Kā izveidot mobilā tālruņa detektora shēmu?

Šajā gadsimtā visizplatītākā elektroniskā ierīce, ar kuru saskaras ikviens, ir mobilais tālrunis. Attīstoties pasaulē, tehnoloģija strauji virzās arī komunikācijas jomā. Tā rezultātā eksponenciāli palielinās mobilā tālruņa prasības. Mobilais ir mobilā ierīce, kas uztver un pārraida signālus. Parasti mobilā signāla frekvences diapazons ir no 0,9 līdz 3 GHz.

Mobilā telefona detektors

Šajā rakstā mēs gatavojamies izveidot mobilā tālruņa detektora shēmu, kas uztvers mobilā tālruņa klātbūtni apkārtnē, atklājot šīs frekvences. Vienkāršu mobilā tālruņa detektora shēmu var izveidot divos veidos. Mēs šeit apspriedīsim abas shēmas pa vienam. Kā teikts iepriekš, mobilo tālruņu detektoru shēma ietver divus veidus Šotka diode un sprieguma salīdzinātāja kombinācija un a BiCMOS Op-Amp.

Kā izveidot mobilo detektoru shēmu, izmantojot BiCMOS Op-Amp?

Kā mēs zinām sava projekta kopsavilkumu, virzīsimies uz priekšu un apkoposim vairāk informācijas, lai sāktu strādāt pie šī projekta. Pirmkārt, mēs apspriedīsim ķēdi, izmantojot BiCMOS Op-Amp.

1. darbība: komponentu savākšana

Vislabākā pieeja jebkura projekta uzsākšanai ir sastādīt sastāvdaļu sarakstu un veikt īsu šo komponentu izpēti, jo neviens nevēlas palikt projekta vidū tikai trūkstoša komponenta dēļ. Komponentu saraksts, ko mēs izmantosim šajā projektā, ir norādīts zemāk:

• CA3130 Op-Amp
• 100KΩ rezistors
• 1KΩ rezistors
• 0,22 nF kondensators
• 100µF kondensators
• 47pF kondensators
• BC548 NPN tranzistors
• Vara vads antenas izgatavošanai
• Veroboard
• Akumulators
• Džemperu vadi
• LED

2. solis: Komponentu izpēte

Tā kā mēs tagad zinām projekta galveno ideju un mums ir arī pilns visu komponentu saraksts, virzīsimies vienu soli uz priekšu un veiksim īsu visu komponentu izpēti.

CA3130A un CA3130 ir op-ampēri, kuros apvienotas CMOS un bipolāro tranzistoru priekšrocības. Lai nodrošinātu ļoti augstu ieejas pretestību, tiek izmantota ļoti zema ieejas strāva ieejas ķēdē, tiek izmantoti ar vārtiem aizsargāti P-Channel MOSFET (PMOS) tranzistori. tas nodrošina arī ārkārtas ātruma veiktspēju. PMOS tranzistoru izmantošana ieejas posmā rada kopējā režīma ieejas sprieguma spēju līdz 0,5 V zem negatīvās barošanas spailes, kas ir svarīgs atribūts vienas piegādes lietojumprogrammās. CA3130 sērijas darba barošanas spriegums svārstās no 5V līdz 16V. Ar to kā fāzes kompensatoru var izmantot vienu ārēju kondensatoru. Izejas posma strobēšanai ir nepieciešami termināla noteikumi.

CA 3130

TO BC548 ir NPN tranzistors. Tātad, kad bāzes tapu tur zemē, kolektors un izstarotājs tiks mainīti pretējā virzienā un, kad signāls tiks piegādāts pamatnei, kolektors un izstarotājs būs neobjektīvi. Šī tranzistora pastiprinājuma vērtība svārstās no 110 līdz 800. Transistora pastiprināšanas jaudu nosaka šī pastiprinājuma vērtība. Mēs nevaram savienot smago slodzi ar šo tranzistoru, jo maksimālais strāvas daudzums, kas var plūst caur kolektora tapu, ir gandrīz 500mA. Strāva ir jāpieliek pamatnes tapai, lai novirzītu tranzistoru, šo strāvu (I_B) jāierobežo līdz 5mA.

