Het bouwen van een FM-zender en het uitzenden van onze eigen signalen in de ether is echt een leuk project om te doen. Vooral met dit circuit, omdat je niet je eigen inductor hoeft op te winden of een trimmer hoeft te gebruiken en uren moet besteden aan het afstemmen van je circuit om het goed te laten werken. In dit project leer je hoe een FM-zender werkt en hoe je je eigen kunt bouwen met subtiele componenten. We passen het circuit aan dat gegeven is door Tony Van Roon uit het boek “Circuits for Hobbyists” (pagina 75). Dit is een uitstekend boek om mee te beginnen als je wat wilt sleutelen aan elektronica.
Opmerking: het genereren van frequenties die van invloed kunnen zijn op uw FM-band of een andere communicatieband, kan in uw land in strijd zijn met de wet. Gebruik dit circuit alleen voor educatieve doeleinden en zorg ervoor dat uw signaal niet te sterk is om communicatie bij u in de buurt te verstoren. Voor eventuele ongelukken kunnen noch de website, noch de auteur verantwoordelijk worden gehouden.
Vereiste componenten:
Het hoofdthema van dit eenvoudige FM-zendcircuit is om het te bouwen met een minimum aan beschikbare componenten zonder gebruik te maken van een inductorspoel en variabele condensator en het toch optimaal te laten werken. De componenten die nodig zijn om dit project te bouwen, worden hieronder vermeld
- SN74LS13 - 4 Input NAND-poort Schmitt Trigger
- LM386 - Audioversterker
- 3,5 mm audio-aansluiting
- 7805 Spanningsregelaar
- 1000uf, 100uf, 10uf, 0.1uf, 22pf condensatoren
- 9V batterij
- Broodplank
- Draden aansluiten
- Luidsprekers om te testen
Werking van FM-zender:
Voordat we het circuit induiken en het gaan bouwen, denk ik dat we moeten weten hoe een FM-zender werkt, zodat het logisch zou zijn tijdens het bouwen ervan. Als u niet geïnteresseerd bent in deze theorie, kunt u dit gedeelte overslaan en in het schakelschema vallen.
Een overzicht van de FM-zender wordt gegeven aan de hand van het blokschema hieronder
De term FM staat voor "Frequency Modulation", wat betekent dat we de frequentie van een audiosignaal gaan variëren zodat het een lange afstand door de lucht kan afleggen. Elk audioapparaat zoals een iPod of muziekspeler produceert audiosignalen in de vorm van sinusgolven; deze worden het modulerende signaal of de modulerende frequentie genoemd. Dit modulerende signaal heeft de volledige informatie over het nummer of de muziek die wordt afgespeeld. Maar deze jongens zijn week; ze kunnen geen lange afstand afleggen en zullen hoogstwaarschijnlijk sterven voordat ze de ontvanger (radio) bereiken.
We moeten dus iemand vinden die echt sterk is en deze week modulerende signalen naar hun ontvangers kan sturen. Deze sterke signalen worden de draaggolfsignalen of de draaggolffrequentie genoemd. De techniek waarin we deze sterke draaggolffrequentie combineren met de modulerende frequentie wordt frequentiemodulatie (FM) genoemd. Hier wordt de frequentie van de draaggolf gewijzigd in overeenstemming met de frequentie van het modulatiesignaal.
Zoals te zien is in het bovenstaande blokschema, wordt het modulatiesignaal geproduceerd in de audiosignaalkast en vervolgens versterkt met een voorversterker. De oscillator produceert een sterke draaggolffrequentie waarnaar het signaal wordt gemoduleerd met behulp van een modulator. Om het bereik verder te vergroten wordt gebruik gemaakt van een RF-versterker en een antenne.
In ons circuit wordt het audiosignaal gegeven door een telefoon of iPod. De voorversterking wordt gedaan met behulp van de LM386 Audio Amplifier IC. De 74LS138 fungeert samen met de 22pF-condensator als een tankcircuit dat een sterke draaggolffrequentie produceert en deze moduleert met ons versterkte audiosignaal. We hebben geen RF-versterker in ons circuit, maar deze kan worden toegevoegd als je een hoger bereik wilt bereiken.
