www.tranzistor.sk www.tranzistor.cz

Hľadať

Newsletter zadarmo



Vysielače
Vysielače

Asi pred mesiacom som zostavil FM vysielač podľa jednej schémy získanej z internetu. Je to pomerne komplikované na vysvetlenie, ako to funguje tak Vám len popíšem, ako som to zostavoval. Jedného dňa sa dostaneme aj k vysvetleniu funkcie celého zapojenia.

Na tomto experimente si vysvetlíme leptací proces dosky plošného spoja. Pri zložitejších zapojeniach sa už nezaobídete bez plošných spojov, inak by ste museli letovať súčiastky jednu na druhú a postupne by vám z toho vznikla taká spleť káblov, že by sa v tom nik nevyznal. Vo vysokofrekvenčných zapojeniach má plošný spoj jednu dobrú vlastnosť, ktorou je stabilita indukčností a kapacít tvorených plochými medenými spojmi, ktoré sú voči doštičke plošného spoja nepohyblivé.

Keby ste priletovali jednu súčiastku ku druhej a trochu by ste túto spleť káblov deformovali, zmenila by sa aj ich vzájomná indukčnosť a kapacita a zapojenie by zmenilo svoje vlastnosti (napríklad vysielanú frekvenciu). Na tomto zapojení je tiež demonštrované to, ako sa dá spraviť cievka priamo na plošnom spoji, je to ten slimák. Takáto cievka má presne definovanú induktanciu, ktorá sa len veľmi nepatrne mení a tým pádom je celé zapojenie pomerne stabilné.


Postup výroby plošného spoja

Plošný spoj som vyrobil žehličkovou metódou v nasledovných krokoch:

1. vytlačte plošný spoj na obyčajný kancelársky papier tak, aby mal rozmery 50mm x 25mm

2. odrežte si plošný spoj rozmerov trochu väčších ako 50mm x 25mm

3. položte papier na plošný spoj tak, aby sa dotýkali vrstva medi z plošného spoja a vrstva tlače z papiera

4. priložte rozohriatu žehličku na papier a niekoľkokrát po ňom prejdite až kým papier trochu zožltne

5. vrstva prášku z tlače je teraz prichytená na plošnom spoji

6. ponorte plošný spoj do nádoby s roztokom chloridu železitého a mierne ním nakláňajte aby sa prelieval cez plošný spoj (asi 15min)

7. vyvŕtajte dierky vrtákom s priemerom 1mm (!!!pozor vrták je veľmi krehký a ľahko sa zlomí)

Plošný spoj.


Osadenie súčiastok

Súčiastky je dobré si najskôr pripraviť a potom naletovať naraz, aby ste nemuseli po každú súčiastku behať do šuplíka, alebo dokonca do obchodu. Letovanie súčiastok je najjednoduchšie mikropájkou. Letovanie bude jednoduché, ak máte kvalitný cín a vždy používajte aj kolofóniu je to naozaj jednoduchšie. Ja som vždy osadil na dosku 3 až 5 súčiastok, ktoré som potom priletoval, klieštikmi som odcvikol presahujúce prípojné drôty súčiastky a pokračoval ďalej.

 

Osadenie plošného spoja


Ako to dopadlo

!!! Pozor výroba a používanie takéhoto zariadenia je pravdepodobne nelegálne

a jeho používanie na odpočúvanie je pravdepodobne trestné.  !!! 

Zariadenie pracovalo na prvé zapojenie. Dokázal som ho naladiť na FM rádiu telefóna a tiež FM rádiu klasickej hifi veže zhruba na frekvencii 106 MHz. Jeho dosah som testoval a pracoval spoľahlivo do vzdialenosti zhruba 100m, potom sa kvalita signálu výrazne zhoršila a silne závisela od prekážok. Po 200m už signál nebol zrozumiteľný, ale konštatujem, že som to testoval v zastavanej oblasti a vysielač bol v budove.

Jediný problém, s ktorým som sa trápil bol mikrofón. S klasickým malým elektretovým som to nerozchodil, musel som použiť telefónny.

