DIY 무선 FM 송신기 테스트

 

사진은 무선 FM 전송기, 소형 라디오와 크기 비교를위한 노란색 디스크를 보여줍니다. 송신기로 말하고 다른 사람은 FM 라디오를 듣는다. 송신기는 간단, 저렴하고 널리 사용되는 부품과 오후에 구축 할 수 있습니다. 건축은 재미와 성능이 겸손하지만 많이 배울 수 있습니다, 예를 들어, 음성 25 피트보다 더 먼 거리에서 들리지 가져옵니다.

 

 

동기 부여 및 대상

이러한 회로를 우리의 장기 목표는 원격 제어 및 데이터 수집에 있습니다. 터치 톤 무선 / 로봇의 액추에이터를 켜고 끌로 전송 될 수 있습니다. 센서 데이터는 소리처럼 모스 코드로 변환 무선 환경을 모니터링하는 마이크로 컨트롤러에 의해 해독 될 수있다. 이 튜토리얼의 청중은 또한 응용 프로그램에서 동기 부여 될 것이다. 간단한 FM 송신기를 구축하는 것은 이러한 목표를 향한 첫 단계가 될 것입니다.

당신에게 잘못된 기대를 포기하지,이 FM 전송기는 완벽한 제안에서 멀리 단지 겸손한 성능이다. 첫째, 송신기가 복잡 할 수 조정. 변수 콘덴서도 약간의 회전은 큰 주파수 변경 될 수 있습니다. 둘째, 송신기 튜닝은 종종 고조파습니다. 대신 예를 들어, 의도 108 메가 헤르츠의 커패시터 튜닝 216 메가 헤르츠 송신기 주파수를 굴복. 당신의 목소리를 듣는 이외에 하나 약간 라디오 방송국 방송을들을 수 있었다.

 

하나의 대답은 더는 배울 수이며,이 튜​​토리얼 (1) tranmitter 주파수, 전력 출력 범위 (2) 안테나의 길이와 권선 (3)가 필요 코일과 같은 매개 변수를 계산하는 기본 수학에 appendixed입니다. 종종 웹, 하나는 그냥 회로도를 찾습니다. (고등학교 수준의 수학) 분석을 추가하여 하나의 송신기의 성능 향상을 생각할 수 있습니다.

이 튜토리얼의 대상은 누구 때문에 전자 제품 매니아입니다 :

• 많은 FM 또는 무선 주파수 (RF) 경험이없는
• FM 송신기를 구축하려는
• 이러한 송신기가 작동 방법을 배우고 싶어요
• 공기 코일, 안테나 길이 등을 구축 할 때 구성 요소가 회전 수를 계산 예를 선택하는 방법을 배우고 싶어요

 

 

다시이 튜토리얼은 송신기의 성능이 겸손한 것을 강조하지만, 그것의 건축에​​서 배운됩니다. 다음과 같이 튜토리얼 내역은 다음과 같습니다

 

• 부품 목록 및 소스
• 건설 / 회로도
• 이론
• 조작
• 여기서부터 어디로
• 저자 정보

 

부품 목록 및 소스

미국에 기반을 둔 업체는 Jameco, Digikey을, JDR 및 라디오 판잣집이 (가) 있습니다. 참고 : Boondog이 업체와도 연관이 없습니다. 시도는 단일 공급 업체에서 모든 부품을 획득했다. 일반적인 저항에 대한 부품 번호는 제공되지 않습니다.

 

노력이 모든 부분의 단일 소스 공급 업체를 찾을하려고했습니다. Jameco는 테이블에 인용 된 거의 모든 부분이 있습니다. 자세한 사항 건축은 맥도날드 음료수 빨대를 사용하여 공기 코어 인덕터는 다음 절에서 설명한다.

