Конструктор для сборки радиоприемника

Обновлено: 05.05.2024

Набор для пайки предназначен для самостоятельной сборки FM радиоприемника своими руками, который предназначен для приема радиопередач в УКВ (ФМ) вещательном диапазоне 88. 108МГц. . В конструкции этого УКВ ЧМ радиоприемника с АПЧ и ИТН (автоподстройкой частоты и индикатором точной настройки) не используется ни единой микросхемы. Приёмник специально построен полностью на транзисторах, а значит вы не только соберете укв радиоприемник с отличной чувствительностью и качественным усилителем НЧ, но и подробно изучите узлы, из которых состоит любой радиоприемник и принципы их работы. Приемник оснащен индикатором точной настройки, чтобы прием радиостанций был наиболее чистым и качественным. Настройка на радиостанцию осуществляется многооборотным подстроечным резистором. Для такого резистора вполне можно придумать ручку, которую можно вывести на переднюю панель самодельного корпуса радиоприемника. Приемник прост в эксплуатации, обладает хорошей чувствительностью и высоким качеством звучания.

Несмотря на сложность устройства набор собирается на одном дыхании, всего за один вечер. Результатом увлекательной сборки, помимо приобретения хорошего опыта пайки электронных компонентов, является отличный радиоприемник собранный своими руками. В процессе изучения схемы приёмника и её сборки можно получить представление о применении транзисторов и их работе, познакомиться с основами электроники, приобрести опыт пайки и чтения схем.

Приёмник собирается на односторонней печатной плате. Для удобства сборки печатная плата покрыта маской с обозначением элементов. Маркировка стойкая, не стирается и легко читаемая. С набором для пайки поставляется подробная инструкция, где достаточно подробно описывается процесс сборки и настройки.

Возрастное ограничение 14+.

Стоимость и варианты доставки будут рассчитаны в корзине

Возрастное ограничение 14+.

Технические характеристики

Напряжение питания, В	9
Потребляемый ток в режиме молчания, мА	18
Принимаемый диапазон частот, МГц	88. 108
Чувствительность по входу, мкВ	20
Выходная мощность, мВт	250
Габариты печатной платы, мм	113x45
Габариты модуля, мм	113x45х20
Вес с упаковкой, г	250

Инструкции

Дополнительная информация

NM0703 представляет собой набор для сборки радиоприемника с АПЧ и ИТН. Предназначен для приема радиопередач в УКВ (FM) вещательном диапазоне 88. 108МГц. Набор для самостоятельной сборки позволяет собрать радиоприемник полностью на транзисторах, чтобы можно было при необходимости подробно разобрать принцип работы каждого узла супергетеродинного приемника. Настройка на радиостанцию осуществляется многооборотным подстроечным резистором. Для такого резистора вполне можно придумать ручку, которую и вывести на переднюю панель корпуса радиоприемника.

При правильной сборке устройство начинает работать сразу и не требует настройки. Перед установкой всех резисторов рекомендуем проверять их номинал с помощью мультиметра.

Меня зовут Михаил Матвеев, и я хотел бы представить Вашему вниманию проект современного «радиоконструктора», основанного на МК Atmega328 и чипе RDA5807M.

Предыстория

Я думаю, многие из вас не только слышали, но и непосредственно сталкивались с такой платформой, как Arduino. И как показывает моя личная статистика, очень немногие заходят дальше, чем поморгать светодиодами. Когда я познакомился с Arduino в первый раз, меня останавливало то, что не было идей, как именно я бы мог использовать все возможности того же UNO на «полную катушку». Хватило только на сборку простенького робота на двух колёсах и сигнализации. Вместе с тем, хотелось сделать что-то более основательное.

Тогда я вспомнил о своем детстве, в котором были так называемые «радиоконструкторы». Суровый советский DIY Kit, который при правильной сборке и грамотной пайке даже начинал работать, и ловил радиостанции в различных диапазонах: Юность, Электрон-М и другие.

