Naučná stavebnice od 14. let. Tranzistorové rádio Obj. č

Transkript

1 Naučná stavebnice od 14. let Tranzistorové rádio Obj. č Vážený zákazníku, děkujeme Vám za Vaši důvěru a za nákup naučné stavebnice. Tento návod k obsluze je součástí výrobku. Obsahuje důležité pokyny k uvedení výrobku do provozu a k jeho obsluze. Jestliže výrobek předáte jiným osobám, dbejte na to, abyste jim odevzdali i tento návod k obsluze. Ponechejte si tento návod, abyste si jej mohli znovu kdykoliv přečíst! Tato experimentální stavebnice umožňuje sestavení transistorového rádia na desce spojů (PCB) bez potřeby pájení. Stavebnice je vhodná pro ty, kteří se zajímají o elektronické technologie. Sestavení rádia spočívá jen v několika málo krocích. Každý komponent stavebnice má svou speciální funkci, kterou můžete ověřit v konkrétní fázi. Tím dochází k velmi názorné demonstraci jednotlivých funkcí každého komponentu. Závěr přináší sestavené rádio podle tohoto návodu s možností vlastního vylepšení použitím zvláštního příslušenství. Rádio poskytuje velmi kvalitní příjem rozhlasových stanic a zároveň možnost vlastního designu zvoleného krytu rádia. Stavebnice pro příjem rozhlasu skýtá mnoho variant a sestav obvodu. Více informací naleznete na webu výrobce: Užijte si spoustu zábavy při poslechu vlastního rádia! Rozsah dodávky Reproduktor 8 Ω Deska spojů (PCB) 2 m vodičů Prostor pro baterie s konektory Kondenzátor 280 pf Prodlužovací osa (hřídelka) a regulátor (ladící kondenzátor) Šroubací svorka Cívka 220 µh (černá) 2 cívky 47 µh (modré) Integrovaný obvod IC TA7642 NPN tranzistor BC547B Rezistor 100 Ω (proužky: hnědý, černý, hnědý) Rezistor 620 Ω (modrý, červený, hnědý) Rezistor 820 Ω (šedý, červený, hnědý) Rezistor 1 k Ω (hnědý, černý, červený) Rezistor 10 k Ω (hnědý, černý, oranžový) Rezistor 100 k Ω (hnědý, černý, žlutý) 3 keramické kondenzátory 100 nf (104) 2 elektrolytické kondenzátory 47 µf Reproduktor Reproduktor si podrobně prohlédněte. V přední části naleznete membránu. Membránu můžete lehkým stiskem vtlačit dovnitř. Přitom uslyšíte určitý zvuk. To je celý princip reproduktoru - pohyb membrány generuje zvuk. Na zadní straně reproduktoru se nachází silný magnet. Uvnitř reproduktoru je cívka se dvěma připájenými vodiči. Pohyb membrány zajišťuje elektrická energie. Rádio je určeno pro napájení tužkovou baterií 1,5 V. Na okamžik spojte vodiče vedoucí od reproduktoru s baterií. V té chvíli uslyšíte praskající zvuk. Pohyb membrány je však natolik nepatrný, že jej nebude možné vidět. Můžete jej však zaznamenat dotykem prstu. V závislosti na směru zapojení obvodu dochází k pohybu membrány oběma směry. Reproduktor má odpor 8 Ohmů (Ω). Zcela nová baterie může poskytovat napětí 1,6 V. Výsledný proud je pak 0,2 Ampér (A) a výkon je 0,32 Wattů (W). Uvedené veličiny jsou proto stále v povolených hodnotách (tzv. Treshold). V dalších experimentech dojde i při daleko menším množství energie (i několik mw) k dostatečnému výkonu a reprodukci zvuku. Deska spojů (PCB) Veškeré komponenty se připojují do desky. Zapojování součástek provádějte po umístění desky na běžném stole. Samotné připojování se tak stane velice pohodlné. V dalších krocích pak bude nezbytné desku vsadit do krytu rádia. Vkládání některých komponentů vyžaduje poměrně větší úsilí. Vodiče však připojujte velmi opatrně a precizně. Použití malých kleští nebo pinzety umožňuje vkládání velmi tenkých vodičů s pocínovanými konci, aniž by došlo k jejich ohnutí nebo ulomení. Vyjměte baterii a připojte přihrádku baterie k desce společně s reproduktorem. Uvnitř přihrádky jsou uvedeny symboly pro umístění baterie do správné polohy. Po vložení baterie uslyšíte znovu nepatrné zapraskání v reproduktoru. Vyjměte baterii z přihrádky. Při propojování komponentů používejte výhradně izolované vodiče. Kratší kousky vodičů využijete pro vytváření interních spojů. Zbylý konec vodiče bude na závěr použit jako anténa pro příjem signálu. Pro ustřižení vodičů do požadované délky použijte malé kleště nebo staré nůžky. Na koncích vodičů odstraňte izolaci v délce asi 5 mm. Izolaci odstraníte nejlépe pomocí nože. Dbejte na to, aby nedošlo k narušení povrchu jádra vodiče. Později by pak mohlo dojít k jeho přelomení. Při úpravě vodiče před jeho připojení do desky jej můžete nožem seříznout diagonálně. Tím dosáhnete jeho snazšího vložení do desky spojů. Tento způsob úpravy vodičů se uplatní zejména u kondenzátorů a rezistorů. Spínač vytvořte prostřednictvím 2 vodičů. Každým sepnutím pak bude generován zvuk. Reproduktor poté vložte do reproboxu. Skříň reproboxu pak způsobuje další rezonance a tím i zesílení zvuku.

