19.12. - 20.12. 2020
Radiomaják v2
EN | CZ
Publikováno 26.9.2020
Radiomaják dle původního návrhu B. Pease z radiolocation.tripod.com s novým designem. Zapojení zůstalo stejné, byly navrženy nové plošné spoje a použity SMD součástky.
V článku je popsána konstrukce a podklady pro výrobu. Jak se s tímto typem zařízení měří je popsáno tady. Případně Speleonics #26 strana 2-3.
Vysílač
Transformátor T1
je navinut na MPP (Molypermalloy Powder) toroidním jádru (27x14x11mm 125u). Primár má 90 závitů 0,8mm drát. Indunkčnost by měla být okolo 1242 uH. Je navinut ve dvou vrstvách.
Sekundár je navinut 1mm drátem. Počet závitů záleží na parametrech vysílací antény, pohybuje se v rozsahu 15-25 závitů.
Vysílací anténa
Nejčastěji používám anténu navinutou na průměr 55cm, cca 40 závitů. Tato umožňuje měření i při hloubce vysílače přesahující 100 metrů (B.P. udává až 120m).
Kondenzátory C1,C2,C3,C4,C13 - jsou zapojeny paralelně a jejich výsledná hodnota, závisí, stejně jako sekundární vinutí T1, na použité vysílací anténě. Celková hodnota se typicky pohybuje od 1uF do 2.5uF.
Vytunění se provádí měřením odebíraného proudu vysílače nebo měřením napětí na vysílací cívce, kdy se změnou hodnoty kapacity a počtem závitů sekundáru T1 snažíme dosáhnout co největší hodnoty odebíraného proudu/výstupního napětí. Jako příklad pro uvedenou anténu mi vycházely hodnoty 1.65uF a 23 závitů sec vinutí T1. Napětí na vysílací cívce cca 110V RMS a odebíraný proud 0.7A.
Plošný spoj je připraven na osazení různých typů kondenzátorů pro dosažení potřebné kapacity.
Poznámky
LED dioda D3 svítí jen tehdy, pokud vysílač reálně vysílá, tj. je připojena anténa a jde do ní signál z vysílače.
Plošný spoj má rozměry 100x74mm pro umístění do krabičky Hammond 1455K1201 (120x78x43mm)
Přijímač
RF zesilovač
Konstrukce
Plošný spoj pro RF zesilovač má rozměry 25.4x40.6mm pro umístění do stínící krabičky AH100 (45x30x22mm)
Vstup z antény je přiveden tenkým koaxiálním kabelem. BNC konektor pro připojení antény je odizolován - není spojen s krabičkou zařízení.
Přepínač S3 a potenciometr R22 jsou připojeny stíněným 3-žilovým kabelem.
Výstup je s deskou přijímače propojen stíněným kablíkem.
Přijímač
Plošný spoj přijímače má rozměry 71.1x65.7mm a po osazení se také umístí do stínící krabičky (např. AH102 92x67x22mm).
Celý přijímač (tedy RF zesilovač a vlastní přijímač) je zabudován do hlinkové krabičky Hammond 1455N1601 o roměrech 160x103x53mm. Příklad umístění ovládacích prvků na horním panelu krabičky:
Výstup na sluchátka (P1) a potenciometr pro ovládání hlasitosti (R34) jsou připojeny stíněným kabelem.
Nastavení přijímače
Před prvním použitím musí být přijímač takzvaně vynulován. Připojíme sluchátka, Přepínač S3 přepneme na "Low gain" a R22 (RF Gain) stáhneme na minimum. Anténu nepřipojujeme. Nyní nastavujeme trimr R5 a potenciometr R9 (Audio NULL) střídavě tak, dokud signál ze sluchátek (tón 366Hz) úplně nevymizí.
Jakmile máme přijímač přesně vynulovaný, nastavíme trimr R42 tak, aby displej ukazoval hodnotu "000". Pokud toho nelze dosáhnout, přivedeme na R43 buď 12V nebo zem (viz JP1 na plošném spoji), dle polarity zobrazované hodnoty na displeji.
Nastavení PLL - připojíme anténu a vysílač umístíme cca 30 metrů od přijímače. Pomalu nastavujeme kapacitní trimr C19, dokud na testovacím bodu T1 nebude polovina napájecího napětí. Led D7 (PLL Lock) bude zprvu pomalu blikat až nakonec bude svítit trvale. Přepínač S6 přepneme na "PLL Adjust" a pokračujeme v nastavování C19 tak, aby displej zobrazoval co nejnižší hodnotu, ideálně pod 100. Po ukončení nastavování přepneme S6 zpět do polohy "Recv."
Přijímací anténa
Přijímací anténa je navinuta z 0.3mm cu drátu na průměr 55 cm, počet závitů z 1kg balení drátu vychází na cca 550. Indukčnost takové antény se pohybuje okolo 430mH. Připojením kondenzátoru 6,8nF se vyladí do rezonance. Kondenzátor(y) by měl být na napětí alespoń 600V pro případ, že by se omylem zapnutý vysílač ocitnul vedle přijímací antény.
Na horní hraně antény je umístěna malá vodováha, aby bylo možné udržet při měření anténu kolmo k zemi a přesně zaměřovat.