Môj výtvor zo strany plošného sopja
Zobrazenie so zapojenou batériou a mikrofónom
Osadené súčiastky


Záver:

Najväčšiu radosť z celého výtvoru mali deti. Na striedačku chodili do dielne vykrikovať do vysielača a jeden z nich to počúval na hifi veži. Smile

Dnes mám pre vás jednu veľmi zaujímavú hračku. Otestoval som vysielač, ktorý vie vysielať pomocou morzeovky. Vysielanie aj príjem prebieha prostredníctvom počítača a používajú ho aj naozajstní rádioamatéri. Neľakajte sa, nepotrebujete komplikované a drahé rádioamatérske vysielačky, vystačíte si s nasledovným materiálom:

vysielač:

- tri krokosvorky

-1MHz kryštál

- počítač so sériovým portom

prijímač:

- AM rádio

- počítač so zvukovou kartou


Zapojenie a funkcia je veľmi jednoduchá. Tri káble s krokosvorkami pripojíte na kryštál a počítač podľa obrázkov nižšie. Zelený kábel je anténa. Softvér počítača prostredníctvom sériového portu zapína a vypína napätie privádzané na kryštáľ. Kryštáľ kmitá na frekvencii 1MHz a na tejto frekvencii vysiela cez anténu (zelený krokosvorkový kábel). Táto frekvencia sa dá naladiť na stredných vlnách klasického AM rádioprijímača. Ja som najskôr použil staršie rádio, ale podobný výsledok som dosiahol aj s použitím rádioprijímača v aute. Dosah silne závisí od dĺžky antény pri 20 cm anténe je dosah niekoľko metrov, mne sa podarilo naladiť vysielanie, aj keď silne zašumené, zhruba na 800m.

 

Zapojenie kryštálu na krokosvorky.

Zapojenie krokosvoriek k sériovému portu PC


 

Asi sa pýtate o akom softvéri to hovorím? Sú to dve aplikácie, jedna z nich beží na vysielajúcom PC, druhá na prijímajúcom PC. Ich využitie je v rádioamatérskej komunite úplne bežné. Prvá z nich je freeware, druhá shareware to znamená, že ich môžete zdarma využívať, samozrejme ak spĺňate licenčnú zmluvu, ktorá je súčasťou balíka.

Vysielač: cwtype

Aplikáciu vysielača nainštalujete na počítač, ku ktorému ste krokosvorkami pripojili na sériový port kryštáľ. V aplikácii zadáte text, ktorý sa má odvysielať a stlačíte TX. Teraz už dokážete na rádioprijímači naladiť vaše vysielanie. Stačí keď rádioprijímač naladíte na frekcenciu 1000kHz, čo je vlastne 1MHz.

Prijímač: cwget

Aplikáciu prijímača nainštalujete na druhý počítač, ktorý má zvukovú kartu. Do blízkosti mikrofónu dáte AM rádioprijímač, na ktorom ste naladili Vaše vysielanie a počítač bude príjem automaticky dekódovať, takže vlastne ani nemusíte ovládať morzeovku.


POZOR! Takéto vysielanie nie je povolené, nemáte oprávnenie vysielať na týchto frekvenciách a taktiež nemáte takýto vysielač homologizovaný. Tento popis slúži len ako demonštrácia toho, čo je všetko možné.


Ja som niekoľkokrát odvysielal www.tranzistor.sk ale lepšie bude keď si pozriete a vypočujete video.

Vysielanie

Príjem a dekódovanie

Tento experiment je skutočne jednoduchý. Je použitá len jedna súčiastka, ale je pri tom vcelku výkonný a úplne stabilný. Jedná sa o vysielač rádiového signálu s frekvenciou 1MHz. Modulácia vysielania je AM (amplitúdová modulácia). Dosah vysielača je niekoľko desiatok metrov až niekoľko stovák metrov a záleží hlavne od intenzity vstupného signálu a veľkosti umiestnenia a tvaru antény.

!!! Pozor rádiové vysielanie je vo vačšine krajín riadené zákonom a už pri pomerne malých výkonnoch je zakázané vysielať bez licencie, takže tento experiment považujte len ako štúdijný materiál ak legislatíva vo vašej krajne nepovoľuje vysielanie bez licencie !!!

