạnh rằng hiệu suất của máy phát là khiêm tốn, nhưng được học trong xây dựng của nó. Các sự cố hướng dẫn như sau:

 

• Danh sách các bộ phận và Nguồn
• Xây dựng / Schematic
• Lý thuyết
• hoạt động
• Đi đâu từ đây
• tác giả thông tin

 

Danh sách các bộ phận và Nguồn

nhà cung cấp trụ sở tại Mỹ bao gồm Jameco, Digikey, JDR và ​​Radio Shack. Lưu ý: Boondog không có liên kết với các nhà cung cấp. Những nỗ lực đã có được tất cả các bộ phận từ một nhà cung cấp duy nhất. một phần số cho điện trở thông thường không được đưa ra.

 

Một nỗ lực đã được thực hiện để tìm một nhà cung cấp nguồn duy nhất của tất cả các phần. Jameco có hầu hết các phần trích dẫn trong các bảng. Chi tiết xây dựng điện dẫn lõi không khí bằng cách sử dụng một của McDonald nước ngọt rơm sẽ được mô tả trong phần tiếp theo.

Xây dựng

Một sự kết hợp của wirewrapping và hàn được sử dụng để xây dựng các máy phát FM. Thẻ mẫu Jameco của cung cấp đủ chỗ cho (không quan trọng) một phần vị trí. Bạn nên cố gắng giữ tất cả các phần gần nhau và giữ cho dây dẫn ngắn. Những hình ảnh dưới đây minh họa vị trí phần có thể (bên trái) và bên hàn (bên phải).

 

 

Sơ đồ

fmTx031402a.pdf là tập tin Acrobat của cùng một biểu đồ. Bạn sẽ cần Acrobat Reader miễn phí của Adobe để xem nó.

Các sơ đồ và xây dựng các mạch tương đối thẳng về phía trước. Một số điểm nổi bật và làm rõ đối với xây dựng mạch được đưa ra tiếp theo.

Electret Microphone

Một micro electret có hai chân mà kết nối với các khách hàng tiềm năng tích cực và tiêu cực của pin. Như thể hiện trong bản vẽ dưới đây, nhìn vào dưới cùng của micro electret. Pad mà thể chất chạm vào vỏ của microphone kết nối với dẫn tiêu cực của pin.

 

 

pin

Bạn có thể thay thế các tế bào tiền xu, thường được tìm thấy trong máy tính và đồng hồ, với thường xuyên 1.5V AA, C hoặc D tế bào. Tuy nhiên các tế bào tiền mất ít phòng và có thể hàn vào protoboard.

2N2222A Transistor

Các 2N2222A là một bóng bán dẫn NPN rất phổ biến. Một trong những sử dụng ở đây (Jameco # 38236) là kim loại có thể gõ (TO-18 vỏ). Ba chân này là cho cơ sở của bóng bán dẫn (B), thu (C) và phát (E). Không có sơ đồ chân tiêu chuẩn cho các bóng bán dẫn. Như vậy, yêu cầu tờ spec của bóng bán dẫn khi đặt hàng nó để xác định sơ đồ chân, hoặc nếu bạn sở hữu một vạn năng với một thử bóng bán dẫn, sử dụng nó.

Các 2N2222A cũng đi kèm trong một vỏ nhựa màu đen (phong cách TO-92) mà bạn có thể sử dụng nếu bạn muốn. Các T0-18 được ưa thích vì các can có một tab nhỏ thường đại diện cho pin phát.

Hãy chắc chắn rằng bạn xác định chính xác sơ đồ chân của 2N2222A và chính xác dây cơ sở, thu và phát trong các sơ đồ mạch. Thường, trục trặc mạch vì các chân được sai dây.

Tụ biến

Các dẫn cho các tụ điện biến không phù hợp trong protoboards inch 0.1 bình thường. Bạn có thể Dremel-khoan vào protoboard để làm cho khách hàng tiềm năng phù hợp. Ngoài ra bạn có thể hàn dây để dẫn, nhưng nếu bạn làm, giữ dây càng ngắn càng tốt để tránh điện dung rò.

Cuộn cảm

Một điện dẫn chỉ là một cuộn dây điện và bạn cần phải gió một cho mạch này. Một điện dẫn được đặc trưng bởi chiều dài của nó, bán kính và số vòng dây trong cuộn dây. Dây điện từ (Radio Shack phần 278-1345) đã được sử dụng để xây dựng điện dẫn nhưng bạn có thể sử dụng sợi dây đồng 22 đo AWG rắn tiêu chuẩn.