2 a červený). Po zapojení kondenzátoru dochází k jeho nepřetržitému nabíjení a vybíjení v přesných cyklech. Při každém sepnutí spínače tak může docházet ke generování zvuku. Použijte 2 kratší vodiče pro zajištění připojených vodičů a odlehčení v tahu. Pro vypnutí rádia vždy vyjměte baterii z přihrádky rádia. Tranzistor Tranzistor je součástka, která dokáže zesilovat malé proudy. NPN tranzistor slouží jako reproduktorový zesilovač. Jednotlivé vývody (elektrody) tranzistoru se nazývají emitor (E), báze (B) a kolektor (C). Vývod báze je uprostřed. Emitor je vpravo při pohledu na tranzistor a jeho označení s vývody směrem dolů. V obvodu je báze označována symbolem čárky a emitor symbolem šipky. Zapojení jednotlivých elektrod v obvodu musí být vždy přesně dodrženo. Z vodičů vytvořte spínač mezi bází a kolektorem. Při rozepnutém (vypnutém) spínači neprochází tranzistorem a reproduktorem žádný proud. Proto ani po vložení baterie nedojde ke generování praskavého zvuku. K tomu dojde pouze, pokud spojíte oba vývody prostřednictvím spínače. Upozornění! Bázi můžete propojit pouze s kolektorem, nikdy však přímo s kladným pólem baterie. Integrovaný obvod Jedná se o jednu z nejdůležitějších součástek celého obvodu. V sadě je použit integrovaný obvod (IC) typu TA642. IC má plastový kryt a obdobně jako tranzistor i celkem 3 vývody / elektrody. Při instalaci je znovu nezbytné dodržet přesné zapojení těchto vývodů. Jeho funkce je obdobná jako funkce tranzistoru, jeho vnitřní konstrukce však nahrazuje několik tranzistorů, rezistorů a kondenzátorů najednou. Středová elektroda představuje vstup pro zesilovač. Další rezistor 100 kω (barvy proužků: hnědá, černá, žlutá) zajišťuje vstup průtok malého proudu, obdobně jako báze tranzistoru. Tento proud je možné zesílit a zeslabit podle potřeby a kvality radiového signálu. Tyto změny je možné dobře slyšet na celkovém výstupu reprodukce. Dotkněte se vstupu svým prstem a budete moci slyšet určitý šum, bzučení a další zvuky. Zapínání a vypínání světel ve stejné místnosti pomocí vypínače pak bude možné slyšet v reproduktoru rádia coby praskavý zvuk. Obvod rádia tak tvoří velmi jednoduchý vysokofrekvenční přijímač, který přijímá i takovéto rušivé signály. Proud báze Použijte rezistor 10 kω (barvy proužků: hnědý, černý, oranžový = Ω). Poslední, zlatý proužek představuje toleranci přesnosti 5 %. Rezistor je komponent, který slouží k omezení průchodu proudu obvodem. V našem obvodu bude rezistor propouštět proud o hodnotě 0,1 ma. Tranzistor tento proud zesílí 300 x tedy na hodnotu 30 ma. Následně dojde k použití spínače, který propojuje emitor a bázi tranzistoru. Při rozepnutém spínači neprochází tranzistorem žádný proud. Po sepnutí kontaktu mezi emitorem a bází dojde ke generování zvuku. Kondenzátor Elektrolytický kondenzátor 47 µf (mikro Faradů) zvyšuje frekvenci LF (nízko frekvenční) zesilovače. Kondenzátor sestává ze dvou elektrod, velmi tenkých kovových desek, které vzájemně odděluje izolační vrstva. Pakliže do kondenzátoru přivedeme elektrické napětí, dochází k formaci a polarizaci elektrického pole a uchovávání elektrického náboje. Množství uchovávaného náboje (kapacita) v kondenzátoru se udává v jednotce Farad (F). Náš elektrolytický kondenzátor 47 µf tak má celkem 0, F. Při zapojování elektrolytického kondenzátoru do obvodu musí být vždy zachována správná polarita. Přepólování při zapojení kondenzátoru povede k jeho nevratnému zničení. Záporná elektroda (mínus pól) kondenzátoru je označena bílým proužkem a její vývod je vždy o něco kratší. Schématická značka elektrolytického kondenzátoru jsou dva články vedle sebe s vyznačením polarity. Zapojte do obvodu druhý rezistor 1 kω (barva proužků: hnědý, černý LF Low Pass filtr Do obvodu zapojte keramický, diskový kondenzátor 100 nf (104). Tento kondenzátor není polarizovaný a proto je možné připojit jej libovolně. Tvoří tak LF low-pass filtr a vytváří tak vysokofrekvenční signály (HF) na výstupu přijímače s potlačením signálů do slyšitelného rozsahu (LF) a zachování v tomto rozsahu. Demodulace uvnitř IC přijímače dodává NF signál, který je modulován na HF signál vysílače. Přestože ještě není celé zařízení zdaleka hotové, můžete už zaslechnout příjem rozhlasu a to v případě, že se ve vaší blízkosti nachází silný vysílač. Lidské tělo může samo o sobě sloužit jako anténa přijímače a stejně tak funguje i dlouhý vodič. Umístěte reproduktor do otvorů v krytu rádia. Zvuk se tak bude o mnoho silnější a zřetelnější. Desku spojů později umístíte dovnitř rádia. Dosud však bude z hlediska dalšího sestavování obvodu výhodnější desku ponechat mimo skříňku rádia.

3 Montáž skříňky rádia Veškeré sestavování komponentů a experimentování doposud probíhalo mimo skříňku rádia. V této části už dojde ke vsazení desky spojů s komponenty do skříňky. I další experimentování tak bude moci probíhat velmi snadno vzhledem k tomu, že skříňka rádia je uzavíratelná magnetickým uzávěrem. Vložte do příslušného slotu reproduktor. Vývody reproduktoru umístěte směrem dolů tak, aby vodiče byly vedeny směrem k desce. Ujistěte se o dostatečném upevnění reproduktoru a v případě potřeby můžete pro vylepšení jeho upevnění použít malé množství lepidla nebo hmoty tavící pistole. Cívka přijímače Do obvodu připojte malou cívku 220 µh (mikro Henry, černé pouzdro), která má na svém obvodu tenký měděný drát stočený na feritovém jádře a výstup se dvěma vývody. Drátky cívky jsou zakryty plastovým obalem / izolací. Cívku připojte na vstup přijímače. Tím dojde ke zkratování LF signálu a propouštění pouze HF signálu na výstup a tím i potlačení rušivých signálů. Cívka v obvodu působí jako filtr. Další kondenzátor 100 nf slouží pro spojení a propouštění HF signálů na vstup aniž by došlo k vybíjení vstupního proudu. Znovu se dotkněte svým prstem vývodu cívky, čímž nahradíte anténu přijímače. V té chvíli uslyšíte místní, silnou rozhlasovou stanici o něco výrazněji. Instalujte hřídelku regulačního prvku (ladícího kondenzátoru). Připevněte ji pomocí 2,5 mm šroubků a příslušných podložek. Při otáčení hřídelkou si počínejte obzvlášť opatrně. Použijte proto raději vhodné kleště. Ladící kondenzátor a trimr má rozsah středních vln označený hodnotami 280 pf a FM rozsah označený hodnotami 20 pf. Oba vestavné trimry mají možnost vlastní úpravy ladění v krocích po cca 20 pf. Pro nastavení těchto segmentů proto použijte malý šroubovák. Každý trimr má svou zvláštní hřídelku. Na každé straně regulačního prvku je celkem 5 vývodů včetně uzemnění. Ladící kondenzátor k desce připojte prostřednictvím šroubovacích terminálů. Připojte uzemnění a 2 vývody vpravo (ladící kondenzátor a trimr) vzájemně propojte. Desku s komponenty je přitom nezbytné umístit do správné polohy. Na spodní straně desky se nachází oboustranná lepící páska. Připojte vývody kondenzátoru a šroubovací terminály do správné pozice k desce. Odstraňte ochranou folii oboustranné lepící pásky a připevněte desku s komponenty do příslušné pozice ve skříňce rádia. Oproti předchozímu sestavování a experimentování je poloha desky a komponentů poněkud odlišná. Z prostorových důvodů je baterie v rádiu umístěna vpravo. Vodiče baterie opatřete spojem pro odlehčení v tahu vzhledem k tomu, že přihrádka pro baterii je ve skříňce pouze volně uložena. Vodiče reproduktoru není zapotřebí nijak upevňovat. Reproduktor je pevně instalován ve skřínce rádia. Oscilační obvod Doposud měl přijímač pouze jednoduchý filtr, jehož efekt se projeví pouze v rozsahu středních vln. V této fázi je nezbytné rozdělení jednotlivých frekvencí. Cívka a kondenzátor společně vytvářejí oscilační obvod a tím filtrují signál na rezonanční frekvenci. Ladící kondenzátor 280 pf funguje jako regulátor frekvence. Nejnižší frekvence, která může být v současné době cívkou 220 µh nastavena je v hodnotě okolo 640 khz. Otáčením ladícího prvku směrem vpravo lze dosáhnout frekvence 1600 khz a vyšší. Zbylý vodič použijte jako anténu rádia. Rádio umožňuje příjem vysokého počtu rozhlasových stanic a to zejména ve večerních hodinách.