Schakelschema:
Het schakelschema van deze eenvoudige FM-zender wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Het kan op een breadboard worden gebouwd of op een Perf-bord worden gesoldeerd. Het volledige circuit kan worden gevoed met een 9V-batterij. Als u een adapter gebruikt om van stroom te voorzien, zorg er dan voor dat u een filtercondensator toevoegt om de ruis van het schakelen te verminderen. Het circuit maakt gebruik van een LM386-audioversterker die fungeert als een voorversterker, deze IC versterkt de audiosignalen van het audioapparaat en voert deze naar het oscillerende circuit.
Het oscillerende circuit moet een inductor en een condensator hebben. In ons project de IC 74LS13 dat is een 4-ingang NAND-poort Schmitt Trigger is ontworpen om te oscilleren op 3 rd harmonischen die rond 100Mhz. Een filtercondensator over de stroomrails van het IC is erg belangrijk om het te laten werken.
De 3,5 mm audio-aansluiting heeft drie aansluitingen voor kanaal L, kanaal R en aarde. We kortsluiten de kanaalpinnen zodat het een monokanaal wordt zoals in onderstaande afbeelding en verbinden het met pin 3 en aarde is verbonden met pin 2 van LM386.
Een luidspreker van 8 ohm wordt gebruikt om het versterkercircuit te testen. Deze luidspreker moet worden losgekoppeld terwijl we het circuit afstemmen.
Afstemmen op de juiste FM-band:
Dankzij de aanpak die Tony Van Roon heeft gegeven, is het tunen van dit FM-zendcircuit heel eenvoudig in vergelijking met andere circuits, omdat het geen inductor of trimmer heeft. Om te beginnen schakelt u gewoon het circuit in en sluit u de luidspreker aan op het circuit zoals weergegeven in het bovenstaande circuit. Sluit nu de iPod of een ander audioapparaat aan op de 3,5 mm-aansluiting en speel de muziek af. U zou uw audio via de luidspreker moeten kunnen horen. Als dit niet het geval is, zou het probleem bij uw LM386-verbindingen moeten zijn. Als de audio hoorbaar is, koppelt u de luidspreker los en gaat u verder met het afstemmen.
Gebruik een radio met tuner en draai aan je knop om te weten op welke frequentie je oscillator uitzendt. De beste manier is om ongeveer 100 MHz te controleren, omdat dit waarschijnlijk rond deze frequentie zou werken. Houd uw volume op het maximale en stem langzaam af totdat u het nummer kunt horen dat wordt afgespeeld via uw audiobron. Je kunt ook de onderstaande video bekijken om te weten hoe ik hem heb afgestemd.
Je kunt het volgende proberen als je een muur raakt:
- Als je een vreemd geluid hoort op een bepaalde frequentie en wilt weten of dit je oscillatorfrequentie is. Schakel gewoon het circuit uit en schakel het weer in, uw radio zou een krakend geluid moeten produceren als de frequentie correct is
- Strek de antenne van uw radio helemaal uit en plaats deze in eerste instantie dicht bij het circuit
- Verander de bedrijfsspanning binnen 4,5 tot 5 V om de frequentie te wijzigen waarop u uitzendt, omdat uw frequentie soms in botsing is gekomen met een andere populaire FM-band.
- (Volledig optioneel) Als je een variabele condensator hebt met een bereik van 0-22pf, kun je de 22pf-dop vervangen door deze trimmer en proberen de waarden ervan te veranderen.
Als je eenmaal weet op welke frequentie je werkt, kun je de antenne in de goede richting plaatsen en genieten van je uitgezonden muziek. Ik hoop dat het project werkt. Als u vragen heeft, kunt u mij bereiken via de commentaarsectie hieronder.