 

 

Zapojenie:

Zapojenie je skutočne jednoduché. Potrebujete len jednu elektronickú súčiastku, ktorou je kryštálový oscilátor s frekvenciou 1MHz. Na tento oscilátor pripojíte podľa schémy deväťvoltovú batériu a audio jack. Po zasunutí audio jack-u napríklad do wolkmena, alebo iného zdroja audio signálu okamžite vysielate.

Uzemnenie a anténa:

Výkon môžete zvýšiť pripojením uzemnenia napríklad na vodovodné potrubie (kovové) a anténou.

Anténu môžete zhotoviť z drôtu. Mala by byť kolmá k povrchu zeme a pre veľký výkon vyžarovania má zmysel predlžovať ju až do dĺžky 150m.

Ja som testoval anténu dĺžky jeden meter pri takejto anténe som dokázal prijímať signál zhruba na 5m. Potom som testoval anténu dĺžky 20m, bohužiaľ vodorovnú k povrchu zeme a keďže sa signál šíri v kružniciach kolmých na anténu, príjem bol výrazne priestorovo (geograficky) obmedzený. Napriek tomu v smere kolmom na anténu som dokázal veľmi kvalitne prijímať signál zo vzdialenosti niekoľkých desiatok metrov.

Oživenie:

Pri správnom zapojení bude vysielač fungovať okamžite a vďaka stabilite oscilátora bude veľmi spoľahlivý a kvalitný.

Audio jack pripájajte radšej na staršie audio zariadenie (volkmen, staré rádio), alebo použite audio transformátor, inak si môžete audio zariadenie zničiť. Pripájate totiž na slúchatkový výstup priamo 9V batériu.

Ja som to síce pripojil priamo na zvukovú kartu notebooku a prežil, ale neodporúčam to. (rozhodne nechcem a nenesiem žiadnu zodpovednosť za škody, ktoré tým môžete spôsobiť )

Prijímač:

Ako prijímač použite obyčajné rádio, ktoré má rozsah SV (stredné vlny AM modulácia).

Ako to funguje:

Na obrázku nižšie vidíte priebeh signálu, ktorý vysielate. Vlna s frekvenciou 1MHz ktorú generuje kryštál je posúvaná v Y osi vyššie a nižšie audio signálom. Takéto skladanie dvoch vĺn s rôznou frekvenciou sa volá amplitúdová modulácia.

Vyššia frekvencia slúži na efektívne vyžarovanie signálu cez anténu. Vyžarovanie totiž vzniká keď letí elektrón anténou a keďže letí pomerne rýchlo potrebujeme meniť jeho smer pomerne rýchlo, aby nedoletel na koniec antény (vtedy by musel zastať a už by nevznikalo vyžarovanie).

 

 

Pozrite si aj video:

 

 

Záver:

Vyskúšajte si tento experimen a skúste ho pochopiť, je to ďalší krôčik k zložitejším a výkonnejším vysielačom. Onedlho bude ďalšia verzia.

Už dávno ma fascinovalo ako funguje rádiové vysielanie. Dokonca to ovplyvnilo aj výber školy, na ktorú som sa prihlásil. Ale bohužiaľ, ani tam som sa o tom nič nedozvedel.

Tak som sa rozhodol naštudovať to sám a experimentálne to aj potvrdiť. Chvíľku to trvalo, kým som vymyslel jednoduchý experiment, na ktorom by som mohol experimentovať a potom to aj výpočtami potvrdiť.

Výsledok popisujem nižšie, nepoužívam pri tom žiadnu vysokú matematiku ani komplikované úvahy, všetko som sa snažil maximálne zjednodušiť aby to mohol pochopiť každý.


Magnetické pole vodiča ktorým preteká elektrický prúd

Ak cez drôt preteká elektrický prúd okolo drôtu sa vytvorí magnetické pole. Smer tohoto poľa vidíte na obrázku hore(reprezentujú ho modré krúžky), elektrický prúd tečie v tomto prípade zľava doprava.

Toto pole je okolo celého vodiča a rozprestiera sa od jeho povrchu až do nekonečna. Tieto kružnice sa volajú magnetické siločiary a sú kolmé na vodič.