Một số bài báo trên mạng và in mô tả sự quanh co dây xung quanh một cây bút chì. Thật không may, bút chì đi trong đường kính khác nhau và do đó một soda rơm McDonald đã được sử dụng; rơm sọc vàng-đỏ-trắng, được tìm thấy trong mỗi McDonalds trên thế giới, có cùng kích thước. Bán kính của rơm là chính xác 0.1325 inch (đường kính = 0.2650 inch) và 1 / 4 inch được snipped ra khỏi rơm.

 

Tiếp theo, một đoạn dây thẳng được quấn quanh này 1 / 4 inch đoạn sáu lần và sau đó hàn trên bảng mẫu. Kết quả cuối cùng là một cuộn cảm (còn được gọi là một lõi không khí cuộn) với bán kính 0.1325 inch. Nếu bạn muốn, bạn có thể áp dụng rõ ràng móng tay một số phụ nữ 'Ba Lan được giữ vĩnh viễn dây trên đoạn rơm.

 

 

Antenna

Một mảnh dài inch 30 của đo dây đồng stramd rắn 22 là một ăng-ten phù hợp. Tuy nhiên khi làm máy phát, bạn có nguy cơ quấn dây. Như vậy bạn có thể vít một ăng-ten kính thiên văn, như những người tìm thấy một radio, vào hội đồng quản trị mẫu.

Lý thuyết: Làm thế nào để làm việc phát FM?

Các tụ điện biến và điện dẫn tự tạo của bạn sẽ dao động ở tần số trong băng tần FM radio (88 để 108 MHz). Micro electret có một sức đề kháng mà phụ thuộc vào cách bạn lớn tiếng nói vào nó. Micro này là pin và theo V = IR Định luật Ôm, những thay đổi trong sức đề kháng cho điện áp cố định sẽ làm thay đổi tỷ lệ trong hiện tại. Này thức ăn hiện tại vào các cơ sở của 2N2222 NPN transistor được kết nối với biến tụ điện, cuộn cảm và ăng ten của bạn. Ảnh hưởng thực là tùy thuộc vào giá trị tụ điện biến của bạn, giọng nói của bạn sẽ được điều chế để truyền tải ở một tần số giữa và 88 108 MHz. Nếu một túi gần đài FM được điều chỉnh để tần số này, bạn sẽ được nghe khi nói vào máy phát của bạn.

Các giá trị thành phần trong mạch có nguồn gốc để hiểu rõ hơn về máy phát FM này sẽ làm việc. Toán học cơ bản là khá đơn giản và có thể được tìm thấy trong sách giáo khoa vật lý đại học nhất.

Điện cảm của Core cuộn không khí

Điện dẫn tự tạo của bạn có một giá trị xác định bằng bán kính của nó r, Chiều dài x và số vòng dây n.

 

Cho McDonald của nước ngọt rơm điện dẫn, r = 0.1325 inch, x = 0.25 inch và n = 6 lượt và kết quả trong L = 0.171 microHenry hoặc 0.000000171 Henry.

Tần số cụ thể f bây giờ tạo ra được xác định bởi điện dung C và cảm L đo trong farads và Henry lần lượt là:

 

 

Tần số cộng hưởng của một song song LC mạch

Đài phát thanh FM hoạt động trên tần số từ và 88 108 MHz. Các tụ điện biến và điện dẫn tự tạo của bạn tạo thành một mạch LC song song. Nó cũng được gọi là một xe tăng mạch và sẽ dao động ở một cộng hưởng tần số sẽ được chọn đài FM túi của bạn.

Trong mạch bể, vật lý cơ bản là các cửa hàng một tụ năng lượng điện trong điện trường giữa tấm của nó và một điện dẫn trữ năng lượng trong từ trường gây ra bởi các cuộn dây quanh co. Tương đương với cơ khí là cân bằng năng lượng trong một bánh đà, momen động lượng (năng lượng động học) là sự cân bằng của mùa xuân (năng lượng tiềm năng). Một ví dụ khác là một con lắc, nơi có một sự cân bằng năng lượng động học so với tiềm năng mà ra lệnh kỳ (hoặc tần số) dao động.

Với phạm vi tụ điện biến của bạn từ 4 để 34 pF, mạch xe tăng của bạn sẽ cộng hưởng giữa 66 và 192 MHz, nằm trong phạm vi radio FM. Để tính toán các giá trị cho các giá trị khác nhau C, n, r và x một bảng tính Excel đơn giản, được gọi là calcFreq.xls đã được tạo ra. Đơn giản chỉ cần nhập các giá trị và độ tự cảm và tần số sẽ được tự động tính toán.