4 Smyčková anténa Zbývající vodič může mít délku přibližně 180 cm. Z vodiče vytvoříte smyčkovou anténu, která bude delší než běžné teleskopické antény. Anténa je připojena k oscilačnímu obvodu a společně s kondenzátorem tvoří jeho nedílnou součást. Pomalu otáčejte ladícím prvkem, dokud nenaladíte některou rozhlasovou stanici. Stejně tak znovu vyzkoušejte rozsvěcování světel v místnosti. Vzhledem k širokopásmovému přenosu signálu bude každé rozsvícení slyšitelné v reproduktoru patrné jako zapraskání. Zejména ve večerních hodinách je možné přijímat širokou škálu evropských rozhlasových stanic. Smyčková anténa zajišťuje příjem kvalitního signálu a navíc nemá zvýšenou citlivost na rušení příjmu ze strany domácích elektronických zařízení. Anténa poskytuje výrazné vylepšení celkového příjmu. Změnou polohy antény můžete vylepšit příjem konkrétní rozhlasové stanice bez rušivých signálů. Potlačení HF signálu Kondenzátor 100 nf (104) bude sloužit pro vylepšení funkce potlačení rušivých signálů. Zapojte jej do obvodu mezi emitor a kolektor LF tranzistoru. Tím dochází k potlačování zesíleného HF signálu, který může rušit příjem. Díky tomu dochází k příjmu velmi kvalitního signálu. Cívková anténa Sada také zahrnuje 2 cívky s nižší indukčností a to 47 µh (modré pouzdro). Zapojte jednu z těchto cívek do série současného oscilačního obvodu. Celková indukčnost se tak zvýší na přibližně 267 µh a příjem nízkofrekvenčního signálu tak poklesne na cca 580 khz. V té chvíli dochází k využívání oscilačního obvodu. Využití vstupu přijímače povede k menšímu potlačení oscilačního procesu. Tím se zvyšuje napěťová rezonance a selektivita. Proto je možný příjem většího množství rozhlasových stanic ve večerních hodinách.

5 Vylepšení příjmu Druhou cívku 47 µh (modré pouzdro) znovu zapojte do série s oscilačním obvodem. Díky tomu vznikne jedna cívka se dvěma vývody o hodnotě přibližně 314 µh a úprava obvodu na frekvenci 540 khz. Optimální nastavení přijímače spočívá ve vyšším nastavení. Pokud je možný příjem pouze silných stanic, bude dostačující nižší konfigurace. Naopak slabé signály pod hranicí 700 khz jsou na konci oscilačního obvodu nevyužity. Vyzkoušejte různé druhy zapojení oscilačního obvodu. RC filtr Optimální způsob oddělení NF zesilovače a HF úrovně je dosaženo použitím RC filtru (rezistor + kondenzátor). Příslušný rezistor 100 Ω (barvy proužků: hnědá, černá, hnědá) je zařazen do obvodu se zdrojem. Pokud předtím docházelo k jistému rušení příjmu, použitím RC prvků (rezistor 100 Ω a kondenzátor 47 µf) dojde k jeho výraznému vylepšení a odstranění rušivých signálů. Pokud však nezaznamenáte žádný rozdíl v kvalitě příjmu, dojde k poměrně kvalitnímu příjmu signálu i za nízkého stavu baterie. Přerušení vazby Čím citlivější je přijímač, tím vyšší je riziko rušení jinými signály a nežádoucí zpětné vazby z LF zesilovače do vstupu přijímače. Jedna z možností efektu zpětné vazby na vstupu je napájecí napětí. U slabší baterie dochází ke zvýšení vnitřního odporu. To může vést ke generování šumu na pozadí. Nejlepší řešení oddělení těchto dvou složek je použití kondenzátoru s vysokou kapacitou. Zapojte proto elektrolytický kondenzátor 47 µf mezi oba vývody zdroje. Tím dojde k výraznému vylepšení příjmu a odstranění rušivých signálů.