BC 548

Antena: Antenna ir pārveidotājs. To izmanto, lai pārveidotu radiofrekvenču laukus maiņstrāvā vai otrādi. Ir divi galvenie divu veidu antenas: raidošā antena un uztverošā antena, kuras abas tiek izmantotas radio pārraidei. Radioviļņi ir elektromagnētiskie viļņi, kas gaismas ātrumā pārraida signālus pa gaisu. Antena ir vissvarīgākais komponents jebkurā radio izstarojošā ierīcē. Tos izmanto mobilajās ierīcēs, radaru sistēmās, satelīta sakaros utt.

Antena

Veroboard ir laba izvēle ķēdes veikšanai, jo vienīgās galvassāpes ir komponentu ievietošana Vero dēlī un to vienkārši pielodēšana un nepārtrauktības pārbaude, izmantojot Digital Multi Meter. Kad ķēdes izkārtojums ir zināms, sagrieziet dēli saprātīgā izmērā. Šim nolūkam novietojiet dēli uz griešanas paklāja un, izmantojot asu asmeni (droši), un, ievērojot visus drošības pasākumus, vairāk nekā vienu reizi kravu slieciet augšā un pamatnē pa taisno malu (5 vai vairākas reizes), braucot pāri atveres. Pēc tā izdarīšanas cieši novietojiet komponentus uz dēļa, lai izveidotu kompaktu ķēdi, un pielodējiet tapas atbilstoši ķēdes savienojumiem. Jebkuras kļūdas gadījumā mēģiniet atvienot savienojumus un atkal tos pielodēt. Visbeidzot, pārbaudiet nepārtrauktību. Izpildiet šīs darbības, lai izveidotu labu ķēdi uz Veroboard.

Veroboard

3. solis: ķēdes darbība

Ķēdes Op-amp daļa darbojas kā RF signāla detektors, savukārt ķēdes tranzistora daļa darbojas kā indikators. Kondensatori, kas uzkrājas līdzās uztverošajam vadam, tiek izmantoti, lai atšķirtu RF signālus, kad mobilais tālrunis veic (vai saņem) tālruņa zvanu vai nosūta (vai saņem) tūlītēju ziņojumu.

Darbība Amp pārbauda signālu, mainot strāvas pieaugumu ieejā līdz spriegumam pie izejas, un LED tiks iedarbināts.

4. solis: komponentu montāža

Tagad, kad mēs zinām sava projekta galveno darba un arī pilno ķēdi, virzīsimies uz priekšu un sāksim izgatavot mūsu projekta aparatūru. Jāņem vērā viena lieta, ka ķēdei jābūt kompaktai un komponentiem jābūt novietotiem tik tuvu.

1. Paņemiet Veroboard un noberzējiet tā sānu ar vara pārklājumu ar skrāpi.
2. Tagad uzmanīgi un pietiekami cieši novietojiet komponentus, lai ķēdes izmērs nekļūtu ļoti liels
3. Uzmanīgi izveidojiet savienojumus, izmantojot lodmetālu. Ja, veicot savienojumus, tiek pieļauta kāda kļūda, mēģiniet atvienot savienojumu un atkal pareizi pielodēt savienojumu, taču galu galā savienojumam jābūt stingram.
4. Kad visi savienojumi ir izveidoti, veiciet nepārtrauktības pārbaudi. Elektronikā nepārtrauktības pārbaude ir elektriskās ķēdes pārbaude, lai pārbaudītu, vai strāva plūst vēlamajā ceļā (ka tā noteikti ir kopējā ķēde). Nepārtrauktības pārbaude tiek veikta, iestatot nelielu spriegumu (vadu savienots ar LED vai satraukumu, radot daļu, piemēram, pjezoelektrisko skaļruni) pa izvēlēto ceļu.
5. Ja nepārtrauktības pārbaude iztur, tas nozīmē, ka ķēde ir atbilstoši izveidota pēc vēlēšanās. Tagad tas ir gatavs pārbaudei.

Ķēde izskatīsies kā zemāk redzamais attēls:

Vienkārša mobilā detektora shēma

Kā izveidot mobilo detektoru shēmu, izmantojot Šotka diode ?

Kā mēs jau esam redzējuši, kā izveidot mobilā tālruņa detektora shēmu, izmantojot a BiCMOS Op-Amp tagad iziesim citu procedūru, kurā izmantosim a Schottky diode un sprieguma salīdzinātāja kombinācija izveidot shēmu, kas apkārtējā apkārtnē atklātu mobilo tālruni.

1. darbība: komponentu savākšana

Tālāk ir pilns to komponentu saraksts, kas tiks izmantoti šīs konfigurācijas izveidošanai.

