NÁVOD KE KONSTRUKCI A K OBSLUZE Stavebnice rádia VKV (mono) Obj. č.: 19 98 26 Zkrácený český návod Vyrobte si sami malé rádio VKV. Realizaci můžete provést pomocí speciálního integrovaného obvodu a s několika dalšími součástkami. O dostatečnou hlasitost poslechu se postará koncový zesilovač s výkonem 1 W a impedancí 4 Ω. Jednotlivé stanice v pásmu 87,5 až 108 MHz naladíte pomocí otočného potenciometru. Napájení: Destičková baterie 9 V nebo vhodný síťový adaptér či jiný stejnosměrný zdroj napětí. Odběr proudu: cca 20 ma. Rozměry: 73 x 54 mm.
Obsah Strana 1. PROVOZNÍ PODMÍNKY A BEZPEČNOSTNÍ PŘEDPISY (KRÁCENO)... 3 2. ÚČEL POUŽITÍ STAVEBNICE RÁDIA VKV... 3 3. POPIS VÝROBKU... 3 4. POPIS ZAPOJENÍ... 4 5. TECHNICKÉ ÚDAJE... 5 6. DŮLEŽITÁ UPOZORNĚNÍ (KRÁCENO)... 5 7. PŘIPOMÍNKY K SESTAVENÍ ZAPOJENÍ (KRÁCENO)... 5 8. POZNÁMKY K PÁJENÍ SOUČÁSTEK (KRÁCENO)... 6 9. OSÁZENÍ A ZAPÁJENÍ SOUČÁSTEK DO DESKY S TIŠTĚNÝMI SPOJI... 7 9.1. ODPORY (REZISTORY)... 7 9.2. DIODY... 7 9.3. KONDENZÁTORY... 8 9.4. PATICE PRO INTEGROVANÉ OBVODY... 9 9.5. TRANZISTOR... 9 9.6. PÁJECÍ KOLÍKY (VÝVODY)... 9 9.7. OTOČNÉ POTENCIOMETRY... 10 9.8. CÍVKA... 10 9.9. KLIP PRO PŘIPOJENÍ DESTIČKOVÉ BATERIE 9 V... 10 9.10. INTEGROVANÉ OBVODY (IO, IC = INTEGRATED CIRCUIT)... 11 10. SCHÉMA ZAPOJENÍ... 12 11. PLÁN OSÁZENÍ DESKY SOUČÁSTKAMI)... 13 12. KONTROLA / PŘIPOJENÍ / UVEDENÍ DO PROVOZU (KRÁCENO)... 14 12.1. VIZUÁLNÍ KONTROLA... 14 12.2. PRVNÍ OTESTOVÁNÍ FUNKCE PŘIJÍMAČE A UVEDENÍ DO PROVOZU... 14 13. VYŘAZENÍ (LIKVIDACE) PŘÍSTROJE... 14 2
1. Provozní podmínky a bezpečnostní předpisy (kráceno) Vzniknou-li škody nedodržením tohoto návodu k obsluze, zanikne nárok na záruku! Neručíme za následné škody, které by z toho vyplynuly. Neodpovídáme za věcné škody, úrazy osob, které byly způsobeny neodborným zacházením nebo nedodržováním bezpečnostních předpisů. Tuto stavebnici lze napájet pouze předepsaným stejnosměrným napětím 9 V Buďte zvláště opatrní při střídavých napětích větších než 25 V (AC) nebo stejnosměrných větších než 35 V (DC). Při dotyku vodičů již s těmito napětími můžete utrpět životu nebezpečný úraz elektrickým proudem. Za provozu může být přístroj v libovolné poloze. Spolehlivá funkce přístroje je zaručena při okolní teplotě 0 C až + 40 C a toto rozmezí teplot nesmí být překračováno. Přístroj používejte pouze v suchých a uzavřených prostorách. Přístroj nepoužívejte v blízkosti květinových váz, koupelnových van a umyvadel. Zařízení dále nevystavujte přílišné vzdušné vlhkosti, chraňte jej před stříkající vodou a před působením vysokého tepla v blízkosti topných těles. Dojde-li ke kondenzaci vodních par, vyčkejte alespoň 2 hodiny, než přístroj zapnete. Jednotlivé součástky nebo díly stavebnice nepatří do dětských rukou. V průmyslových zařízeních je nutno dodržovat předpisy úrazové zábrany, které se týkají elektrických zařízení a provozních prostředků. Ve školách, v učňovských zařízeních a amatérských dílnách by mělo být kontrolováno zacházení s měřícími přístroji odpovědným odborným personálem. Nepoužívejte přístroj v prostorách s nepříznivými okolními podmínkami, ve kterých se nacházejí nebo kde by se mohly vyskytovat hořlavé plyny, výpary nebo prach. K opravě přístroje používejte pouze originální součástky a náhradní díly. Vnikne-li do přístroje voda nebo jiná kapalina, nechte opravit přístroj kvalifikovaným odborníkem 2. Účel použití stavebnice rádia VKV Příjem rozhlasového vysílání v pásmu velmi krátkých vln 87,5 až 108 MHz, jakož i pro měřící nebo zkušební účely v laboratořích. Jiný způsob používání rádia, než bylo uvedeno výše, není přípustný a mohl by způsobit jeho poškození nebo zničení. 