Ни один из таких Kit'ов мне не достался, зато достался ЭКОН-1:

Основной «фишкой» этого конструктора было то, что с его помощью можно было быстро и просто собрать большое количество различных устройств, от простых «пищалок» до вполне полноценного радиоприемника.
ЭКОН-1 — одна из многих причин, по которой я вообще оказался в сфере IT. И мне пришло в голову, что было бы неплохо создать современную версию подобного конструктора, чтобы все желающие могли получить удовольствие от только что собранного своими руками девайса.

Прототип на монтажной плате

Мой друг, талантливый инженер Константин Томаревский, поддержал идею, и мы начали думать о том, как сделать первый прототип.

Идея была в том, чтобы создать FM приемник, которым можно было бы управлять через МК.
Первый прототип был собран на монтажке, и стало понятно, что это работает :)

Для самой первой версии были выбраны следующие компоненты:

1. МК Atmega328P-PU
2. RDA5807M
3. Дисплей Nokia 5110

Такой микроконтроллер используется в Arduino UNO, соответственно, наше устройство совместимо с UNO на аппаратном уровне.

RDA5807M — «сердце» нашего конструктора. Этот тюнер имеет следующие возможности:

— Технология КМОП
— Монолитный корпус, не требует внешних компонентов (почти)
— Полоса частот: 50-115 МГц
— Шаг между каналами – от 200 до 25 кГц
— RDS/RBDS
— АЦП и встроенный синтезатор частот
— Адаптивное подавление шума
— Цифровой интерфейс (I2C)
— Уровень сигнала (RSSI)
— Усилитель
— Регулировка громкости звука

Дисплей Nokia — черно-белый, 84х48 пикселей. Он очень прост в подключении и управлении.

После пайки на монтажной плате получилось как-то так:

Было решено использовать Bootloader от Arduino, это позволило сохранить совместимость со всеми многочисленными библиотеками и существенно снизить порог вхождения для тех, кто уже имел какой-либо опыт работы с платформой.
Интерфейс взаимодействия с пользователем реализован следующим образом. Три кнопки, подключенные к аналоговому входу МК через резисторы, используются для переключения режимов и управления приемником. Еще одна кнопка служит для перезагрузки МК. Экран, соответственно, отображает информацию о громкости, станции и т.д.

ЛУТ, фоторезист и отладка

После успешных испытаний на монтажной плате мы решили создать ещё несколько прототипов методом ЛУТ (а в дальнейшем — фоторезистом). Также мы решили усовершенствовать приемник, добавив туда ещё один усилитель звука для подключения не только наушников, но и внешнего динамика. Выбор пал на PAM8403, это простой и недорогой усилитель, который требует питания 5В.

Первый прототип, изготовленный методом ЛУТ, выглядел следующим образом:

ЛУТ — хорошая штука для относительно быстрого прототипирования в домашних условиях, но когда дело доходит до двухсторонних плат, начинаются сложности. Количество компонентов на плате увеличивалось — например, мы решили разместить на плате разъем для программатора, чтобы не было необходимости каждый раз извлекать МК для перепрошивки. Так, последующий прототип стал двухсторонним, был изготовлен методом фоторезиста и стал выглядеть намного приятнее:

Следующим шагом был отказ от «навесных» компонентов, которые мы размещали на плате при помощи однорядных PINов. Так, было принято заменить усилитель на LM386N, установить преобразователь уровней CD4050BE. Всё это усложнило конструкцию, но устройство стало выглядеть намного лучше.

Итоговый прототип, изготовленный нами в домашних условиях, выглядел так:

Заказ печатных плат

В Китае можно заказать печатные платы, выполненные промышленным способом. Стоимость выходит относительно небольшой даже при малых тиражах, а время ожидания (включая доставку) как правило не превышает 2-3 недель.

Первую «партию» плат заказали на PCBWay. Так она выглядела:

Одна из проблем, с которой мы по неопытности столкнулись: металлизация «съедает» значительную часть размера самого отверстия, поэтому некоторые компоненты с трудом «влезали» в нужные отверстия. При проектировании схемы необходимо учитывать этот момент.