• 10uH induktors
• 100 omu rezistors
• 100k omu rezistors
• 100nF kondensators
• 3k omu rezistors
• 100 omu rezistors
• 200 omu rezistors
• BAT54 Šotijas diode
• LED
• Veroboard

2. solis: Komponentu izpēte

Tā kā mums ir pilns visu komponentu saraksts, virzīsimies vienu soli uz priekšu un izietu īsu visu komponentu izpēti.

LM339 pieder pie tām sastāvdaļām, kurās ir četri neatkarīgi sprieguma salīdzinātāji. Katra salīdzinātāja konstrukcija ir tāda, ka katrs salīdzinātājs var darboties ar vienu barošanas avotu plašā ieejas sprieguma diapazonā. Tas ir saderīgs arī ar sadalītajiem barošanas avotiem. Dažu salīdzinājumu īpašības ir ļoti unikālas. Piemēram, ievades kopējā režīma sprieguma diapazonā tajā ir iekļauta zeme, kad tā darbojas ar vienu barošanas spriegumu. Salīdzinātāja galvenais mērķis ir tas, ka tas pagriež signālu starp digitālajiem un analogajiem domēniem. Pie ieejas spailēm ir vajadzīgas divas ieejas un tās jāsalīdzina. Pēc salīdzināšanas tā stāsta, ka kura ir lielāka abu ieeja pie ieejas spailēm. Tam ir plašs lietojumu klāsts. Piemēram, to izmanto pamata salīdzinātājā, CMOS vadīšanā, TTL vadīšanā, zemfrekvences op-amp, pārveidotāja pastiprinātājā utt.

LM339

BC547 ir NPN bipolārs tranzistors. Vārds tranzistors nozīmē pretestības nodošanu, un tā pamatfunkcija ir strāvas pastiprināšana. BC547 var izmantot gan komutācijas, gan pastiprināšanas nolūkos. Tam ir trīs termināļu bāze, izstarotājs un kolektors. Caur kolektoru plūstošās strāvas daudzumu kontrolē strāvas daudzums, kas plūst caur pamatni līdz izstarotājam. Šī tranzistora maksimālais strāvas pieaugums ir gandrīz 800. Lai šis tranzistors darbotos vēlamajā reģionā, ir nepieciešams fiksēts līdzstrāvas spriegums. Šis tranzistors ir novirzīts tā, ka visiem ievades diapazoniem tas vienmēr ir daļēji neobjektīvs pastiprināšanai. pie pamatnes tiek veikta ieejas pastiprināšana un pēc tam tā tiek pārnesta uz izstarotāja pusi.

BC547

TO Šotka diode ir pusvadītāja diode, ko veido pusvadītāja savienojums ar metālu. Šī diode pārslēdzas ļoti ātri. Tam ir ļoti zems sprieguma kritums uz priekšu. Ja tiek piemērots pietiekams spriegums, straume plūst uz priekšu. Schottky diodes uz priekšu spriegums ir no 150-450mV, atšķirībā no citām parastajām diodēm, kuru spriegums uz priekšu svārstās no 600-700mV. Zemāka sprieguma dēļ ir atļauta labāka sistēmas efektivitāte un lielāks pārslēgšanās ātrums.

Šotka diode

3. solis: ķēdes dizains

Ķēdes dizains galvenokārt sastāv no trim daļām, Detektora shēmas dizains , Pastiprinātāja shēmas dizains, un Komparatora shēmas dizains .

The detektora ķēde sastāv no induktora, diode, kondensatora un rezistora. Šeit tiek izvēlēts induktora novērtējums 10uH. Kā detektora diode tiek izvēlēts Schottky diode BAT54, kas var izlabot zemfrekvences maiņstrāvas signālu. Kanāla kondensators, kas izvēlēts 100nF keramikas kondensatorā, ko izmanto, lai izsijātu maiņstrāvas uzpūšanos. Tiek izmantots 100 omu slodzes rezistors.

Šeit, iekšā pastiprinātāja shēmas dizains , vienkāršs BJT BC547 tiek izmantots līdzīgā parastā izstarotāja režīmā. Emitera rezistors šai situācijai nav nepieciešams, jo izejas signālam ir maza vērtība. Kolektora rezistora vērtību nosaka akumulatora sprieguma, kolektora-izstarotāja sprieguma un kolektora strāvas novērtējums. Parasti akumulatora spriegums tiek izvēlēts aptuveni 12 V. 5V ir kolektora un izstarotāja darba punkta spriegums, un kolektora strāva ir gandrīz 2mA. Tādējādi kā Rc tiek izmantots 3 k omu rezistors. Ieejas rezistoram vajadzētu būt lielai vērtībai, gandrīz 100k, jo to izmanto, lai nodrošinātu tranzistora aizspriedumus. Tas novērsīs maksimālās strāvas plūsmu.