6 Vysoké frekvence Chcete-li přijímat radiové frekvence v horním rozsahu středních vln (nad 1000 khz), je nezbytné snížit indukčnost cívky. Odstraňte proto z obvodu cívku 220 µh a použijte pouze 2 cívky o hodnotě 47 µh se středovým vývodem. Rádio následně umožňuje příjem frekvencí v pásmu nad 4000 khz a dosahu krátkých vln. Především ve večerních hodinách je pak možný příjem stanic v pásmu 75. Volba rozsahu Nastavení citlivosti a rozsahu příjmu je možné dosáhnout různými úpravami obvodu. Vložte rezistor 100 kω na samotný konec oscilačního obvodu společně s kondenzátorem. Rezistor tak provádí útlum oscilace v obvodu. Navíc tím dochází ke zvýšení citlivosti a zesílení příjmu. Vyzkoušejte proto připojení různých vývodů cívek. Zisk a zesílení signálu Do obvodu zapojte cívku 220 µh. Dosáhnete tím možnosti příjmu v celém rozsahu středních vln. Citlivost a kvalita příjmu pak z větší části závisí na velikosti antény. Dalším důležitým faktorem je útlum oscilačního obvodu, který vzniká díky odporu a feritovému jádru cívky. Čím vyšší je ztráta HF energie, tím nižší je hlasitost a možnost příjmu. Přijímač IC obvodu TA7642 však v sobě zahrnuje funkci deaktivace útlumu. To znamená, že část zesíleného HF signálu se vrací zpět do oscilačního obvodu a způsobuje vyrovnávání těchto ztrát. Zisk signálu TA7642 a snižování útlumu je možné nastavit prostřednictvím pracovního proudu v určitém rozsahu. Ke snížení výstupu přijímače pak dochází souběžně se snižováním kapacity baterie. Naopak zesílení je možné dosáhnout použitím malého rezistoru na začátku obvodu. Nahraďte proto rezistor 1 kω za rezistor 820 Ω (barvy proužků: šedá, červená, hnědá). Ještě vyšší zesílení pak lze dosáhnout použitím rezistoru 620 Ω (barva proužků: modrá, červená, hnědá). Upozornění: V případě, že zesílení je příliš vysoké, dojde k oscilaci obvodu a příjem bude výrazně rušen. Odpor obvodu pak musíte znovu zvýšit.

7 Volby a ladění Rádio je nyní kompletní. Nakonec použijte škálu frekvenčního rozsahu. Umístěte proto potisk na rádiu velmi přesně. 55 představuje 550 khz, 160 znamená rozsah 1600 khz. Vyhledejte dobře známou stanici na konci pásmového rozsahu a podle této pozice nastavte co nejpřesněji označení na regulačním prvku. Pásmový rozsah na obou koncích by měl být zcela vpravo a vlevo v horizontální úrovni. Pokud ladění frekvence neodpovídá skutečnosti, můžete používat regulační prvek bez označení pásma a provádět vlastní libovolné ladění. Přepólováním malých cívek o hodnotě 47 µh dochází ke změně indukčnosti v rozmezí několika procent. Další citlivé nastavování obvodu představuje změna vzájemné vzdálenosti obou cívek. Indukčnost oscilačního obvodu a příjem signálu závisí vždy také na samotné velikosti a poloze smyčkové antény. Recyklace Elektronické a elektrické produkty nesmějí být vhazovány do domovních odpadů. Likvidujte odpad na konci doby životnosti výrobku přiměřeně podle platných zákonných předpisů. Šetřete životní prostředí! Přispějte tak k jeho ochraně! Překlad tohoto návodu zajistila společnost Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. Všechna práva vyhrazena. Jakékoliv druhy kopií tohoto návodu, jako např. fotokopie, jsou předmětem souhlasu společnosti Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. Návod k použití odpovídá technickému stavu při tisku! Změny vyhrazeny! Copyright Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. REI/10/2015