DIY unha proba transmisor FM sen fíos

 

A imaxe mostra un transmisor FM sen fíos, radio de peto e disco amarelo para comparacións de tamaño. Contacte ao transmisor e outros oín-lo en calquera radio FM. O transmisor pode ser construído nunha tarde con cerchas, accesibles e amplamente dispoñible. Construción é divertido e moi se pode aprender aínda que o desempeño é modesta, por exemplo, a súa voz está difícil escoitar a distancias maiores que os pés 25.

 

 

Motivación e Audiencia

Os nosos obxectivos de longo prazo con estes circuítos están no mando a distancia e adquisición de datos. DTMF pode ser transmitida para virar sen fíos on / off atuadores dun robot. Datos do sensor se pode converter en código morse como sons e descifrado por un microcontrolador para supervisar ambientes sen fíos. Público deste tutorial tamén sería motivada por tales aplicacións. A construción dun transmisor de FM simple sería un primeiro paso cara a eses obxectivos.

Non lle dar falsas expectativas, este transmisor FM está lonxe de ser perfecta oferta só o rendemento modesto. En primeiro lugar, axustar o transmisor pode ser frustrante. Mesmo pequenas voltas no condensador variable pode producir grandes cambios de frecuencia. En segundo lugar, o axuste do transmisor miúdo deu lugar a unha frecuencia harmónica. No canto da desexada 108 MHz por exemplo, tuning capacitor rendeu unha frecuencia do transmisor 216 MHz Ademais de escoitar a súa voz se pode escoitar un pouco de estación de radio transmisións.

 

Unha resposta é que moito se pode aprender e este tutorial é appendixed coa matemática subxacente para calcular parámetros como (1) tranmitter frecuencia, potencia e alcance (2) lonxitude da antena e (3) necesaria bobina de enrolamento. A miúdo na web, só unha atopa un esquema. Engadindo a análise (con alta de matemáticas nivel medio), pode-se concibir melloras no rendemento do transmisor.

Público deste tutorial é, polo tanto, os entusiastas da electrónica que:

• non teño moita experiencia FM ou de radiofrecuencia (RF)
• quere construír un transmisor de FM
• quere aprender tales transmisores traballar
• quere aprender como os compoñentes son seleccionadas por exemplo, calcular o número de voltas na construción dunha bobina de aire, lonxitude da antena, etc

 

 

De novo este tutorial subliña que o desempeño do transmisor é modesto, pero é aprendido na súa construción. O reparto tutorial é como segue:

 

• Lista Fontes e Pezas
• Construción / Mapa
• Teoría
• Operación
• Onde ir a partir de agora
• Información sobre o autor

 

Lista Fontes e Pezas

Provedores estadounidenses inclúen Jameco, Digikey, JDR e Radio Shack. Nota: Boondog ten ningunha asociación con estes provedores. Intentos foron adquirir todas as partes dun único provedor. Números de peza para resistores comúns non se dan.

 

Se fixo un esforzo para atopar un único provedor de todas as partes. Jameco ten case todas as partes citadas nas táboas. Detalles de construción o indutora de núcleo de aire mediante un curva de refrixerante McDonald estará describe na seguinte sección.

construción

Unha combinación de wirewrapping e soldados foi usada para construír o transmisor FM. Tarxeta de prototipado de Jameco ofrece espazo suficiente para (non-crítico) colocación de parte. Ten que tentar manter as pezas xuntas e manter o fío leva curto. As fotos a continuación ilustran posible colocación de banda (esquerda) e do lado da soldadura (dereita).

 

 

Esquemático

fmTx031402a.pdf é o arquivo Acrobat do mesmo esquema. Vai ter de lector gratuíto de Adobe Acrobat para visualiza-lo.

O esquema e construción do circuíto son relativamente simple. Algúns destaques e aclaracións respecto a construción do circuíto son dadas a continuación.

Micrófono de eletreto

Un micrófono electreto ten dous pinos que ligan aos condutores positivo e negativo dunha batería. Como se mostra no deseño, a continuación, se mira para a parte inferior do micrófono electreto. O bloque que toca fisicamente carcasa do micrófono conéctase ao cable negativo da batería.

 

 

Baterías

Pode substituír as células de moeda, normalmente encontrados en calculadoras e reloxos, con regulares 1.5V AA, C ou D-cells. As pilas de moedas con todo, ter menos espazo e pode soldar no protoboard.

2N2222A Historia

O 2N2222A é un transistor NPN moi común. O empregado aquí (Jameco # 38236) é o metal pode escribir (TO-18 caixa). As súas tres patas son a base do transistor (B), o colector (C) eo emisor (E). Non hai pinagem estándar de transistores. Como tal, pedir folla de especificacións do transistor cando encomenda-lo a identificar a pinagem, ou se ten un multímetro con un provador de transistor, usalo.

O 2N2222A tamén ven nunha caixa de plástico branco (estilo TO-92) que pode usar se quere. O T0-18 é preferido por a lata ten unha pequena pestana que tipicamente representa o Pino emisor.

Asegúrese de identificar correctamente pinagem do 2N2222A e conectar correctamente a base, colector e emisor no esquema. Moitas veces, as avarías do circuíto, xa que os pinos foron mis-fío.

Capacitor variable

O leva ao condensador variable non se encaixan en protoboards polgadas 0.1 normais. Pode Dremel-furar o protoboard para facer as conexións axuste. Alternativamente, pode arame de soldados para as conexións, pero se fai iso, manter os fíos o máis curto posible, a fin de evitar capacitâncias parasitos.

Indutora

Un indutor é só unha bobina de fío e ten que relaxarse ​​un a este circuíto. Un indutor caracterízase pola súa lonxitude, o raio eo número de voltas do fío na bobina. Magnet fío (Radio Shack parte 278-1345) foi usada para construír o indutor, pero pode usar fío 22 AWG fío de cobre sólido bitola estándar.

Algúns artigos en liña e impreso describen enrolando o fío en torno a un lapis. Desafortunadamente, lapis veñen en diferentes diámetros e, polo tanto, foi utilizado un curva de refrixerante McDonald, a palla listrado amarelo-vermello-branco, atopado en todo McDonalds no mundo, é do mesmo tamaño. Raio da palla é exactamente 0.1325 polgadas (diámetro = 0.2650 polgadas) e 1 / 4 polgadas se cortou a palla.

 

Logo, unha peza de fío recto estaba enrolado arredor deste 1 / 4 tramo polgadas seis veces e despois soldadas na placa de prototipado. O resultado final é un indutora (tamén coñecido como un núcleo de aire bobina) cun raio polgadas 0.1325. Se o desexa, pode aplicar unha clara dalgúns mulleres polaco para manter permanentemente o fío no tramo de palla.

 

 

antena

A 30 longo anaco de 22 calibre sólido fío de cobre stramd polgadas é unha antena adecuada. Con todo, ao realizar o transmisor, o risco de emaranhado de fíos. Como tal, pode romper unha antena telescópica, como os atopei radios, na tarxeta de prototipado.

Teoría: Como funciona o transmisor de FM?

O capacitor variable eo seu indutor self-made vai vibrar en frecuencias na franxa de radio FM (88 para 108 MHz). O micrófono de eletreto ten unha resistencia que depende de quão alto falar para el. Este micrófono é alimento por batería e de acordo co V = IR Lei de Ohm, cambios na resistencia de tensión fixa pode producir alteracións proporcionais no actual. Isto alimenta corrente na base do transistor NPN 2N2222 que está conectado ao seu capacitor variable, indutora e antena. O efecto neto é que, dependendo do valor do seu capacitor variable, a súa voz será modulada para transmitir nunha frecuencia entre 88 e 108 MHz Se unha radio próxima peto FM está sintonizado con esa frecuencia, vai ser escoitado cando se fala no seu transmisor.

Os valores dos compoñentes do circuíto son derivados para entender mellor como este transmisor FM vai funcionar. A matemática subxacente é moi sinxelo e pódese atopar na maioría dos libros de texto de física de graduación da universidade.

Indutancia dunha bobina de núcleo de aire

O seu indutor self-made ten un valor determinado polo seu radio r, Lonxitude x e número de voltas de fío n.

 

Para refrixerante indutor de palla do seu McDonald, r = 0.1325 polgadas, x = 0.25 polgadas e n = 6 voltas e resulta L = 0.171 microHenry ou 0.000000171 Henry.

A frecuencia específica f xerado é agora determinado pola capacidade C ea indutancia L medida en farads e Henry, respectivamente:

 

 

Frecuencia de resonancia dun circuíto LC Paralelo

Emisoras de radio FM operan en frecuencias entre 88 e 108 MHz O capacitor variable eo seu indutor self-made constitúen un circuíto LC paralelo. É tamén chamado un tanque circuíto e vibrará nunha ressonante de frecuencia que serán captados seu radio FM de peto.

En circuítos tanque, a física subxacente é que as tendas de un capacitor de enerxía eléctrica no campo eléctrico entre as placas e un indutor almacena enerxía no campo magnético inducido pola bobina de enrolamento. O equivalente mecánico é o balance de enerxía nun volante, momentum angular (enerxía cinética) é equilibrado pola primavera (enerxía potencial). Outro exemplo é un péndulo, onde hai un equilibrio de enerxía cinética en relación potencia que determina o período (ou frecuencia) de oscilacións.

Dadas as súas gamas de capacitores variables de 4 para 34 pF, o circuíto tanque ressonante entre 66 e 192 MHz, ben dentro do rango de radio FM. Para calcular estes valores para diferentes valores de C, n, r x unha folla de cálculo Excel simple, chamado calcFreq.xls foi creado. Escriba os valores ea indutancia ea frecuencia calcúlanse automaticamente.

 

Lonxitude da antena

Vostede construíu a súa antena ou cun anaco de sólidos vertente 22 bitola polgadas 30 longo ou usou unha antena telescópica extensible. A súa lonxitude debe ser de aproximadamente 1 / 4 a lonxitude de onda FM; recordar que multiplicación de frecuencia e lonxitude de onda igual á velocidade da luz. Vai probablemente estar operando seu transmisor preto 108 MHz, tales como:

 

 

Condensadores fixos

Refírese ao esquema, C2 C4 actuar como capacitores de desacoplamento e, normalmente, 0.01 UF (Ou 0.1 UF) San utilizados. C4 intentos para manter unha tensión constante ao longo de todo o circuíto, a pesar das flutuacións de tensión, como as matrices de batería.

Un capacitor pode ser pensado como unha resistencia dependente da frecuencia (chamado reactância). Discurso consiste en diferentes frecuencias eo capacitor C1 impide-os. O efecto neto é que C1 modula a corrente que pasa no transistor. Empregando un gran valor para o C1 Reforza os graves (baixas frecuencias), mentres que os menores valores impulsar agudos (altas frecuencias).

o C3 condensador a través do transistor 2N2222A serve para manter o circuíto tanque vibrante. En teoría, sempre que haxa unha tensión de alimentación a través do indutor en paralelo e o condensador variable, debe vibrar á frecuencia de resonancia indefinetely. En realidade, con todo, a frecuencia decae debido a perdas de calefacción. C3 se usa para previr a Cari ea folla de especificacións 2N2222A suxire unha capacidade entre 4 a 10 pF.

Resistor para Mic eletreto

A folla de especificacións para o Jameco # 136573 micrófono de eletreto di que a corrente máxima é de 0.5 mA. Cando alimentado por batería de 6V, Entón a caída de tensión a través R1 is V1 = 1.92V. A cadea resultante a través do micrófono é por baixo do máximo de nomes dende

 

Resistor e 2N2222A

O transistor 2N2222A foi clasificado máximos esixindo así un divisor de tensión, feitos con R2 R3 e limitar a corrente de emisor con R4.

Potencia máxima nominal do 2N2222A é Pmax = 0.5 W. Este poder acaba afectando a distancia que se pode transmitir. Dominando o transistor vai quentar e destruílo. Para evitar esta situación, pódese calcular que o transmisor FM emite preto 124 mW e está ben por baixo da máxima. Os detalles son presentados na matemáticas rfMath.pdf.

O poder está intimamente relacionado co alcance da transmisión. En 124 mW e 30% a eficiencia de radiación, a distancia máxima entre o transmisor de FM e un radio de pilas varían betweem 35 para 112 pés. Os cálculos son dadas na rfDistance.pdf.

Operación

En primeiro lugar, o uso dun radio de peto con batería como un receptor. Alimentación AC lanza caixas e equipos de son na casa (ou 110 220 V) son non Recoméndase, radios movidos a batería son moito mellores en recibir transmisións que as unidades AC-powered.