건설

wirewrapping의 조합 납땜 FM 송신기를 구성하는 데 사용되었다. Jameco의 프로토 타입 카드 (중요하지 않은) 부품 배치를위한 충분한 공간을 제공합니다. 당신은 모든 부분이 함께 닫고 와이어 짧은 리드 계속 유지하려고합니다. 아래 사진은 가능한 부품 배치 (왼쪽)과 솔더면 (오른쪽) 보여줍니다.

 

 

개략도

fmTx031402a.pdf 같은 회로도 아크로뱃 파일입니다. 당신은 그것을 볼 수 어도비의 무료 Acrobat Reader가 필요합니다.

회로도 및 회로 구성은 똑 바른 앞으로 상대적입니다. 회로 구성으로 약간의 하이라이트와 해명이 다음에 주어집니다.

일렉 트릿 마이크로폰

일렉 트릿 마이크로폰은 배터리의 양극과 음극 리드에 연결하는 두 개의 핀을 가지고 있습니다. 아래의 그림과 같이, 하나는 일렉 트릿 마이크로폰의 하단에 보인​​다. 실제로 마이크의 케이스를 만지는 패드는 배터리의 음극 리드에 연결합니다.

 

 

배터리

당신은 정기적으로 1.5V AA, C 또는 D-세포 일반적으로 계산기와 시계에있는 동전 세포를 대체 할 수 있습니다. 동전 세포 그러나 프로토 보드에 적은 공간 및 수 납땜을.

2N2222A 트랜지스터

2N2222A은 매우 일반적인 NPN 트랜지스터이다. (Jameco # 38236) 여기에 사용되는 하나의 금속이 입력 할 수 있습니다 (TO-18 케이스)입니다. 그 세 개의 핀 트랜지스터의베이스 (B), 컬렉터 (C)와 이미 터 (E)를위한 것입니다. 트랜지스터에 대한 표준 핀아웃이 없습니다. 같은 핀 배열을 확인하기 위하여 그것을 주문할 때, 트랜지스터의 사양 시트를 요청하거나, 트랜지스터 테스터 멀티 미터를 소유하고 있다면, 그것을 사용합니다.

2N2222A는 검은 색 플라스틱 케이스에 제공 (TO-92 스타일) 당신이 원하는 경우에 당신은 사용할 수있는. 캔은 작은 탭이를 가지고 있기 때문에 T0-18하는 것이 바람직하다 일반적으로 터 핀을 나타냅니다.

제대로 2N2222A의 핀아웃을 식별하고 올바르게 회로도에베이스 컬렉터와 에미 터를 연결해야합니다. 종종 회로의 오작동이 핀은 잘못 배선 된 때문이다.

가변 커패시터

는 변수 커패시터 정상 0.1 인치 protoboards에 맞지 않는 리드에. 당신은 리드가 적합 할 프로토 보드에 DREMEL-드릴 수 있습니다. 또는 당신이 리드에 솔더 와이어 수 있지만 당신이 할 경우, 길잃은 커패시턴스를 방지하기 위해 가능한 한 짧게 배선을 유지합니다.

성직 수 여자

인덕터은 와이어 코일이며,이 회로를 바람합니다. 인덕터의 길이, 반경 및 코일 와이어의 회전 수에 의해 특징입니다. 자석 와이어 (라디오 판잣집 부분 278-1345)는 인덕터를 구축하는 데 사용하지만 표준 고체 가닥 22 AWG 게이지 구리 와이어를 사용할 수 있습니다.

몇몇 온라인 및 인쇄 기사 연필 주위에 와이어를 감아 설명합니다. 불행하게도, 연필 다른 직경에 와서 따라서 맥도날드 음료수 빨대가 사용되었다 세계의 모든 맥도날드에서 발견 노란색 - 빨간색 - 흰색 줄무늬 빨대, 같은 크기입니다. 빨대의 반지름은 정확히 0.1325 인치 (직경 = 0.2650 인치)이며 1 / 4 인치는 빨대를 냈다되었다.