 

Ăng-ten dài

Bạn xây dựng ăng-ten của bạn, hoặc với một mảnh của sợi dây đo rắn 22 30 inch dài hoặc sử dụng một ăng-ten telescopically mở rộng. Chiều dài của nó nên được khoảng 1 / 4 bước sóng FM; nhớ lại rằng tần số nhân và bước sóng tương đương với tốc độ của ánh sáng. Bạn sẽ có lẽ hầu hết được hoạt động truyền của bạn gần 108 MHz, như vậy:

 

 

Tụ điện cố định

Đề cập đến các sơ đồ mạch, C2 và C4 hành động như tụ tách và thường 0.01 UF (Hoặc 0.1 UF) Được sử dụng. C4 nỗ lực để duy trì một điện áp không đổi trên toàn bộ mạch mặc dù biến động điện áp là chết pin.

Một tụ điện có thể được coi như một điện trở tần số phụ thuộc (gọi là kháng). Bài phát biểu bao gồm các tần số khác nhau và các tụ điện C1 cản trở họ. Ảnh hưởng thực là C1 điều chỉnh các hiện nay đi vào các bóng bán dẫn. Sử dụng một giá trị lớn cho C1 tăng cường âm trầm (tần số thấp) trong khi giá trị nhỏ hơn tăng treble (tần số cao).

Sản phẩm C3 tụ điện trên các bóng bán dẫn 2N2222A phục vụ để giữ cho các mạch dao động xe tăng. Về lý thuyết, miễn là có một điện áp cung cấp qua điện dẫn song song và biến tụ điện, nó sẽ dao động ở tần số cộng hưởng indefinetely. Trong thực tế tuy nhiên, tần số phân rã do tổn thất nhiệt. C3 được sử dụng để ngăn ngừa sâu răng và các spec tờ 2N2222A cho thấy một điện dung giữa 4 đến 10 pF.

Điện trở cho Electret Mic

Tờ spec cho Jameco # 136573 electret micro nói rằng hiện nay tối đa là 0.5 mA. Khi pin cung cấp tại 6V, Sau đó thả điện áp trên R1 is V1 = 1.92V. Các kết quả hiện tại thông qua micro được dưới mức tối đa đánh giá cao nhất kể từ

 

Điện trở và 2N2222A

Các bóng bán dẫn 2N2222A đã đánh giá mức tối đa do đó đòi hỏi một chia điện áp được thực hiện với R2 và R3 và phát hiện hạn chế với R4.

Tối đa sức mạnh đánh giá của 2N2222A là Pmax = 0.5 W. Quyền lực này cuối cùng ảnh hưởng đến khoảng cách bạn có thể truyền tải. Áp đảo các bóng bán dẫn sẽ nóng và tiêu diệt nó. Để tránh điều này, người ta có thể tính toán rằng các máy phát FM kết quả đầu ra khoảng 124 mW và cũng là dưới mức tối đa đánh giá. Các chi tiết toán học được đưa ra trong rfMath.pdf.

Sức mạnh liên quan mật thiết đến phạm vi truyền dẫn. Khi 124 mW và 30% hiệu quả bức xạ, khoảng cách tối đa giữa máy phát FM và đài chạy pin sẽ nằm trong khoảng giữa động 35 112 để chân. Các tính toán được đưa ra trong rfDistance.pdf.

hoạt động

Đầu tiên, sử dụng radio bỏ túi chạy bằng pin như là một nhận. Nguồn AC bùng nổ hộp và âm thanh nổi nhà (hoặc 110 220 V) là không đề nghị; radio chạy bằng pin tốt hơn nhiều khi nhận được truyền đi hơn đơn vị AC-powered.

 

1. Điều chỉnh đài phát thanh của bạn chết không khí, Nghĩa là tần số trong băng tần FM radio mà là im lặng hoặc chỉ có một số tiếng rít. Tần số gần 108 MHz thường là không khí chết. Các trang web Radio Locator danh sách các đài phát thanh địa phương trong khu vực của bạn. Điều này có thể giúp bạn xác định tần số không khí chết.
2. Bật máy phát FM của bạn, mở rộng ăng ten của nó và giữ cho máy phát khoảng 2 phút đi từ đài FM. Nói vào mic trong khi từ từ điều chỉnh nắp biến. Sử dụng móng tay của bạn hoặc tuốc nơ vít phi kim loại cho đến khi bạn nghe mình trên đài phát thanh. Quá trình này là phiền tẻ nhạt, đòi hỏi điều chỉnh tụ cẩn thận. Bạn được điều chỉnh một khi bạn nghe tiếng hú (còn được gọi là một mic nóng) Mà chỉ ra thông tin phản hồi truyền-nhận.
3. Gia tăng khoảng cách truyền đến đài phát thanh. Xin chúc mừng - bạn có một micro không dây!