 

1. Sintonizar o seu radio para aire morto, É dicir, frecuencias dentro da banda de radio FM que están en silencio ou só algúns asubío. Frecuencias próximas 108 MHz son tipicamente aire morto. A páxina web Radio-Locator lista emisoras de radio locais na súa área. Isto pode axudar a identificar as frecuencias aire morto.
2. Conecte o transmisor FM, estender a súa antena e manter o transmisor aproximadamente 2 metros de distancia da súa radio FM. Contacte ao micrófono como lentamente axustando a tapa variable. Utilice a uña ou chave de fenda non metálico ata que se escoitar na radio. Este proceso é frustrante tedioso, esixe axuste capacitor coidado. Está atento, xa que se escoita uivos (tamén coñecido como Mic quente) Que indica o feedback do transmisor-receptor.
3. Aumentar a distancia do transmisor para a radio. Parabéns - ten un micrófono sen fíos!

Onde ir a partir de agora

Como afirmara anteriormente, o desempeño é modesto. O autor experiencia operativo nunha gran cidade (Philadelphia, Estados Unidos), con a radio de pilas sintonizado en 108 MHz rendeu aproximadamente 25 pé dentro e pés 50 ao aire libre. Por outra banda, ademais da voz do autor, estación de radio transmisións poderían ser un pouco oído.

Para axustar o rendemento, un analizador de espectro pode ser usado. É un dispositivo que exhibe visualmente frecuencias son máis predominantes. O autor descubriu o circuíto estaba transmitindo en aproximadamente 200 para 220 MHz, ao contrario do 108 MHz desexado! 216 MHz é unha harmónica, sendo o dobre do 108 MHz desexado. Franxa de transmisión é reducida e susceptibles a ruídos (estación de radio transmisións).

Para transmitir a desexada 108 MHz, o autor considera o seguinte:

 

• Unha bobina de hand-made que é 0.1 uh é difícil de probar. Indutancia metros para medir a Henry gama micro son caros.
• Medición de capacitancia metros pF tamén son caros.
• A UH bobina de núcleo de aire 0.111 foi adquirido de Coilcraft, fabricante indutor.
• Análise de espectro custa miles de dólares. Unha alternativa viable é un USD Intérpretes F-130 contador de frecuencia $ 2800. Esta é unha unidade agradable para adquirir, se está a pensar en construír transmisores de FM máis en serio.

Para a maior parte, o contador de frecuencia presentada aproximadas 200 MHz, mesmo co indutora Coilcraft! Así, probablemente o capacitor variable non é verdadeiramente dando unha gama pF 4-to-34. Como a frecuencia de transmisión quedou pechado para 200 MHz, calcFreq.xls revelan que capacitor variable realmente está preto 4 pF en vez de ir ata o nominal 34 pF. Isto debe ser esperado xa que as tolerancias na capacidade son raramente precisa. O efecto neto é que, sen resolución picofarad capacidade estará transmitindo nun MHz harmónica rendemento alcance reducido 216 e susceptibles ao ruído.

Palabras Finais

Este tutorial xunto con apéndices detalle completamente un transistor único transmisor FM construción e matemática subxacente. O circuíto pode ser construído nunha tarde con menos de US $ 10 dólares de partes comúns, obtendo un 25 para 50 franxa de transmisión pé.

Como o autor, os lectores poden estar animado coas perspectivas de construción de transmisores de FM. Moitos proxectos de circuítos e esquemas existir en liña e impreso, pero non adoitan ofrecer moita análise. Este tutorial intenta cubrir esa lagoa, sobre todo para os constructores de transmisor de FM por primeira vez. A análise permite coñecer os papeis e os seus valores xogar no circuíto. Tal análise ofrece un lector dun punto de reforzo para mellorar ou adaptar o circuíto.

Ilustrando a operación matemática e mundo real é o valor do titorial. Algún material para aprender máis pode ser adquirido a partir das referencias a continuación. Edificio feliz!

Noso outro produto:

Sistema profesional de protección contra raios para Tower	Paquete de equipos de estación de radio FM profesional	Transmisor FMUSER FU-1000C 1000W FM con interfaz de entrada de audio USB
Paquete de transmisión de radio FMUSER 200W FM	Solución IPTV hoteleira	Transmisor de radio FM FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW