Arduino - micropowerful AM प्रसारण ट्रांसमीटर

कई में अभी भी CB और LW बैंड के साथ रेडियो हैं, और इन बैंड में शौकिया रेडियो रिसेप्शन भी रहता है। मध्यम तरंगों पर, हस्तक्षेप की अनुपस्थिति में (शहर के बाहर, पार्क में, बालकनी पर, बाहरी एंटीना के साथ या चरम मामलों में, अपार्टमेंट की खिड़की से), कई दूरस्थ रेडियो स्टेशन शाम को प्राप्त होते हैं, लेकिन दिन के दौरान केवल शोर हवा पर सुनाई देता है। डीवी रेंज में, कोई रेडियो स्टेशन नहीं हैं।

कई मीटर के दायरे में संचालित एक साधारण कम-शक्ति वाले रेडियो ट्रांसमीटर का उपयोग करके स्थिति को ठीक करें। इन डिज़ाइनों में से एक को असेंबल करने की प्रक्रिया में, लेखक के पास इस तरह के एक Arduino- आधारित ट्रांसमीटर बनाने की कोशिश करने का विचार था।

डिवाइस के लिए बुनियादी आवश्यकताएं: उपलब्ध Arduino UNO या Arduino लियोनार्डो बोर्ड, विद्युत सर्किट की अधिकतम सादगी (एक ट्रांजिस्टर पर सरलतम ट्रांसमीटरों से अधिक जटिल नहीं) और AM रेंज के लिए ध्वनि की गुणवत्ता संतोषजनक।

हमारे उद्देश्यों के लिए एक वाहक के रूप में, आप एक स्क्वायर वेव सिग्नल का उपयोग कर सकते हैं, जो हार्मोनिक्स में से एक पर प्राप्त करना और प्राप्त करना आसान है। ट्रांसमीटर की कम शक्ति को देखते हुए, "अतिरिक्त" हार्मोनिक्स के संकेत कमरे की सीमा से बाहर नहीं फैलेंगे और दूसरों के साथ हस्तक्षेप नहीं करेंगे।

आयाम नियंत्रण के साथ कठिनाइयां उत्पन्न होती हैं: आउटपुट पर संकेत केवल दो मान ले सकते हैं, और यहां तक ​​कि सबसे सरल डीएसी का उपयोग डिजाइन में एक दर्जन प्रतिरोधों को जोड़ देगा।


दूसरी ओर, पल्स चौड़ाई नियंत्रण केवल लागू किया जाता है। आइए जानें कि यह पैरामीटर सिग्नल में शामिल हार्मोनिक्स के आयाम को कैसे प्रभावित करेगा।

हम निरूपित करते हैं $$$च (t)$ अवधि के साथ वर्ग तरंग समारोह $$$T$ नाड़ी की अवधि $$$एल$ और आयाम ए:

सड़न में $$$च (t)$ फूरियर श्रृंखला

$$

$$f (t) = \ frac {a_0} {2} + \ _ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ left [a_n \ cos \ left (\ frac {2 \ pi nt} {T_ right}) + b_n \ sin \ left (\ frac {2 \ pi nt} {T} \ right) \ right $$$

गुणांक $$$b_n$ समता के आधार पर $$$च (t)$ शून्य के बराबर। इसलिए, आयाम $$$n-$ वें हार्मोनिक गुणांक के साथ मेल खाता है

$$

$$a_n = \ frac {2} {T} \ int _ {- T} ^ {T} f (s) \ cos \ left (\ frac {2 \ pi ns} {T} \ right) ds = \ f \ _ 2 } {T} \ int _ {- L / 2} ^ {L / 2} A \ cos \ left (\ frac {2 \ pi ns} {T} \ right) ds =$$

$$

$$= \ बाएँ। \ frac {A} {\ pi n} \ sin \ left (\ frac {2 \ pi ns} {T} \ right) \ right | _ {- L / 2} ^ {L / 2} = \ frac {2A} {\ pi n} \ sin \ left (\ frac {\ pi n L} {T} \ right)।$$

लेकिन $$$\ sin (x) = x + o (x ^ 2)$ पर $$$x \ _ 0$ और $$$\ sin (x)$ अच्छी तरह से आ रहा है $$$x$ अगर $$$x$ पर्याप्त नहीं है। इसलिए, छोटे के लिए $$$एल$ आयाम निर्भरता $$$n-$ वें हार्मोनिक्स से $$$एल$ रैखिक के करीब, और वाहक के आयाम के बजाय, आप पल्स अवधि को बदल सकते हैं, ध्यान रहे कि यह कुछ पर्याप्त छोटे मूल्य से अधिक नहीं है!