 

다음 직선 조각 선이 1 / 4 인치 조각 여섯 번 감아 후 프로토 타입 보드에 납땜되었다. 최종 결과는 알려진 인덕터 (이다 공기 코어 0.1325 인치 반경 코일). 당신이 원한다면, 당신은 영구적으로 밀짚 조각에 와이어를 유지하기 폴란드어 어떤 여자 '분명 손톱을 적용 할 수 있습니다.

 

 

안테나

30 게이지 고체 stramd 구리 와이어의 22 인치 길이 조각은 적절한 안테나이다. 송신기를 수행하지만 때 와이어를 엉 키게하는 위험이 있습니다. 사람이 프로토 타입 보드에, 라디오를 찾은 것 같은 당신은 망원경 안테나를 나사 수 있습니다.

이론 : FM 송신기 작업은 어떻게?

가변 커패시터와 자수성가 인덕터 FM 라디오 대역 (88 108 MHz의)의 주파수에서 진동 할 것이다. 일렉 트릿 마이크로폰은 그것으로 말하는 방법 소리에 따라 저항이있다. 이 마이크 전원을 배터리에 따라이다 V = IR 옴의 법칙, 고정 전압에 대한 저항의 변화는 현재의 비례 변화가 발생합니다. 귀하의 변수 커패시터, 인덕터와 안테나에 연결되어 2N2222 NPN 트랜지스터의베이스에이 전류 피드. 순 효과는 변수 커패시터의 값에 따라, 당신의 목소리가 88 및 108 메가 헤르츠 사이의 주파수에서 전송하는 변조 것입니다. 근처의 포켓 FM 라디오는이 주파수를 조정하는 경우 송신기로 말할 때, 당신은들을 수 있습니다.

회로의 구성 요소 값은 더이 FM 전송기가 작동하는 방법을 이해하는 파생됩니다. 기본 수학 비교적 간단하고 대부분의 학부 물리학 교과서에서 찾을 수 있습니다.

공심 코일의 인덕턴스

자기가 만든 인덕터의 반경에 의해 결정 값이 r길이 x 및 와이어 회전 수 n.

 

귀하의 맥도날드 소다 밀짚 인덕터, R = 0.1325 인치, X = 0.25 인치 N = 6 회전 및 결과 L = 0.171 microHenry 또는 0.000000171 헨리.

특정 주파수 f 생성은 현재 용량에 의해 결정됩니다 C 과 인덕턴스 L 각각의 패러 헨리 측정 :

 

 

병렬 LC 회로의 공명 주파수

FM 라디오 방송국은 88 및 108 MHz의 사이의 주파수에서 작동합니다. 가변 커패시터와 직접 만든 인덕터는 병렬 LC 회로를 구성한다. 그것은 또한이라고 탱크 회로에서 진동 할 것이다 공진 주파수는 어느 주머니 FM 라디오를 선택할 수 있습니다.

탱크 회로, 기초 물리학은 그 커패시터의 플레이트와 권선 코일에 의한 자기장 인덕터 에너지를 저장 사이의 전기장에 저장 전기 에너지를. 기계 상응하는 플라이휠의 에너지 균형, 각 운동량 (운동 에너지) 스프링 (위치 ​​에너지)로 균형입니다. 또 다른 예는 진동의주기 (또는 주파수)를 지시 운동 대 잠재적 인 에너지 균형 거기 진자이다.

4에서 34 PF를 변수로 콘덴서 범위를 감안할 때, 당신의 탱크 회로는 물론 FM 라디오 범위 내 66 및 192 MHz의 사이에 공진 할 것이다. 서로 다른 값에이 값을 계산하기 C, n, r 과 x calcFreq.xls이라는 간단한 Excel 스프레드 시트가 생성되었습니다. 단순히 값을 입력하고 인덕턴스와 주파수가 자동으로 계산됩니다.

 

안테나 길이

당신이 긴 고체 가닥 22 게이지 와이어 30 인치의 조각으로도 안테나를 내장하거나 telescopically 확장 안테나를 사용했습니다. 길이는 약 1 / 4 FM 파장 있어야한다; 곱하여 주파수와 파장이 빛의 속도에 해당하는 기억합니다. 당신은 대부분의 아마 같은 108 MHz의 근처에 송신기를 작동 할 수 있습니다 :

 

 

고정 커패시터

회로도를 참조 C2 과 C4 디커플링 커패시터 일반적으로 역할 0.01 University of Florida의 (또는 0.1 University of Florida의) 사용됩니다. C4 배터리 죽으면 전압 변동에도 불구하고 전체 회로에 걸쳐 일정한 전압을 유지하려고합니다.

커패시터는 주파수에 따라 저항 (소위 리액턴스)으로 생각할 수 있습니다. 연설은 서로 다른 주파수와 콘덴서로 구성 C1 그들을 방해. 순 효과는 그 C1 트랜지스터로 들어가는 전류를 조절한다. 에 대한 큰 값을 사용 C1 작은 값이 고음 (고주파)를 강화하면서 저음 (낮은 주파수)를 강화.

XNUMXD덴탈의 C3 2N2222A 트랜지스터에 걸쳐 커패시터는 탱크 회로가 진동 유지하는 역할을한다. 이론적으로만큼 평행 인덕터와 가변 커패시터 양단 전압이 있으므로, 그것은 indefinetely 공진 주파수로 진동한다. 현실에서는 그러나, 주파수 가열 손실로 인해 붕괴. C3 부식을 방지하기 위해 사용 2N2222A 사양 시트 사이의 커패시턴스를 제안합니다 4 에 10 PF.

일렉 트릿 마이크에 대한 저항

Jameco # 136573 일렉 트릿 마이크로폰의 사양 시트는 최대 전류가 말한다 0.5 mA. 배터리에서 전원을 켜면 6V다음 전압 강하 R1 is V1 = 1.92V. 마이크를 통해 그 결과 현재는 다음 이후 최대 정격입니다

 

저항과 2N2222A

2N2222A 트랜지스터 평가했다 이렇게 만든 전압 분배기를 요구 최대치 R2 과 R3 그리고 현재 이미 터로 제한 R4.

2N2222A의 최대 정격 전력은 Pmax에 = 0.5 W. 이 힘은 궁극적으로 전송할 수있는 거리에 영향을 미칩니다. 트랜지스터를 압도하는 가열하고 그것을 파괴합니다. 이 문제를 방지하려면, 하나는 FM 송신기 정도 출력하는 계산할 수 있습니다 124 mW의 잘 최대 정격 이하이다. 수학적 세부 사항은 rfMath.pdf에있다.

전원이 밀접하게 전송 범위에 관련되어 있습니다. 에 124 mW의 및 30의 % 방사선 효율성은 당신의 FM 송신기와 배터리 구동 라디오 사이의 최대 거리는 35 발에 betweem 112까지 다양합니다. 계산은 rfDistance.pdf에있다.

조작

먼저,을 사용하여 배터리 전원을 사용하는 소형 라디오 수신기로. AC 전원 붐 박스와 홈 스테레오는 (110 또는 220 V)이다 지원 권장, 배터리 구동 라디오 AC 전원 공급 장치보다 전송을 수신에 훨씬 더.

 

1. 에 라디오를 조정 죽은 공기, 침묵 또는 일부 히스가 FM 라디오 대역에서 즉, 주파수. 가까운 주파수 108 MHz 일반적으로 죽은 공기입니다. 라디오 로케이터 웹 페이지는 귀하의 지역에서 지역 라디오 방송국을 나열합니다. 이것은 당신이 죽은 공기 주파수를 식별 할 수 있습니다.
2. 당신의 FM 송신기를 켜고, 그 안테나를 확장하고 약 2 피트 멀리 FM 라디오에서 송신기를 유지합니다. 마이크 반면에 대고 천천히 변수 캡을 조정. 당신이 라디오를 통해 자신을 소리가 날 때까지 손톱이나 비금속 드라이버를 사용합니다. 이 프로세스는주의 커패시터 조정을 필요로 절망적 지루한이다. 당신은 (라고도 짖는 들리면 당신이 조정됩니다 뜨거운 마이크) 이는 송수신기 의견을 나타냅니다.
3. 송신기로 라디오 거리를 늘립니다. 축하 - 당신은 무선 마이크가!

