. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
SMD bezdrátový mikrofon – štěnice
29. dubna 2011 - 7:16 | Pandatron | SMD bezdrátový mikrofon – štěnice | Komentářů: 28  

SMD bezdrátový mikrofon – štěnice

Převod klasické koncepce nejjednodušší bezdrátové štěnice do SMD podoby a její přímé spojení s napájecí baterií. Vysílač pracuje na frekvenci VKV pásma a reálný dosah se pohybuje v řádech desítek metrů.

Už delší dobu zde nebyla publikována žádná konstrukce jednoduchého bezdrátového mikrofonu, nebo také štěnice, proto jsem se rozhodl vytvořit modifikaci klasické štěnice s jedním tranzistorem do SMD podoby. Hlavní výhodou takového provedení jsou samozřejmě malé rozměry a tedy její snadné ukrytí.


Obr. 1: Fotografie sestaveného bezdrátového mikrofonu - štěnice

Jako v obdobných případech, i zde se jedná o základní zapojení jednotranzistorového oscilátoru, který je modulován nízkofrekvenčním signálem z elektretového mikrofonu. Výhodou je jednoduchá konstrukce s dostatečnou citlivostí a výstupním výkonem. Při jejím provozu se totiž využívá především zesílení přijímače, které je dostatečné na to, aby byl v odposlouchávané místnosti slyšet i tikot nástěnných hodin.

Schéma zapojení:
Na obr. 2 je uvedeno schéma zapojení SMD bezdrátového mikrofonu – štěnice.


Obr. 2: Schéma zapojení

Základem obvodu je pouze jediný NPN tranzistor typu BFR106, který se může pochlubit šířkou pásma až 5 GHz a maximálním ztrátovým výkonem 500 mW. Ten však v konstrukci není z důvodu napájení z malé baterie ani zdaleka využit (informace o možnosti zvýšení výkonu je uvedena v závěru článku). Více informací o tranzistoru je dostupných v tabulce na obr. 3.


Obr. 3: Tabulka základních parametrů tranzistoru BFR106

Tranzistor je zapojen v jednoduché konfiguraci Colpittsova oscilátoru, kde je jeho pracovní frekvence určena především hodnotami LC článku L1 a C4. Zároveň je frekvence (ale také amplituda) oscilátoru modulována nízkofrekvenčním signálem, zachyceným elektretovým mikrofonem MIC (MIC100 nebo menším). Odpor R1 slouží k napájení předzesilovače, který je integrován přímo v pouzdře mikrofonu. Kondenzátory C1 a C2 tvoří jednoduchý frekvenční filtr a zároveň oddělují stejnosměrný proud.

Pro napájení je použita malá baterie typu CR2032 nebo jiná, s napětím 3 V. Kondenzátor C5, který by se měl nacházet v blízkosti oscilátoru, snižuje její vnitřní odpor a zároveň pomáhá uzavřít střídavý obvod oscilátoru.

Konstrukce:
Díky velice malému počtu součástek je konstrukce mikrofonu jednoduchá a při pečlivé práci (a dobrém vybavení) ji zvládne i středně pokročilý začátečník. Obvod nemá žádné nastavovací prvky, takže musí pracovat na první zapnutí. Jediné, co je třeba nastavit, je samozřejmě vysílací frekvence. Ta, jak jsem již zmínil, je určena především hodnotami součástek L1 a C4. Kondenzátor C4 má pevnou hodnotu, takže přesná frekvence se dolaďuje pouze změnou počtu závitů cívky L1 a jejich roztažením nebo stlačením k sobě. Zájemci samozřejmě mohou i na pozici kondenzátoru C4 použít malý kapacitní trimr, například řady 9341 od firmy Johanson Manufacturing.


Obr. 4: Rozmístění součástek - TOP
 
Obr. 5: Rozmístění součástek - BOTTOM

Obr. 6: Plošný spoj - TOP
(pro originál 600dpi klikněte)
 
Obr. 7: Plošný spoj - BOTTOM
(pro originál 600dpi klikněte)

V případě použití 22 pF na pozici C4 má pro vysílání ve středu VKV pásma cívka L1 přesně 6,5z měděným lakovaným drátem 0,6mm, navinutých na průměru 3 mm. V tom případě se vysílací frekvence pohybuj kolem 100 MHz. U testovacího vzorku (který je uveden na všech fotografiích) byla cívka nahrazena obdobnou, avšak pouze s 5,5z. V tom případě se vysílací frekvence posunula zhruba na 125 MHz, kde vysílají pouze služby a pásmo zde není zahlceno silnými VKV vysílači.

Oživení a nastavení:
Po osazení a kontrole pájených spojů připojíme napájecí zdroj nebo baterii s napětím 3V a změříme odběr. Ten by se měl pohybovat kolem pouhých 3 mA. Pokud souhlasí, máme jistotu, že pracovní bod tranzistoru je nastaven správně a obvod vysílá. Pokud je nižší (obvykle pod 1 mA), tranzistor nekmitá a je třeba v první řadě hledat problém v součástkách kolem tranzistoru.

Pokud je vše v pořádku, připojíme anténu. V případě štěnice je možné použít například 20 cm drátku.


Obr. 8: Bezdrátový mikrofon - štěnice

Nastavení kmitočtu provedeme nejlépe na čítači roztahováním/stlačováním závitů cívky L1. Pokud nemáme k dispozici čítač, musíme využít libovolného VKV přijímače, umístěného v těsné blízkosti vysílače a se zataženou anténou hledáme frekvenci, kde obvod vysílá a poté opět pomocí zmíněných úprav cívky jej nastavíme na volný kmitočet. Vhodné je samozřejmě nastavovat kmitočet na přijímači bez automatického dolaďování kmitočtu (AFC).

Seznam součástek
R1        1k      0603
R2,R3     10k     0603
R4        100R    0603
C1        1n      0603
C2        10n     0603
C3        12p     0603
C4        22p     0603
C5        100n    0603
T1        BFR106  SOT-23
MIC       MIC100 nebo menší
L1        6,5z CuL 0,6mm na 3mm, odbočka na 2z

Závěr:
Jak bylo uvedeno v úvodu, jedná se opravdu o nejjednodušší možné zapojení bezdrátového mikrofonu – štěnice, které při své práci využívá velkého zesílení přijímačů. Z toho zároveň vyplývá, že ve spojení s levnými přijímači často navíc bez kvalitní antény je dosah vysílače velice malý a stejně tak i jeho citlivost. Pokud však použijeme klasický přenosný přijímač s prutovou anténou (a nejlépe i sluchátky), je možné poslouchat i tikot hodin v místnosti a to na vzdálenost i několika desítek metrů (při 20 cm drátku jako antény štěnice).

Výkon vysílače se podle odebíraného proudu z baterie (3 mA) pohybuje maximálně kolem hodnoty 5 mW a je samozřejmě dále aktivně omezován malou anténou. Obvykle jde však o dostatečný výkon, vezmeme-li v úvahu omezenou kapacitu malé baterie CR2032. Při její typické kapacitě cca. 200 mAh vychází maximální délka trvalého provozu štěnice na 2,5 dne. Pokud by někomu výkon nestačil, je možné buď použít lepší vysílací anténu, nebo snížit hodnotu rezistoru R4.

Myslím, že snad není ani třeba uvádět, že provoz takového vysílače (VKV vysílače s výkonem nad 50 nW ERP) je zakázaný.

Zájemcům je v našem eshopu k dispozici uvedená deska s plošnými spoji (zatím pouze na objednávku). Sestavený a oživený vysílač je k dispozici pouze na dotaz.

Odkazy & Download:
Deska s plošnými spoji v našem eShopu
Datasheet tranzistoru BFR106







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (28):

Zobrazit starší 30 dnů (28)...

host
28. Dne 08. 11. 2016 v 22:49 zaslal host
Bez titulku
jaký přijímač se dá použít dá se vyrobit takový přijímač vyrobit nebo kde se dá případně koupit


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
M10 QUECTEL
Čtyřpásmový GSM/GPRS modul M10 firmy QUECTEL, GPRS Class 12, TCP/IP
Termín nepotvrzen od 395 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007