3. Popis výrobku Jedná se o stavebnici malého rádia VKV se speciálním integrovaným obvodem a několika dalšími součástkami. Stavebnice je vybavena spínačem (potlačením zvuku a šumu MUTE ), kterým můžete při ladění stanic potlačit nepříjemný šum. Dále je na desce s plošnými spoji umístěna tónová clona. Dostatečnou hlasitost zajišťuje koncový zesilovač s výkonem 1 W. Ladění stanic se provádí pomocí otočného potenciometru. 3
4. Popis zapojení Hlavní součástí stavebnice je integrovaný obvod (IO. IC) TDA 7000, který vykonává (až na několik pasivních součástek) téměř veškeré funkce přijímače v pásmu FM (vstupní zesilovač, oscilátor, směšovač, mezifrekvenční zesilovač, demodulátor a nízkofrekvenční předzesilovač). Dostatečnou hlasitost poslechu zajišťuje koncový zesilovač s výstupním výkonem 1 W, který je osazen integrovaným obvodem TDA 7052. Přes externí pásmový filtr (pásmová propust), který tvoří kondenzátory C4, C5 a na plošných spojích tištěná cívka L2, se dostává anténní signál na vysokofrekvenční vstup IO TDA 7000 (vývody neboli piny 13 a 14). Tato pásmová propust potlačuje signály mimo rozsah velmi krátkých vln a provádí tím zajištění přijímače proti rušivým signálům. Tento pásmový filtr je dimenzován na celou šířku pásma, takže odpadá nutnost použití kompenzace. IO TDA 7000 nejprve zesílí vstupní signál. Pak je tento signál přiveden do interního směšovače, kde se směšuje se signálem oscilátoru. Součástky, které určují kmitočet tohoto oscilátoru, tvoří cívka L1, kondenzátor C16 a dioda D2. D2 je kapacitní dioda (varikap), jejíž kapacita závisí na existujícím napětí. Aby bylo možné naladit přijímač na požadovaný kmitočet (frekvenci), přivádí se na varikap D2 odpovídající napětí přes odpor (rezistor) R4. Protože již změny napětí řádově několika desítek milivoltů vedou ke změnám kmitočtu řádově více než 100 khz, musí být ladící napětí velmi zvláště stabilní. Přitom se nesmí projevit ani změny napětí napájecí baterie (nebo jiného napájecího zdroje). Z tohoto důvodu je referenční napětí stabilizováno Zenerovou diodou D1. Tranzistor T1 jako zdroj konstantního proudu napájí Zenerovu diodu D1 konstantním proudem. Aby bylo možné ladit přijímač v pásmu VKV (87,5 až 108 MHz), vyžaduje kapacitní dioda (varikap) napětí v rozmezí cca 5,1 až 7,6 V. Jemné doladění tohoto pásma lze provést otáčením feritového jádra cívky L1. Rozsah ladění je omezen pomocí odporů (rezistorů) R1 a R3. Kondenzátory C12, C13, C1, C2 a C3 jsou použity pro filtr, mezifrekvenční zesilovač a pro omezovač kmitočtu. Kondenzátor C6 slouží jako neutralizační člen a brání vzniku oscilací. Kmitočet mezifrekvence určuje kondenzátor C8. Demodulátor pracuje na takzvaném korelačním principu. Přitom dochází k fázovému posuvu originálního mezifrekvenčního signálu pomocí kondenzátoru C9. Kolerátor (komparátor) porovná navzájem oba signály. Jsou-li oba signály šumové, nepozná korelátor žádný rozdíl = žádný výstupní signál. To znamená, že neuslyšíte nic bez zachycení signálu příjmu (vysílače). Šum neuslyšíte ani při přelaďování