Seznamy součástek
Vysílač
| Qty | Parts | Value | Package |
|---|---|---|---|
| 1 | C1 | 2u2/250V | XC27B13 |
| 1 | C11 | 27p/50V | 0805 |
| 1 | C12 | 33p/50V | 0805 |
| 1 | C13 | 10n/50V | XC15B5 |
| 1 | C2 | 1u/250V | XC27B11 |
| 1 | C3 | 560n/250V | XC15B10 |
| 1 | C4 | 470n/250V | XC22B10 |
| 1 | C5 | 2200u/25V | E5-13 |
| 2 | C6, CX6 | 680n/250V | XC27B11 |
| 1 | C7 | 4.7n/250V | C102-043X133 |
| 4 | C8, C9, C10, C50 | 100n | C0805 |
| 1 | D1 | 5A 30V Schottky | SMC |
| 2 | D2, D4 | 1N4148 | SOD80C |
| 1 | D3 | 3mm LED | 6410-02 |
| 1 | FUSE | RDL60V160 | POLYFUSE_RDL60V160 |
| 1 | Q1 | IRLIZ44 | TO220BH |
| 1 | R1 | 1M | 0805 |
| 1 | R2 | 100k | 0805 |
| 1 | T1 | viz. text | TOROID |
| 1 | U1 | 74HC4060 | SO16 |
| 1 | U2 | 78L05 | SOT89 |
| 1 | X1 | 3MHz | HC49U-V |
RF Amp
| Qty | Parts | Value | Package |
|---|---|---|---|
| 1 | C13 | 1n/50V | 0805 |
| 3 | C14, C17, C202 | 100n/50V | 0805 |
| 2 | C15, C16 | 10u/16V | 1210 |
| 3 | C18, C201, C203 | 150p/50V | 0805 |
| 2 | D3, D4 | 1n4148 | SOD80C |
| 2 | R17, R18 | 10k | 0805 |
| 2 | R20, R20-2 | 1M | 0805 |
| 1 | R204 | 1k | 0805 |
| 1 | R21 | 20k | 0805 |
| 1 | R22 | 100k pot. RF Gain | Potentiometer |
| 3 | R23, R26, R202 | 2k2 | 0805 |
| 2 | R24, R201 | 100k | 0805 |
| 1 | R55 | 200 | 0805 |
| 1 | S3 | RF Gain x1 x100 | Toggle Switch |
| 1 | U0 | LF356 (TL071) | SO08 |
| 1 | U1 | LF412 (AD712) | SO08 |
Přijímač
| Qty | Parts | Value | Package |
|---|---|---|---|
| 1 | BZ | Buzzer 3-18V | |
| 2 | C1, C2 | 33n/50V | 0805 |
| 1 | C19 | 10-60p | Trimm capacitor |
| 1 | C20 | 56p/50V | 0805 |
| 1 | C21 | 2u/16V | 0805 |
| 1 | C23 | 2.2u tant./16V | SMC_A |
| 1 | C24 | 47n/50V | 0805 |
| 7 | C25, C30, C31, C32, C37, C38, C42 | 100n/50V | 0805 |
| 1 | C27 | 3.3u tant./16V | SMC_A |
| 1 | C29 | 100u elect./16V | E2,5-6 |
| 4 | C3, C4, C22, C40 | 1u/25V | 0805 |
| 1 | C41 | 4u7/25V | 0805 |
| 2 | C5, C26 | 1u tant./16V | SMC_A |
| 4 | C6, C7, C8, C39 | 10n/50V | 0805 |
| 2 | C9, C28 | 10u tant./16V | SMC_A |
| 1 | D1 | Power ON | 3mm green LED |
| 1 | D2 | 1N4001 | DO214AC |
| 1 | D5 | 1n4148 | SOD80C |
| 1 | D6 | RF_Overload | 3mm red LED |
| 1 | D7 | Phase Lock | 3mm green LED |
| 1 | IC1 | 78M12 | DPACK_3 |
| 1 | IC2 | 78M09 | DPACK_3 |
| 1 | J1 | DVM | 200mV DVM (WPB5035-DV) |
| 1 | P1 | Headphones | 3.5 mono jack |
| 2 | R1, R2 | 220k | 0805 |
| 11 | R10, R11, R14, R28, R43, R44, R47, R48, R49, R50, R54 | 100k | 0805 |
| 2 | R15, R45 | 2.4k | 0805 |
| 2 | R150, R450 | 180 | 0805 |
| 2 | R16, R46 | 750k | 0805 |
| 1 | R19 | 5k6 | 0805 |
| 2 | R29, R40 | 220k | 0805 |
| 4 | R3, R4, R25, R27 | 1M | 0805 |
| 2 | R30, R37 | 1k | 0805 |
| 1 | R32 | 9.1M | 0805 |
| 1 | R33 | 2k | 0805 |
| 1 | R34 | Volume 10k | Potentiometer + on/off switch |
| 1 | R36 | 10 | 0805 |
| 1 | R39 | 27k | 0805 |
| 1 | R41 | 2k2 | 0805 |
| 1 | R42 | 1k | RTRIMT93YA multiturn |
| 1 | R5 | 5k | RTRIMT93XA multiturn |
| 1 | R51 | 4.7M | 0805 |
| 1 | R52 | 2M | 0805 |
| 2 | R6, R7 | 47k | 0805 |
| 6 | R8, R12, R13, R31, R35, R53 | 10k | 0805 |
| 1 | R9 | Front panel audio null | Multiturn Potentiometer |
| 1 | S1 | Bandwidth | Toggle Switch |
| 1 | S4 | Alarm On | Toggle Switch |
| 1 | S5 | Slow meter | Toggle Switch (not used) |
| 1 | S6 | PLL/RCV | Toggle Switch |
| 1 | U2 | LF412 (AD712) | SO08 |
| 4 | U3, U4, U8, U11 | LF442 (LF412/AD712, příp. TL072) | SO08 |
| 1 | U5 | 4016 | SO14 |
| 1 | U6 | 4060 | SO16 |
| 1 | U7 | 4070 | SO14 |
| 1 | U9 | LM386 | SO08 |
| 1 | V1 | MV2109 | SOT54H |
| 1 | X1 | 3MHz | HC49U-V |