Đi đâu từ đây

Như đã nói ở trên, hiệu suất là khá khiêm tốn. Của tác giả kinh nghiệm hoạt động trong một thành phố lớn (Philadelphia, Mỹ) với radio chạy bằng pin điều chỉnh ở 108 MHz mang lại khoảng 25 trong nhà bàn chân và bàn chân 50 ngoài trời. Ngoài ra, ngoài giọng nói của tác giả, chương trình phát sóng đài phát thanh có thể được một chút nghe.

Để tinh chỉnh hiệu năng, máy phân tích phổ có thể được sử dụng. Đó là một thiết bị trực quan hiển thị tần số đang chiếm ưu thế nhất. Tác giả phát hiện ra mạch đã được phát sóng ở khoảng 200 để 220 MHz, chứ không phải là 108 MHz mong muốn! 216 MHz là một hài hòa, là gấp đôi 108 MHz mong muốn. Phạm vi truyền dẫn là như vậy, giảm và dễ bị noice (chương trình phát sóng đài phát thanh).

Để truyền tại mong muốn 108 MHz, tác giả xem xét như sau:

 

• Một cuộn dây làm bằng tay đó là 0.1 uh là khó khăn để kiểm tra. M cảm để đo lường tại các vi Henry phạm vi là tốn kém.
• Mét điện dung đo picoFarads cũng đắt.
• Một 0.111 uh cuộn dây lõi không khí đã được mua từ Coilcraft, một nhà sản xuất điện dẫn.
• Phổ phân tích chi phí hàng ngàn đô la. Một thay thế khả thi là $ 130 USD Elenco F-2800 tần số truy cập. Đây là một đơn vị tốt đẹp để có được nếu bạn có kế hoạch xây dựng phát FM nghiêm túc hơn.

Đối với hầu hết các phần, bộ đếm tần số hiển thị xấp xỉ 200 MHz ngay cả với điện dẫn Coilcraft! Vì vậy, có lẽ hầu hết các tụ điện biến không thực sự đưa ra một phạm vi pF 4-to-34. Kể từ khi tần số truyền dẫn ở đóng cửa để 200 MHz, calcFreq.xls cho thấy tụ điện biến thực sự nằm gần 4 pF thay vì đi đến đánh giá 34 pF. Điều này sẽ được dự kiến ​​từ dung sai trong dung hiếm khi chính xác. Ảnh hưởng thực là không có độ phân giải picoFarad dung bạn sẽ được phát sóng ở một MHz hòa giảm phạm vi năng suất 216 và nhạy cảm với tiếng ồn.

Kết Luận

Hướng dẫn này cùng với các phụ lục chi tiết đầy đủ một bóng bán dẫn xây dựng máy phát FM đơn và toán học cơ bản. Mạch có thể được xây dựng trong một buổi chiều với ít hơn $ 10 USD của bộ phận thông thường, dẫn đến một 25 50 phạm vi truyền dẫn để chân.

Như tác giả, độc giả có thể vui mừng về triển vọng xây dựng máy phát FM. Nhiều thiết kế mạch và sơ đồ tồn tại trên mạng và báo chí nhưng không thường cung cấp các phân tích nhiều. Bài viết này cố gắng để lấp đầy khoảng trống này, đặc biệt là lần đầu tiên các nhà xây dựng máy phát FM. Các phân tích cho phép một để tìm hiểu những gì vai trò và giá trị của họ chơi trong các mạch. Phân tích như vậy cung cấp cho người đọc một điểm bước hướng tới việc cải thiện hoặc tùy biến mạch.

Minh họa các hoạt động toán học và thực tế là giá trị của hướng dẫn. Một số tài liệu hướng tới việc học thêm có thể được mua lại từ các tài liệu tham khảo dưới đây. Hạnh phúc xây dựng!

sản phẩm khác của chúng tôi:

Hệ thống chống sét chuyên nghiệp cho Tower	Gói thiết bị đài FM chuyên nghiệp	Máy phát FM FMUSER FU-1000C 1000W với giao diện đầu vào âm thanh USB
Gói phát sóng FM FMUSER 200W	Giải pháp IPTV khách sạn	Máy phát sóng vô tuyến FM FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW