Le stazioni radio trasmettono su bande di onde medie e inviano segnali nell'aria intorno a noi. Sono necessarie solo poche semplici parti per captare le onde radio AM: alcuni componenti elettronici, cavi, un tubo di carta e un altoparlante. Il montaggio è semplice e non richiede alcuna saldatura. Questa semplice radio sarà in grado di captare i segnali trasmessi entro 50 chilometri (31 mi).
Passi
Parte 1 di 3: componenti necessari per il premontaggio
Passaggio 1. Raccogli i rifornimenti
Probabilmente hai già molte delle parti di cui avrai bisogno per questo progetto, esclusi alcuni dei componenti elettrici. Questi possono essere acquistati presso la maggior parte dei negozi di ferramenta, centri per la casa e negozi di elettronica. Avrai bisogno:
- Resistenza da 1 megaohm (x1)
- Condensatore 10nF (x1)
- 15-20 pollici (38-51 cm) di filo rosso isolato
- 15-20 pollici (38-51 cm) di filo nero isolato
- 45–60 piedi (14–18 m) di filo smaltato 26 AWG (0,4 mm) (per l'induttore)
- Condensatore di sintonia variabile da 200 pF (160 pF va bene. Fino a 500 pF funziona)
- Condensatore elettrolitico 22uF, (10v o superiore) (x1)
- Condensatore 33pF (x1)
- Cavo isolato da 50–100 piedi (15–30 m) (qualsiasi colore; per l'antenna)
- Batteria da 9 volt (x1)
- Tagliere elettronico
- Nastro elettrico
- Amplificatore operazionale, tipo 741 o equivalente (chiamato anche op-amp; x1)
- Tubo di carta igienica o piccolo cilindro non conduttivo, diametro 44-51 mm (1,75-2 pollici) (bottiglia di vetro, tubo di cartone/plastica, ecc.)
- Altoparlante
- Spelafili (o un oggetto simile, come forbici affilate o un coltello)
- Coltello piccolo o carta vetrata a grana media
Passaggio 2. Crea un'antenna
L'antenna è una delle parti più semplici di una radio fatta in casa: tutto ciò che serve è un lungo pezzo di filo. Idealmente, il cavo dovrebbe essere lungo 50 piedi (15,2 m), ma se non ne hai così tanto, puoi usare un minimo di 15 o 20 piedi (4,6 o 6,1 m).
- Quando scegli il cavo per la tua antenna, dai la priorità al cavo isolato di piccolo diametro (come quelli del calibro 20 o 22), poiché funzionano meglio.
- Potenzia la ricezione della tua antenna avvolgendo il suo cavo isolato in un cerchio arrotolato. Puoi evitare che la bobina si srotoli con fascette o nastro isolante. Avvolgere 50 piedi (15,2 m) di cavo circa 5 volte.
Passaggio 3. Tagliare e spellare i fili dei ponticelli
I cavi dei ponticelli collegheranno i componenti installati sulla breadboard in un secondo momento. Taglia un pezzo di filo nero e un pezzo di filo rosso in modo che ciascuno sia lungo circa 12,7 cm.
- Usa uno spelafili (o un coltello affilato) per rimuovere circa 0,5 pollici (1,3 cm) di isolamento da entrambe le estremità di ogni pezzo di filo.
- I cavi dei ponticelli possono sempre essere tagliati a misura se risultano essere troppo lunghi, quindi potresti voler tagliarli un po' sul lato lungo all'inizio.
Passaggio 4. Crea una bobina che funga da induttore
Quando avvolgi il filo attorno a un cilindro senza spazio negli avvolgimenti del filo, consente al filo di captare le onde radio come energia elettromagnetica. Questo processo sembra complicato, ma crearne uno è semplice. Avvolgere 90 giri di filo smaltato in una bobina stretta attorno a un cilindro di diametro compreso tra 1,75 e 2 pollici (da 44 a 51 mm).
- Inizia ad avvolgere l'induttore a un'estremità del cilindro. Lascia circa 12,7 cm di lasco dove fissi il filo con del nastro isolante al bordo del cilindro. Avvolgere senza lasciare spazi negli avvolgimenti.
- Mirare a cilindri da 1,75 a 2 pollici (da 44 a 51 mm) di diametro. Evita i cilindri di metallo, perché il metallo eliminerà il tuo segnale.
Passaggio 5. Avvolgere completamente il cilindro per completare l'induttore
Più avvolgimenti ha il tuo induttore, più induttanza ha e più bassa è la frequenza su cui si sintonizzerà. Continua a avvolgere fino a quando l'intero cilindro non è completamente avvolto con il filo. Fissare l'estremità con del nastro isolante, quindi misurare altri 12,7 cm di lasco e tagliare il filo a questo punto.
- Poiché il filo è ricoperto di smalto, raschia le estremità con un coltellino per rivelare 0,5 pollici (1,3 cm) di rame nudo in modo da poterlo collegare al circuito. In alternativa, utilizzare carta vetrata media per levigare le estremità.
- Gli avvolgimenti del tuo induttore possono anche essere tenuti in posizione con una generosa applicazione di colla a caldo o un adesivo simile.
Parte 2 di 3: cablaggio dei componenti elettrici
Passaggio 1. Posizionare la breadboard
Appoggia la breadboard sul tavolo di fronte a te nel senso della lunghezza, in modo che il suo lato lungo sia rivolto verso di te. Quale lato rivolto verso l'alto non influenzerà il funzionamento della breadboard. I cinque fori di una colonna sono collegati elettricamente tra loro, ma non a nessun'altra colonna. I componenti del circuito (come condensatori e resistori) sono collegati inserendoli in fori adiacenti in una colonna sulla breadboard.
- C'è un'eccezione alle connessioni su una tipica breadboard: le lunghe file collegate in alto e in basso si collegano da sinistra a destra, non su e giù come il resto.
- Di solito ci sono due righe in alto e due in basso, useremo solo una riga in alto e una riga in basso.
Passaggio 2. Posiziona il tuo amplificatore operazionale sulla breadboard
Notare che l'amplificatore operazionale ha un piccolo divot semicircolare su un bordo, che viene utilizzato per orientarlo correttamente. Se non c'è un divot, dovrebbe esserci una piccola depressione circolare o un punto su un angolo. Tieni l'amplificatore operazionale in modo che il divot o il punto si trovi alla tua sinistra. Il logo, le lettere e i numeri stampati sul dispositivo sono nella giusta direzione se visti in questo modo.
- La maggior parte delle breadboard ha un lungo canale che attraversa il centro, separando la scheda in due metà uguali. Posiziona il tuo amplificatore operazionale (con il divot a sinistra) al centro della scheda in modo che quattro pin si trovino su un lato del canale e quattro sull'altro.
- Ciò consentirà un layout ordinato, con l'ingresso (l'antenna e il condensatore di sintonia) su un lato della breadboard e l'uscita (l'altoparlante) sul lato opposto.
- I pin degli amplificatori sono numerati. Per identificare i numeri di pin, posiziona il divot alla tua sinistra, il pin 1 è il primo pin a sinistra della riga in basso. A volte in aggiunta o al posto del divot, il pin 1 ha una depressione circolare o un punto sopra di esso. I pin sono numerati consecutivamente da 1 a partire dalla riga inferiore e continuano in senso antiorario sull'altro lato del dispositivo.
- Confermare la numerazione delle gambe dell'amplificatore dopo l'installazione è la seguente: sulla riga inferiore, spostandosi da sinistra a destra: 1, 2, 3, 4. Dalla gamba opposta 4, spostandosi da destra a sinistra: 5, 6, 7, 8.
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Gli unici pin utilizzati in questa radio sono:
- pin 2 = ingresso invertente
- pin 4 = V-
- pin 6 = uscita
- pin 7 = V+
- È importante non invertire la polarità dell'amplificatore operazionale poiché lo distruggerebbe.
- L'amplificatore operazionale è ora orientato in modo che la riga superiore e quella inferiore corrispondano alla polarità dei pin V+ e V-, quando verranno collegati alla batteria in un secondo momento. Questo layout evita di incrociare i fili dei ponticelli e di provocare un cortocircuito.
Passaggio 3. Metti la tua resistenza da 1,0 M Ohm sull'amplificatore operazionale
La corrente scorre in entrambe le direzioni su un resistore, quindi non devi preoccuparti del suo orientamento sulla scheda. Posiziona un cavo nel foro direttamente sopra il pin 6 dell'amplificatore operazionale. Il cavo opposto dovrebbe essere collegato al pin 2 dell'amplificatore operazionale.
Passaggio 4. Posizionare il condensatore da 10 nF
Inserisci il cavo corto del condensatore da 10nF nel foro direttamente sotto il cavo di collegamento del tuo resistore da 1,0 M Ohm nella fila inferiore di pin dell'amplificatore operazionale. Quindi, posiziona il cavo lungo del condensatore 10nF in un foro quattro colonne a sinistra.
Passaggio 5. Collegare il condensatore elettrolitico da 22 uF
Attacca il cavo corto (lato negativo) del condensatore da 22uF nel foro direttamente sopra il cavo che collega il resistore da 1,0 M alla fila superiore di pin dell'amplificatore operazionale. Il piombo lungo può essere inserito in un foro quattro colonne a destra del piombo corto.
I condensatori elettrolitici accettano solo la tensione che va in una direzione. L'elettricità deve entrare attraverso il cavo più corto. Applicare la tensione in modo errato può causare il guasto del condensatore in uno sbuffo di fumo
Passaggio 6. Aggiungere i fili del ponticello al circuito
Usa il ponticello rosso per collegare il foro direttamente sopra il pin 7 dell'amplificatore operazionale e il foro libero più vicino delle lunghe file collegate in alto. Il ponticello nero collega il pin 4 dell'amplificatore operazionale al foro libero più vicino delle file inferiori, lunghe e collegate.
Passaggio 7. Posiziona il condensatore da 33 pF
Nel foro sopra il cavo per il tuo condensatore 10nF che non è ancora collegato a nulla, inserisci un cavo per il tuo condensatore 33pF. L'altro cavo del condensatore 33pF può andare in un foro vuoto quattro colonne a sinistra.
Questo condensatore, come il primo che hai posizionato, non è polarizzato, quindi la corrente può attraversarlo in entrambe le direzioni. Non importa quale vantaggio va in quale punto
Parte 3 di 3: Finire la radio
Passaggio 1. Collegare l'antenna
L'antenna, ancora inutilizzata fino a questo punto, è ora pronta per essere collegata. Inserire un'estremità dell'antenna nel foro direttamente sopra il cavo vuoto del condensatore 33pF. Questo è lo stesso vantaggio che hai appena posizionato a quattro colonne di distanza a sinistra.
Puoi migliorare la ricezione avvolgendo il più possibile il filo dell'antenna attraverso la stanza o avvolgendolo in una bobina come descritto nel passaggio sulla realizzazione dell'antenna
Passaggio 2. Collega il condensatore variabile
Inserire un cavo del condensatore variabile nel foro sopra il cavo più a destra del condensatore 33pF. L'altro cavo si collega con il ponticello nero nella lunga fila collegata in basso.
Passaggio 3. Collegare la bobina dell'induttore
Usa i 5 pollici (12,7 cm) di gioco su entrambi i lati della bobina per fissarla con il condensatore variabile e il ponticello nero nella lunga fila inferiore collegata. Il cavo rimanente si attacca nel foro sotto la giunzione del condensatore variabile, il condensatore 10nF e il condensatore 33pF.
Passaggio 4. Collegare l'altoparlante
Posiziona il tuo altoparlante sul tavolo a destra del condensatore variabile. Il cavo rosso va nella fila più in alto della scheda per connettersi con il ponticello rosso. Il cavo nero va nel foro direttamente sopra il cavo inutilizzato del tuo condensatore elettrolitico da 22uF, sul lato destro del condensatore.
In molte situazioni, dovrai srotolare i fili per i cavi nero e rosso collegati all'altoparlante in modo che possano essere collegati al circuito radio
Passaggio 5. Collega la tua fonte di alimentazione
Ora che il tuo circuito è finito, tutto ciò di cui ha bisogno è un po' di succo. Usa del nastro isolante per collegare i cavi ai lati positivo e negativo della batteria da 9 volt. Quindi:
- Aggiungi il filo positivo (di solito rosso) a qualsiasi foro sulla fila più in alto della breadboard in modo che colleghi l'altoparlante e il ponticello rosso.
- Aggiungi il filo negativo (di solito nero) a qualsiasi foro sulla fila più in basso della breadboard per fornire corrente al ponticello nero e al condensatore variabile.
Passaggio 6. Ascolta l'altoparlante per il rumore
Una volta che il circuito è alimentato, l'elettricità inizierà a fluire verso l'amplificatore e l'altoparlante. L'altoparlante dovrebbe ora emettere un suono, anche se potrebbe essere solo un debole rumore o statico. Questa è una buona indicazione che tutti i componenti sono collegati correttamente.
Passaggio 7. Ruotare il sintonizzatore variabile per regolare la frequenza
Ruota lentamente il sintonizzatore variabile per spostare la frequenza che sta leggendo la radio e trovare stazioni radio udibili. Più lontano dalle stazioni radio AM in cui vivi, più debole sarà il segnale.