Šeit Lm339 tiek izmantots Komparatora shēmas dizains. Sprieguma dalītāja konfigurāciju izmanto, lai iestatītu atsauces spriegumu invertēšanas spailē. Atskaites spriegums ir iestatīts uz zemu 4 V secību, jo izejas spriegums no pastiprinātāja ķēdes ir diezgan zems. Šī mērķa sasniegšanai tiek izmantots 200 omu rezistors un 330 omu potenciometrs. Kā strāvas ierobežojošais rezistors izejas spailē tiek izmantots 10 omu rezistors.

4. darbība. Izpratne par mobilā tālruņa izsekošanas ķēdes darbību

Signāli, kurus izstaro mobilais tālrunis, ir radiofrekvenču signāli. Tajā brīdī, kad mobilais tālrunis ir pieejams netālu no ķēdes, RF signāls no mobilā tālruņa savstarpējās indukcijas procesā tiek inducēts ķēdes induktorā. Šoklija diode ir atbildīga par GHz pakāpes augstfrekvences maiņstrāvas signāla pastiprināšanu. Kondensators tiek izmantots izejas signāla filtrēšanai.

Tagad, kad mobilais tālrunis tiek piegādāts šīs ķēdes tuvumā, droselē tiek inducēts spriegums, un signāla demodulēšanai tiek izmantots diode. Tad parastais izstarotājs tranzistors pastiprina spriegumu. Šeit izejas spriegums ir lielāks par atsauces izejas spriegumu. Tātad, izeja ir loģiski augsts signāls, kas liek LED mirgot, kas norāda uz mobilā tālruņa klātbūtni tuvumā. Šī ir ļoti vienkārša shēma, tāpēc tai jābūt vietām centimetru attālumā no ķēdes.

5. solis: komponentu montāža

1. Paņemiet Veroboard un noberzējiet tā sānu ar vara pārklājumu ar skrāpi.
2. Tagad uzmanīgi un pietiekami cieši novietojiet komponentus, lai ķēdes izmērs nekļūtu ļoti liels
3. Uzmanīgi izveidojiet savienojumus, izmantojot lodmetālu. Ja, veicot savienojumus, tiek pieļauta kāda kļūda, mēģiniet atvienot savienojumu un atkal pareizi pielodēt savienojumu, taču galu galā savienojumam jābūt stingram.
4. Kad visi savienojumi ir izveidoti, veiciet nepārtrauktības pārbaudi. Elektronikā nepārtrauktības pārbaude ir elektriskās ķēdes pārbaude, lai pārbaudītu, vai strāva plūst vēlamajā ceļā (ka tā noteikti ir kopējā ķēde). Nepārtrauktības pārbaude tiek veikta, iestatot nelielu spriegumu (vadu savienots ar LED vai satraukumu, radot daļu, piemēram, pjezoelektrisko skaļruni) pa izvēlēto ceļu.
5. Ja nepārtrauktības pārbaude ir izturēta, tas nozīmē, ka ķēde ir izveidota pareizi pēc vēlēšanās. Tagad tas ir gatavs pārbaudei.

Ķēde izskatīsies kā parādīts zemāk:

Mobilā tālruņa detektors, izmantojot Šotka diode

Pieteikumi

Ir plašs mobilo tālruņu detektoru shēmas pielietojums. Daži no tā lietojumiem ir uzskaitīti zemāk:

1. To var izmantot eksāmenu zālēs un sanāksmju telpās, lai noteiktu mobilā tālruņa klātbūtni.
2. Neatļautu audio vai video pārraidi var noteikt, noteiktās vietās atrodot mobilo tālruni.
3. Nozagtus mobilos tālruņus noteiktā scenārijā var noteikt, izmantojot šo mobilo detektoru shēmu.

Ierobežojumi

Iepriekš minētajiem mobilo tālruņu detektoru shēmām ir noteikti ierobežojumi.

1. Pirmā shēma ir zema diapazona detektors. Tās diapazons ir tikai daži centimetri.
2. Šotka diode, kurai ir lielāks barjeras augstums, ir mazāk jutīga pret signāliem, kas ir salīdzinoši mazāki.