여기서부터 어디로

앞에서 언급 한 바와 같이, 성능은 겸손입니다. 108 MHz로 조정 배터리 구동 라디오 주요 도시에서 저자의 경험 운영 (필라델피아, 미국) 야외 약 25 미터 실내 및 50 발을 굴복. 또한, 저자의 목소리뿐만 아니라, 라디오 방송국 방송 약간 들어있을 수 있습니다.

성능을 조정하기 위해 스펙트럼 분석기를 사용할 수 있습니다. 그것은 시각적으로 주파수가 가장 지배적 인 위치를 표시하는 장치이다. 저자는 회로가 아니라 원하는 200 메가 헤르츠보다 220 MHz로 약 108에 전송하는 것을 발견했다! 216 MHz의 두 번 원하는 108 메가 헤르츠되고, 고조파이다. 전송 범위는 따라서 감소 noice (라디오 방송국 방송)에 취약합니다.

원하는 108 MHz의 전송을, 저자는 다음 사항을 고려 :

 

• 0.1 uH 공차의 손으로 만든 코일을 테스트하기가 어렵습니다. 마이크로 헨리 범위에서 측정 인덕턴스 미터 비싸다.
• 피코 패럿 측정 커패시턴스 미터도 비싸다.
• 0.111 uH 공차 공기 코어 코일 Coilcraft, 인덕터 제조 업체에서 구입했습니다.
• 스펙트럼 분석기는 수천 달러의 비용이 든다. 가능한 대안은 $ 130 USD Elenco F-2800 주파수 카운터입니다. 이것은 당신이 더 심각 FM 송신기를 구축하려는 경우 획득 할 수있는 좋은 장치입니다.

대부분의 경우, 주파수 카운터는 Coilcraft 인덕터도 200 MHz의 근사화되어 표시! 따라서 대부분의 아마 변수 커패시터는 정말 4 - 투 - 34 PF 범위를 제공하지 않습니다. 전송 주파수는 200 MHz로 마감하였습니다 때문에, calcFreq.xls는 변수 커패시터가 실제로 오히려 정격 4 PF까지가는 ​​것보다 34의 PF 닫기 남아 알 수있다. 용량의 허용 오차가 거의 정확하기 때문에이 예상해야한다. 순 효과는 picoFarad 해상도 용량없이 당신이 216 MHz의 고주파 항복 감소 범위에 전송됩니다 및 소음에 민감한 것입니다.

최종 단어

부록 세부 사항 완전히 하나의 트랜지스터 FM 송신기 구조 및 기초 수학과 함께이 자습서. 회로는 10 도보 전송 범위 25의 결과로, 일반적으로 부품의 달러 미만 50 USD로 오후에 구축 할 수 있습니다.

저자처럼 독자 FM 송신기를 구축 전망에 대해 흥분 수 있습니다. 대부분의 회로 설계 및 회로도는 온라인 및 인쇄에 존재하지만 종종 많은 분석을 제공하지 않습니다. 이 튜토리얼은 특히 처음 FM 송신기 빌더의 경우,이 격차를 채우기 위해 시도합니다. 분석은 하나의 역할과 그 값이 회로에서 재생할 배울 수 있습니다. 이러한 분석은 독자에게 회로를 개선하거나 사용자 정의를 향한 스테핑 지점을 제공합니다.

수학 및 실제 동작을 설명하는 튜토리얼의 값입니다. 더 많은 학습으로 일부 자료는 아래 참조에서 획득 할 수 있습니다. 건물 축하합니다!

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