Sii paziente e gira lentamente la manopola. Con un po' di pazienza, è probabile che sarai in grado di rilevare una stazione radio AM
Passaggio 8. Risolvere i problemi del circuito
I circuiti possono essere permalosi e molti richiedono la risoluzione dei problemi, soprattutto se questo è il primo circuito che tu abbia mai costruito. Tutti i cavi devono essere saldamente inseriti nei fori e ogni parte del circuito deve essere collegata nel modo giusto affinché funzioni.
- A volte potresti aver pensato di aver spinto fino in fondo il vantaggio sul tabellone senza che in realtà creasse una buona connessione.
- Ispeziona le tue connessioni sulla breadboard per vedere se non hai collegato un componente in una colonna adiacente. Le colonne adiacenti non sono collegate, quindi quel componente non sarà collegato agli altri e potrebbe anche essere collegato all'articolo sbagliato.
- Le righe in alto e in basso sulla breadboard sono separate, assicurarsi che i fori in cui sono inseriti i cavi dei ponticelli appartengano alla stessa riga, non a righe adiacenti.
- Alcune breadboard hanno le righe superiore e inferiore divise in un lato sinistro e un lato destro. Viene utilizzato quando ci sono 2 diverse tensioni in un circuito. In questa radio viene utilizzata una sola tensione. Se i cavi dei ponticelli sono collegati in modo tale che uno si trovi sul lato sinistro di una riga e l'altro sul lato destro di una riga, la radio non funzionerà. La soluzione è collegare i ponticelli nello stesso gruppo di 5 fori della stessa fila, oppure collegare le due file con un piccolo ponticello al centro delle file.
- Regolare i collegamenti finché non si sente l'audio quando viene fornita l'alimentazione. Se non funziona, potrebbe essere necessario ricostruire il circuito da zero.
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Suggerimenti
- Mantieniti positivo se il tuo circuito non funziona sulla prima build. I progetti di circuiti sono estremamente capricciosi e potrebbe essere necessario esercitarsi a costruire la radio più volte prima di farla funzionare.
- Verificare la presenza di componenti difettosi. Se ritieni che il tuo circuito sia corretto e che tutte le connessioni siano forti, è possibile che alcuni dei tuoi componenti siano difettosi. Condensatori, resistori e amplificatori operazionali sono realizzati in modo molto economico in grandi lotti. Di tanto in tanto ne otterrai uno difettoso.
- Acquista un voltmetro per controllare i collegamenti. Un voltmetro verifica la corrente che attraversa i componenti in qualsiasi punto del circuito. Sono economici e ti aiuteranno a sapere se qualcuno dei tuoi componenti è difettoso o se i pezzi non sono collegati correttamente, nel qual caso la corrente non scorrerà.
- Il video su cui si basa mostra una bobina con 32 spire su un cilindro da 3 centimetri (1,2 pollici) e utilizzando un cavo da 32 AWG (0,2 mm). Questo dà circa 20 μH, insieme al condensatore variabile da 200 pF, si sintonizzerà da 2,5 MHz a 8 MHz, che fa parte della banda delle onde corte (SW) (da 2,3 MHz a 26 MHz).
- Se è necessario fare una pausa durante l'avvolgimento dell'induttore, posizionare del nastro isolante sulla bobina in modo che non si srotoli. Rimuovere il nastro per riprendere l'avvolgimento.
- Questo induttore si avvicina a 369 μH e insieme al condensatore variabile da 200 pF coprirà la banda di trasmissione AM standard. La banda di trasmissione AM standard, nota anche come banda Medium Wave (MW), va da circa 530 kHz a 1700 kHz nelle Americhe e in Australia, da circa 530 kHz a 1600 kHz nel resto del mondo. Puoi scoprire il design della bobina a strato singolo qui, per calcolare l'induttanza del tuo induttore.
- Ecco un calcolatore di frequenza di risonanza se il tuo induttore ha un valore diverso di induttanza o il tuo condensatore variabile ha un valore diverso.
Avvertenze
- Non sovraccaricare il circuito con alta tensione. L'applicazione di più di 9 volt a questo circuito può causare il guasto o l'incendio dei componenti.
- Evitare di toccare i fili scoperti quando la corrente (elettricità) passa attraverso il circuito. Ciò causerà uno zap, ma poiché in questo progetto viene utilizzata una batteria a bassa tensione, non sarà grave.
- Non collegare il cavo corto di un condensatore a una sorgente di tensione positiva. Il condensatore si guasterà, di solito con un piccolo sbuffo di fumo. Nel peggiore dei casi, i tuoi componenti potrebbero prendere fuoco.