vysílačů. Zachytí-li přijímač pouze velmi slabý signál, bude mít v tomto případě kolerátor jisté potíže (z reproduktoru uslyšíte chrastění). Abychom tomuto jevu zabránili (aby nebylo slyšet mezi laděním jednotlivých vysílačů šum), použili jsme za tímto účelem dále popsaný trik. V IO TDA 7000 je zabudován generátor šumu, který zůstane potlačen na výstupu, jestliže korelátor nerozezná žádný využitelný signál. Generátor šumu můžete odpojit spínačem S1. Přes kondenzátor C18, který je zapojen na vývod (pin) číslo 13 lze nastavit sílu šumového signálu. Bez zapojené kapacity k vývodu 3 se na výstup nedostane prakticky žádný šum. 4
Vývod (pin) 2 představuje nízkofrekvenční výstup integrovaného obvodu TDA 7000. K tomuto výstupu lze již připojit sluchátka. Dříve než se dostane nízkofrekvenční signál k integrovanému obvodu nízkofrekvenčního zesilovače, byl do zapojení vložen ještě jednoduchý regulátor barvy a výšky zvuku (tónu). Připojení kondenzátoru C22 způsobí potlačení výšek, které zlepší značně kvalitu poslechu zvláště u slabých vysílačů. K regulaci hlasitosti poslechu slouží otočný potenciometr P2. Nejvyšší výkon nízkofrekvenčního zesilovače činí 1 W. Na výstup můžete připojit reproduktor s impedancí mezi 4 až 8 Ω. Aby integrovaný obvod IC2 neovlivňoval jiná zapojení, byly použity v zapojení kondenzátor C22 a rezistor R6. Dodatečnou filtraci zprostředkovává poněkud skrytě zapojený kondenzátor C11 5. Technické údaje Napájení: 9 V = Odběr proudu: Cca 20 ma Výstupní výkon: 1 W / 4 Ω Frekvenční rozsah: 87,5 108 MHz Citlivost: 1 µv Rozměry: 73 x 54 mm 6. Důležitá upozornění (kráceno) Dříve než přikročíte k osazování desky s tištěnými spoji a k pájení součástek, přečte si znovu celý tento návod od začátku až do konce. Pájení a zapojení vývodů a propojení provádějte absolutně čistě, nepoužívejte žádnou cínovou pájku obsahující kyseliny, pájecí pastu, pájecí tuk a podobně. Použijete-li k připájení součástek výše uvedené složení cínové pájky, neprovedeme Vám žádné případné opravy. Zkontrolujte, zda nedošlo při pájení ke studeným spojům. Studené spoje znamenají vždy náročné hledání závad v zapojení. Před osazováním integrovaných obvodů (pájením jejich patic) se seznamte se základním zacházením s elektronickými součástkami. 7. Připomínky k sestavení zapojení (kráceno) Při osazovaní desky s plošnými spoji součástkami kontrolujte každý Váš jednotlivý krok, každé místo pájení zkontrolujte raději dvakrát, dříve než budete dále pokračovat. Dodržujte tento návod ke konstrukci a k obsluze! Při sestavování nespěchejte! Delší čas vynaložený na správné zapojení se Vám jistě vyplatí než náročné a zdlouhavé hledání závad. Dejte pozor na označení hodnot kondenzátorů, např. n 10 = 100 pf (nikoliv 10 nf). Vývody integrovaných obvodů musejí být všechny zasunuty do příslušných patic (žádný z vývodů nesmí být při osazování ohnut). K tomu stačí pouhé lehké zatlačení IO do příslušné patice. 5
K pájení používejte pouze cínovou pájku pro elektronické součástky s následujícím označením SN 60 Pb (60 % cínu a 40 % olova). Tento trubičkový cín je vyplněn kalafunou, která slouží jako tavidlo, které chrání místo pájení při práci před oxidací. Jiné pájky (pájecí pasty, tuky, atd.) nepoužívejte. 8. Poznámky k pájení součástek (kráceno) K pájení používejte pouze výše uvedenou cínovou pájku a malou páječku (případně elektronickou mikropáječku) s příkonem max. 30 W. Pájecí hrot musí být dokonale očištěn (zbaven opalků, nesmí být zoxidován). Pájení provádějte krátce a najednou (delší pájení by mohlo poškodit pájené součástky) nebo tištěné měděné spoje. K pájení používejte jen tolik cínu, kolik je třeba. Po provedeném pájení nepohybujte minimálně 5 sekund deskou ani připájenou součástkou. Pájecí plochy musejí být naprosto čisté. Po zapájení odstřihněte vyčnívající vývody kleštěmi na štípání drátu. Při pájení polovodičů, LED a IO nesmí překročit doba trvání pájení 5 sekund. Dejte pozor na správnou polaritu diod a elektrolytických kondenzátorů. Po osázení desky s plošnými spoji součástkami (před jejich pájením) proveďte ještě jednou vizuální kontrolu správnosti osazení. 6
9. Osázení a zapájení součástek do desky s tištěnými spoji 9.1. Odpory (rezistory) Nejdříve ohněte vývody rezistorů podle roztečí příslušných otvorů v desce s tištěnými spoji do pravého úhlu (viz plánek osazení). Aby rezistory při otočení desky před pájením nevypadly, ohněte jejich vývody v úhlu cca 45 od sebe na druhé (pájecí) straně desky. Poté vývody zapájejte a vyčnívající (přečnívající) drátky odstřihněte. V této stavebnici jsou použity rezistory s uhlíkovou vrstvou s tolerancí 5 % (označení zlatým proužkem). Odpory jsou označeny celkem 4 barevnými proužky (kroužky), které představují jejich hodnoty (3 barevné proužky) a poslední proužek toleranci. Podržte rezistory tak, aby zlatý proužek (označení tolerance) byl na jejich pravé straně. Podle vlevo se nacházejících barevných proužků proveďte jejich roztřídění podle hodnot a označení (R1 až R8). V následující tabulce uvádíme přehled všech použitých rezistorů. Označení a hodnota Barevné označení hodnoty (proužky zleva doprava) R1 = 10 k (10 kω) hnědý černý oranžový R2 = 12 k (12 kω) hnědý červený oranžový R3 = 5 k 6 (5,6 kω) zelený modrý červený R4 = 33 k (33 kω) [10 kω] oranžový oranžový oranžový R5 = 22 k (22 kω) [5,6 kω] červený červený oranžový R6 = 150 R (150 Ω) hnědý zelený hnědý R7 = 2 k 2 (2,2 kω) červený červený červený R8 = 33 k (33 kω) oranžový oranžový oranžový 9.2. Diody Nejdříve ohněte vývody diod podle roztečí příslušných otvorů v desce s tištěnými spoji do pravého úhlu (viz plánek osazení). Dejte pozor při osazování na jejich správnou polaritu (viz proužek označující katodu diody). Aby diody při otočení desky před pájením nevypadly, ohněte jejich vyčnívající vývody v úhlu cca 45 od sebe na druhé (pájecí) straně desky. Poté vývody zapájejte (pájejte pouze krátkou dobu). D1 = DB 105 = DB 205 = DB 405: kapacitní dioda (varikap) D2 = ZPD 3 V 6 = 3,6 V: Zenerova dioda 7
9.3. Kondenzátory Nejdříve prostrčte vývody kondenzátorů do odpovídajících otvorů v desce s tištěnými spoji (viz plánek osazení). Jejich vývody na druhé straně desky trochu od sebe ohněte. Při osazování elektrolytických kondenzátorů (zkratka elko) dodržte správnou polaritu jejich vývodů (+ a -) Poté vývody zapájejte a vyčnívající (přečnívající) drátky odstřihněte. Pozor! Podle typu a výrobce elektrolytických kondenzátorů bývá polarita vývodů těchto kondenzátorů různě označena. Směrodatné na těchto kondenzátorech je označení polarity (+ a -) uvedené výrobcem. Označení a hodnota C1 = 330 pf n 33 331 keramický kondenzátor C2 = 3,3 nf 3 n 3 332 keramický kondenzátor C3 = 150 pf n 15 151 keramický kondenzátor C4 = 39 pf keramický kondenzátor C5 = 47 pf keramický kondenzátor C6 = 0,1 µf 100 nf 104 keramický kondenzátor C7 = 2,2 nf 2 n 2 222 keramický kondenzátor C8 = 330 pf n 33 331 keramický kondenzátor C9 = 220 pf n 22 221 keramický kondenzátor C10 = 10 nf 10000 pf 103 keramický kondenzátor C11 = 470 µf elektrolytický kondenzátor C12 = 3,3 nf 3 n 3 332 keramický kondenzátor C13 = 180 pf n 18 181 keramický kondenzátor C14 = 10 nf 10000 pf 103 keramický kondenzátor C15 odpadá C16 = 3,3 nf 3 n 3 332 keramický kondenzátor C17 = 10 nf 10000 pf 103 keramický kondenzátor C18 = 22 nf 223 keramický kondenzátor C19 = 0,15 µf 150 nf 154 fóliový kondenzátor C20 = 1,8 nf 1 n 8 = 182 nebo 1,5 nf = 1 n 5 = 152 C21 = 0,22 µf 220 nf 224 keramický kondenzátor C22 = 10 nf 10000 pf = 10 ns 103 keramický kondenzátor C23 = 1 nf 1000 pf = 1 n 0 102 keramický kondenzátor C11 = 220 µf elektrolytický kondenzátor C25 = 0,10 µf 100 nf 104 fóliový kondenzátor 8
9.4. Patice pro integrované obvody Zastrčte vývody příslušných patic do příslušných otvorů na desce s tištěnými spoji. Pozor! Dejte při osazování pozor na vrub (výřez) nebo na jiné označení patic pro integrované obvody na jejich přední straně. Toto označení (vývod neboli pin 1) je určeno pro IO, který později do patice zasunete. Patice musíte zastrčit do otvorů na desce s tištěnými spoji takovým způsobem, aby toto označení souhlasilo s potiskem na desce s tištěnými spoji. Aby patice při otočení desky (při pájení) nevypadly, ohněte trochu dva šikmo protilehlé vývody patic a poté připájejte všechny vývody. 1 patice s 8 vývody (piny) 1 patice s 18 vývody (piny) 9.5. Tranzistor Zastrčte vývody tranzistoru podle označení (potisku) do příslušných otvorů na desce s tištěnými spoji. Dejte prosím pozor na polohu jednotlivých vývodů. Obrysy tranzistoru musejí souhlasit s potiskem na desce stištěnými spoji. Vývody tranzistoru nesmíte v žádném případě zkřížit. Tranzistor musí zůstat vzdálen od desky s tištěnými spoji cca 5 mm. Vývody pájejte velice krátkou dobu, aby nedošlo k přehřátí tranzistoru. T1 = BF 256 A, B nebo C Pohled ze spodu 9.6. Pájecí kolíky (vývody) Pájecí kolíky zatlačte do příslušných otvorů na desce s plošnými spoji pomocí plochých kleští (kombinaček). Poté pájecí kolíky připájejte. 7 ks pájecích kolíků 9
9.7. Otočné potenciometry Zasuňte vývody obou potenciometrů (P1 = SENDER = ladění, P2 = LAUST = regulace hlasitosti poslechu) do příslušných otvorů v zapojení a připájejte je. P1 = 100 k lin (100 kω, lineární) = potisk na desce s plošnými spoji 100 k P2 = 100 k log (100 kω, logaritmický) = potisk na desce s plošnými spoji 100 kb 9.8. Cívka Zasuňte vývody cívky L1 do příslušných otvorů v zapojení. Vývod začátku vinutí cívky (vývod prvního dolního závitu) zasuňte do otvoru směrem k diodě D1 a druhý vývod (horní závit) směrem ke katodě diody D2. Pozor! Cívka je již naladěna, feritovým jádrem byste neměli otáčet. Pokud bude ovšem frekvenční rozsah VKV mimo ladící rozsah otočného potenciometru P1, pak můžete provést korekci tohoto rozsahu otočením feritového jádra cívky. V tomto případě zasuňte opatrně do šestihranného otvoru feritového jádra zápalku a otáčejte jádrem vpravo nebo vlevo tak dlouho, dokud nenaladíte požadovaný frekvenční rozsah. L1 = cívka E526 9.9. Klip pro připojení destičkové baterie 9 V Vodiče kabelu klipu zastrčte do příslušných otvorů na desce s plošnými spoji. Červený kabel zastrčte do otvoru, který je označen +, černý kabel zastrčte do otvoru, který je označen -, a tyto odizolované vodiče připájejte na pájecí straně desky 1 bateriový klip Budete-li chtít použít externí vypínač, pak jej zapojte do obvodu červeného kabelu. 10