ऐसा संकेत बनाने के लिए एक स्केच लिखना आसान है, लेकिन यह आवश्यक नहीं है: पल्स-चौड़ाई मॉडुलन के साथ आउटपुट पर वांछित आकार का तैयार संकेत प्राप्त किया जा सकता है। 62.5 kHz की PWM आवृत्ति के साथ, तीसरे हार्मोनिक की आवृत्ति 187.5 kHz है, और यह लंबी तरंगों के प्रसारण रेंज में आती है। यह इसी Arduino आउटपुट के लिए एक कम आवृत्ति संकेत लागू करने के लिए पर्याप्त है और इसके लिए एक एंटीना कनेक्ट करता है, PWM बाकी काम करेगा। यह केवल महत्वपूर्ण है कि analogWrite फ़ंक्शन के मान पैरामीटर का मान अनुमेय विकृतियों के मूल्य से निर्धारित सीमा से अधिक नहीं है। इस सीमा को रेट करें।

चलो $$$एल = \ अल्फा टी$ जहाँ $$ - अवधि के अंशों में नाड़ी की अवधि। तो

$$

$$a_n (\ अल्फा) = \ frac {2A} {\ pi n} \ sin (\ अल्फा \ p \ n)$$

।
सापेक्ष विचलन $$$a_n (\ अल्फा)$ रैखिक समारोह से $$$2A \ अल्फा$

$$

$$\ frac {2A \ Alpha - \ frac {2A} {\ pi n} \ sin (\ Alpha \ pi n)} {2A \ Alpha} = \ frac {\ अल्फा \ pi n - \ sin (\ अल्फा \ pi) n)} {\ Alpha \ pi n} \ to 0$$

पर $$$\ अल्फा \ से 0$ । वृद्धि के साथ $$$\ अल्फा$ विचलन बढ़ रहा है। के लिए $$$\ अल्फा = 0.085$ और $$$n = 3$ यह लगभग 10% है, जो काफी है। जब एक उच्च क्रम हार्मोनिक चुनते हैं, तो विचलन और भी अधिक हो जाता है। चूंकि 8 बिट पीडब्लूएम पल्स अवधि में $$$\ अल्फा = 1$ मूल्य = 255 से मेल खाती है, तो इसके लिए $$$\ Alpha \ leq $ 0.08$ यह आवश्यक है कि मूल्य अधिक न हो $$$255 \ cdot 0,085 \ लगभग 22$ । परिणामी अनुमान आपको स्वीकार्य मूल्यों के क्रम का एक विचार प्राप्त करने की अनुमति देता है और फिर प्रयोगात्मक रूप से उपयुक्त मानों का चयन करता है।

भारी सिद्धांत ब्लॉक का परिणाम एक सरल योजना है:

और एक बहुत ही सरल स्केच:

void setup() { //   TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1; TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x09; } int const SHIFT = 8; int const SCALE = 8; void loop() { analogWrite(9, (analogRead(A0) - 512) / SCALE + SHIFT); } 

एक एंटीना के रूप में, 1 मीटर लंबे एक बढ़ते तार के एक खंड का उपयोग किया गया था।

इनपुट सिग्नल नहीं होने पर SHIFT PWM आउटपुट में वैल्यू सेट करता है। मॉड्यूलेशन की प्रक्रिया में, यह 1 से 15 तक भिन्न होता है, इस मामले में नाड़ी की अवधि अवधि के 1/255 से 15/255 तक होती है।

SCALE स्थिरांक को प्रयोगात्मक रूप से चुना गया है ताकि टेलीफोन आउटपुट से संकेत PWM आउटपुट में स्वीकार्य मानों में फिट हो जाए।

जब 1 केएचजेड साइनसॉइड को जीएसएस से डिवाइस के इनपुट से खिलाया जाता है, तो 187.5 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर ट्यून किए गए रिसीवर के आउटपुट पर एक अविभाजित रूप का एक जोरदार संकेत प्राप्त होता है:


पॉकेट सुपरहीटरोडेन के लिए रिसेप्शन रेंज लगभग डेढ़ मीटर है।

दूसरी बार DW रेंज में, सिग्नल 250 kHz की आवृत्ति पर प्राप्त होता है। चौथे हार्मोनिक पर स्विच करते समय कानों से गुणवत्ता का नुकसान होना लाजिमी है। हार्मोनिक संख्या में वृद्धि के साथ, विकृतियां बढ़ जाती हैं, लेकिन चयनित मापदंडों के साथ और नौवें हार्मोनिक 562.5 kHz पर, जो मध्यम-लहर सीमा के निचले हिस्से में आती है, गुणवत्ता स्वीकार्य रहती है।

SHIFT मान बढ़ाकर (उचित सीमा के भीतर), आप नमूना स्तर की संख्या में वृद्धि और विकृति में वृद्धि के बीच एक समझौता की तलाश करके ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार करने का प्रयास कर सकते हैं। मॉडुलन गुणांक को संरक्षित करने के लिए इस मामले में SCALE को कम किया जाना चाहिए। हालांकि, उच्च हार्मोनिक्स प्राप्त करने की संभावना खो जाती है। उदाहरण के लिए, SHIFT = 16 और SCALE = 4 के साथ एक प्रयोग ने 187.5 kHz की आवृत्ति पर एक अच्छा परिणाम दिखाया, लेकिन CB रेंज में विकृतियाँ बहुत बड़ी थीं।

परिणाम एक सरल उपकरण है जिसमें घर-निर्मित प्रेरक शामिल नहीं हैं। इसके फायदे में वाहक आवृत्ति की स्थिरता और सहज आवृत्ति मॉड्यूलेशन की अनुपस्थिति शामिल है, जो आमतौर पर सरल डिजाइनों के लिए एक समस्या है।

लेख के अंत में, एक वीडियो जो माइक्रो ट्रांसमीटर के संचालन को प्रदर्शित करता है।