Pengantar dan Motivasi
Tujuan dari Instructable ini adalah untuk menunjukkan bagaimana merancang dan membangun sirkuit resonator yang memungkinkan kita menyetel frekuensi radio AM yang diberikan. Kami juga akan membahas secara singkat bagaimana frekuensi radio ditransmisikan dan bagaimana modulasi amplitudo (AM) bekerja.
Peralatan dan Bahan
Di bawah ini tercantum bahan-bahan yang diperlukan untuk membangun dan menguji sirkuit ini.
- Papan tempat memotong roti
- Osiloskop
- Fungsi Generator
- Sumber Daya listrik
- Kapasitor variabel
- Induktor - batang dan koil; bisa dibuat dengan tangan
- Antena radio AM (opsional)
- Batang baja
- Kabel, kabel magnetik
- Radio komersial - untuk pengujian
Kiat sebelum memulai:
Gunakan radio komersial (yang Anda tahu sudah berfungsi) untuk menguji ruang kerja Anda untuk memastikan Anda dapat mengambil sinyal radio AM. Beberapa bangunan terisolasi AM dan akan memblokir sinyal AM bahkan untuk radio komersial. Anda juga mungkin ingin mencatat stasiun radio mana yang tampaknya paling kuat di lokasi Anda jika Anda menginginkan peluang terbaik untuk mengambil sesuatu.
Persediaan:
Langkah 1: Merancang Resonator
Merancang Resonator
Resonator adalah filter bandpass yang menyaring frekuensi di luar beberapa rentang yang berpusat pada frekuensi resonansi yang khas. Filter bandpass terdiri dari induktor dan kapasitor secara paralel. Frekuensi resonansi (dalam Hertz) filter akan
dimana L. adalah induktansi dari induktor di Henries dan C adalah kapasitansi kapasitor dalam Farad. (Untuk informasi lebih lanjut tentang rangkaian filter, lihat ini).
Frekuensi sinyal radio AM berkisar dari sekitar 500 kHz hingga sekitar 1600 kHz. Idealnya, untuk dapat mengakses rentang frekuensi AM yang luas ini, Anda akan memerlukan kapasitor variabel dengan rentang yang cukup luas untuk memberikan frekuensi resonansi sekitar 500 kHz pada kapasitansi terbesar dan frekuensi sekitar 1600 kHz pada kapasitansi terendah untuk suatu induktansi L. . Kapasitor variabel lebih sulit didapat daripada induktor, jadi mungkin paling praktis untuk menemukan kapasitor variabel yang layak terlebih dahulu dan kemudian membuat induktor dari induktansi yang sesuai.
Penting: Ingatlah bahwa elemen apa pun di sirkuit Anda mungkin akan menyumbang beberapa induktansi atau kapasitansi, sehingga perhitungan Anda tidak akan sempurna. Dianjurkan untuk mencoba mencakup rentang frekuensi yang lebih luas dari yang diperlukan, untuk memungkinkan adanya margin of error.
Jika Anda memilih untuk menggunakan antena AM eksternal, itu akan memberikan kontribusi induktansi yang signifikan untuk rangkaian resonator Anda. Pertimbangkan untuk menempatkan antena Anda secara paralel dengan induktor khusus Anda jika Anda lebih suka berbuat salah di samping memiliki induktansi yang lebih kecil dan secara seri dengan induktor Anda jika Anda lebih suka memiliki induktansi yang lebih besar. Perhatikan bahwa menggunakan antena eksternal tidak diperlukan, karena induktor batang dan koil akan bertindak sebagai antena. Jika Anda tidak menggunakan antena eksternal, Anda harus memastikan memiliki induktor batang dan koil.
Jika Anda dapat mengukur induktansi antena Anda, perhatikan bahwa induktor secara seri tambahkan sebagai
dan induktor secara paralel tambahkan sebagai
Langkah 2: Membuat Induktor
Membuat Induktor
Membuat induktor sendiri dapat sesederhana membungkus kawat di sekitar batang. Namun, penting untuk menghitung jumlah lilitan kawat yang diperlukan mengingat lebar kawat dan batang Anda, bahan batang Anda, dan induktansi yang Anda inginkan. Situs web ini berguna untuk menghitung induktansi kumparan kawat yang diberikan jari-jari kawat dan batang, permeabilitas relatif dari bahan batang, dan jumlah putaran kawat dalam kumparan. Permeabilitas relatif dari bahan batang Anda cukup sederhana untuk dilihat. Nilai umum permeabilitas relatif dapat berkisar dari sekitar 1 untuk udara, kayu, dan aluminium hingga 100 untuk baja dan hingga sekitar 640 untuk ferit.
Meskipun membuat gelung dengan belokan yang lebih sedikit tampaknya menggoda untuk menghemat pekerjaan Anda, sadari bahwa memiliki belitan yang lebih banyak pada gulungan Anda memungkinkan margin kesalahan yang jauh lebih besar.
Langkah 3: Mensimulasikan Stasiun Radio
Mensimulasikan Stasiun Radio
Karena sangat sulit untuk mengetahui secara tepat induktansi dan kapasitansi dari rangkaian resonator Anda, akan sangat membantu untuk menyetel resonator Anda ke sinyal yang sangat jelas dan kuat dari frekuensi yang diketahui. Untungnya, ini tidak sulit dilakukan dengan generator fungsi, dan ini akan memungkinkan Anda untuk mengontrol frekuensi stasiun radio simulasi Anda sendiri!
Pertama, Anda harus melilitkan beberapa lilitan kawat di sekitar batang baja. Jumlah putaran kawat atau ukuran batang dan kawat seharusnya tidak menjadi masalah untuk ini, karena tujuan dari kumparan ini adalah hanya untuk menghasilkan medan magnet yang akan diambil oleh antena Anda (baik batang dan kumparan induktor yang dibuat di langkah sebelumnya atau antena eksternal, jika Anda menggunakannya). Sambungkan ujung koil ke output generator fungsi Anda, dan atur output generator fungsi menjadi frekuensi stasiun radio yang ingin Anda coba angkat. Tegangan yang bervariasi waktu dari generator fungsi akan menyebabkan arus yang bervariasi waktu untuk berjalan melalui kumparan kawat, yang pada gilirannya akan menghasilkan medan magnet yang bervariasi waktu. Medan magnet ini akan diambil oleh antena Anda dan diinterpretasikan seperti frekuensi radio.
Langkah 4: Menyetel ke Stasiun Radio Simulasi
Menyetel ke Stasiun Radio Simulasi
Sekarang setelah Anda membuat stasiun radio sendiri, letakkan gelung dekat dengan antena Anda untuk memastikan bahwa sinyal Anda akan kuat dan jelas. Lihatlah output resonator Anda pada osiloskop. Sinyal dari koil Anda harus cukup jelas, tetapi cobalah menyesuaikan kapasitansi kapasitor variabel Anda untuk melihat apakah Anda dapat melihat perbedaan. Setelah Anda yakin bahwa yang Anda lihat adalah sinyal dari stasiun radio yang disimulasikan, sesuaikan kapasitor variabel hingga sinyal yang Anda lihat nampak maksimal. Konfigurasi itu harus menjadi kapasitansi ideal untuk mengambil sinyal radio dari frekuensi yang ditetapkan oleh generator fungsi.
Langkah 5: Menyetel ke Sinyal AM Nyata
Menyetel ke Sinyal AM Nyata
Setelah Anda menemukan konfigurasi yang ingin Anda gunakan untuk mengambil frekuensi yang Anda inginkan, matikan generator fungsi. Resonator Anda harus diatur untuk mengambil sinyal radio dari frekuensi itu, tetapi Anda mungkin masih ingin melakukan sedikit penyesuaian dengan kapasitor Anda untuk memastikan Anda mengambil frekuensi radio sebaik mungkin.
Perhatikan bahwa sinyal yang Anda ambil bukanlah sinyal audio, yaitu, Anda tidak dapat membawa output ini ke speaker dan berharap untuk mendengar siaran radio. Sinyal radio AM dimodulasi amplitudo, sehingga sinyal audio dimodulasi melalui gelombang pembawa (lihat ilustrasi di bawah).
Pada layar osiloskop, sinyal termodulasi amplitudo mungkin terlihat seperti ini:
Untuk mendapatkan sinyal audio, perlu membuat demodulator untuk mendemodulasi sinyal AM, tetapi itu adalah topik untuk hari lain.