9.10. Integrované obvody (IO, IC = integrated circuit) Nakonec zastrčte do příslušných připájených patic příslušné integrované obvody správným způsobem podle označení jednotlivých vývodů (pinů). Pozor! Integrované obvody jsou velice citlivé proti přepólování! Dejte prosím pozor na příslušné označení IO (vrub, výřez či tečka), Integrované obvody lze vyměňovat nebo osazovat do patic pouze u zapojení bez napětí! IC1 (IO1) = TDA 7000 = přijímač VKV (vrub nebo tečka musí směřovat k C19 ) IC2 (IO2) = TDA 7052 = NF-zesilovač 1 W (vrub nebo tečka musí směřovat k C23 ) 11
10. Schéma zapojení Pozor! R4 = 10 kω; R5 = 5,6 k Ω 12
11. Plán osázení desky součástkami) 13
12. Kontrola / připojení / uvedení do provozu (kráceno) 12.1. Vizuální kontrola Po osázení desky a připájení součástek proveďte vizuální kontrolu zapojení bez připojeného napájení. Jedná se o kontrolu správného osazení (nejsou-li součástky uvolněny), kontrolu správné polarity příslušných součástek, osazení desky správnými hodnotami rezistorů a kondenzátorů, správné osazení diod a integrovaných obvodů. Dále zkontrolujte, zda jste neprovedli při pájení přemostění jednotlivých propojení na pájecí straně desky s plošnými spoji. Tyto zkraty by mohly poškodit nebo zničit jednotlivé součástky. Tyto zkraty by mohly též způsobit odstřihnuté nebo ohnuté vývody součástek. Případné zjištěné závady odstraňte. 12.2. První otestování funkce přijímače a uvedení do provozu Tento přijímač lze napájet pouze stabilizovaným stejnosměrným napětím 9 V (destičková baterie, akumulátor, stabilizovaný síťový napájecí zdroj). K napájení nepoužívejte v žádném případě nabíječky akumulátorů nebo napájecí trafa dětských hraček (např. pro modely železnic). Při použití síťového adaptéru je nutné bezpodmínečně dodržet příslušné bezpečnostní předpisy a normy ohledně elektrických zařízení. 1. K pájecím kolíkům, které jsou označeny symbolem reproduktoru (LS), připojte vhodný reproduktor. 2. K pájecímu kolíku, který je označen symbolem antény, připojte izolovaný kabel (izolované lanko) o délce cca 1 m. 3. Oba potenciometry (regulátor hlasitosti a ladění) P2 a P1 nastavte přibližně do střední polohy. 4. K bateriovému klipu připojte správnou polaritou destičkovou baterii 9 V (můžete použít i akumulátor nebo síťový stabilizovaný adaptér 9 V). 5. Po připojení napájení se musí ozvat z reproduktoru slabý šum nebo případně vysílač. 6. Pomocí potenciometru P1 nalaďte nějaký vysílač (ladění provádějte velice pomalým otáčením potenciometru). 7. Nepodaří-li se Vám naladit žádný vysílač, předčete si celý návod znovu a proveďte všechny výše uvedené kontroly a odstraňte objevené závady. 8. Bude-li vše v pořádku, zabudujte stavebnici do vhodné krabičky, opatřete potenciometry vhodnými knoflíky (například se stupnicí). 13. Vyřazení (likvidace) přístroje Pokud stavebnice po připojení napájení nebude fungovat, neexistuje-li již žádná možnost její opravy, musí být přístroj vyřazen (znehodnocen) podle platných zákonných předpisů. 14