Intenzita tohoto poľa sa vypočíta nasledovne:

H = I/L

H ... intenzita magnetického poľa

I ... prúd, ktorý preteká vodičom

L ... dĺžka magnetickej siločiary

L  = 2.pi.r ... dlžka magnetickej siločiary je úmerná vzdialenosti r od vodiča

H = I/(2.pi.r)

Magnetické pole jedného závitu cievky

Magnetické pole cievky s jedným závitom vytvorené z polakovaného alebo izolovaného drôtu, odvodíme identicky ako magnetické pole rovného drôtu, ktorým preteká elektrický prúd.

Magnetické pole je tiež kolmé na vodič ale zakrivenie vodiča vytvára v jeho vnútri efekt sčítavania magnetického poľa protiľahlých častí vodiča.

Intenzita magnetického poľa v niektorom bode vo vnútri cievky sa rovná súčtu intenzít protiľahlých častí cievky s polomermi r1 a r2. Keďže sú protiľahlé, tak platí r1+r2 = 2.r, kde r je polomer cievky (2.r je tým pádom priemer).

H = H1 + H2

H1 = I/(2.pi.r1)

H2 = I/(2.pi.r2)

H = I/(2.pi.r1) +I/(2.pi.r2)

H = I/[(2.pi).(1/r1+1/r2)] 

 

 


Keď som to všetko nahádzal do excelu tak z toho vypadli takéto grafy,  hodnoty sú len demonštratívne:

Modrá čiara je intenzita H1, červená je H2

Na tomto grafe je súčet intenzít H1, a H2. Na tomto grafe vidno, že intenzita smerom od kraja k stredu cievky klesá a potom znovu rastie smerom k druhému okraju cievky.

Takže zabudnite na to, čo Vás učia v škole, že magnetické pole je vo vnútri cievky homogénne. NIE JE. Koniec koncov o chvíľku si to aj experimentálne overíte.

 


Stavba AM vysielača

Jednoduchší vysielač už asi nezostrojíte. Potrebujete k tomu len polakovaný alebo izolovaný drôt.

Vysielač pracuje na princípe priameho vysielania audio signálu. Je to vlastne AM modulácia konštantného elektrického napätia (nulového).

Vysielaná frekvencia je v rozsahu audio frekvencií 20Hz až 20kHz čiže ho na vašom rádiu nenaladíte.

Schéma zapojenia vysielača:

Dosah vysielača:

Tak ako ste videli vyššie, magnetická intenzita sa vo vnútri cievky zosiluje. Ale inak je tomu mimo cievky.

Keď zväčšíte pravý modrý kruh tak, že bude presahovať až k ľavému okraju ľavého modrého kruhu tak ich smery budú opačné. Čiže magnetické pole sa bude zoslabovať.

Čiže magnetická intenzita mimo cievky klesá pomerne rýchlo.

Ak natiahnete cievku okolo celej miestnosti budete môcť zachytiť signál v celej miestnosti. Ak cievku natiahnete okolo domu chytíte signál v celom dome. Vyskúšajte si to.

Signál je najsilnejší pri okraji cievky a zmenšuje sa k jej stredu.

 


Stavba AM príjmača

Ako prvé skonštruujte elektromagnet. Môže byť identický ako v experimente Experiment I11 (elektromagnet).

Keď dáte elektromagnet do meniaceho sa magnetického poľa bude sa na jeho svorkách indukovať elektrické napätie. AM vysielač vytvára meniace sa magnetické pole, pretože audio signál má premennú amplitúdu.

Svorky elektromagnetu pripojte priamo na sluchátka s vysokou impedanciou, alebo na zosilovač ak chcete docieliť lepšiu hlasitosť.

Veľkosť indukovaného napätia je priamo úmerná počtu závitov elektromagnetu. Čiže, čím viac závitov, tým hlasnejšie budete počuť. Ale pre hlasný odposluch je lepšie použiť zosilovač.

 

Akcia

sale closed

Telefonické objednávky

PO - NE 8:00 - 18:00

0903 404425

skype: kocalka