По результатам тестирования мы ещё немного доработали конструкцию, добавив несколько конденсаторов для более стабильной работы устройства. Собрали ещё один прототип:

Разъём USB используется для питания приёмника. Питание также подаётся при подключении программатора.

Прошивка

Текущие возможности прошивки включат в себя:

— Ручную и автоматическую настройку станций
— RDS
— Управление громкостью
— Включение режима усиленных басов
— Включение и отключение подсветки дисплея
— Отображение и динамическая визуализация уровня сигнала

В следующей, четвёртой по счёту ревизии, мы сделаем ещё несколько полезных «фишек»: подключим левый и правый каналы к аналоговым входам на МК, что позволить «визуализировать» поступающий аудиосигнал.

Кстати, возможности устройства не ограничиваются радио! Никто не мешает, например, написать какую-нибудь игру (интереса ради я сделал старый добрый Arkanoid) или другую программу, использующую возможности платы.

Production

Разработка устройства от идеи до реализации заняла около 6 месяцев, что, с практически полным отсутствием опыта в данной области, не так уж и плохо.

На данный момент у нас есть около 10 полностью собранных комплектов, которые включают в себя всё необходимое для сборки своего собственного устройства:

— МК Atmega328P-PU
— Преобразователь уровня CD4050BE
— Дисплей Nokia 5110
— Приемник RDA5807M
— Программатор USBasp
— Операционный усилитель LM386N
— Разъемы под МК и программатор
— USB B, Audio Jack 3.5, три кнопки, провода, однорядные коннекторы
— 11 резисторов и 12 конденсаторов, 4 индуктивности, кварц, стабилитрон и светодиод
— Динамик
— Печатная плата

Для сборки понадобится припой, флюс и паяльник, больше ничего не нужно.
Все комплектующие упакованы в небольшую коробку из «крафтового» картона:

Исходники прошивки уже выложены на Github; Gerber-файл, принципиальная схема и инструкция по сборке будут также опубликованы позднее.

У меня есть очень любопытный радиоконструктор. Он был выпущен в 1977 году и стоил в ту пору 10 рублей. Из этого конструктора можно собрать 35 конструкций, причём, без пайки. В качестве элемента питания используется батарейка типа «Крона».

Конструктор c неизменным успехом был испытан на детях поколений X, Y и Z. В причине этого успеха мы попробуем разобраться дальше.

Аппаратная часть

В основе конструкции лежит кассета, куда устанавливаются в определённом порядке «электронные кубики» – модули с четырьмя контактами по сторонам.

В корпусе кассеты находится конденсатор переменной ёмкости, переменный резистор в качестве регулятора громкости и батарейный отсек с подключенным к нему параллельно электролитическим конденсатором. Сразу скажу, что все электролитические конденсаторы в конструкторе я заменил на новые, а регулятор громкости – на менее изношенный.

Модули содержат перемычки или радиодетали: транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы. Есть модуль с ферритовой магнитной антенной, есть модуль с головным телефоном (наушником), и есть модуль с примитивным телеграфным ключом.

Ниже показан вид сверху и вид снизу модулей с транзисторами, диодами, резисторами и конденсаторами.

Транзисторы используются германиевые p-n-p. Тип транзисторов ГТ309. Диоды тоже германиевые — Д9. Резисторы используются МЛТ-0,25. Конденсаторы — К10-7.

Методика

В плане методики конструктор просто идеален. Сначала даётся монтажная схема устройства. Затем идёт описание назначения устройства, и только затем схема электрическая принципиальная.

Подача материала — классическая. Сначала даются схемы усилителей звуковой частоты (ЗЧ). Затем даются схемы радиоприёмников. И только потом — схемы генераторов. Причём даются не только схемы генераторов ЗЧ, но и схемы генераторов радиочастоты (РЧ)

Порог вхождения – минимальный. Собрал устройство по монтажной схеме, оно заработало. Не заработало, проверил правильность сборки. Опять не заработало, заменил батарейку.

Уже потом, если это интересно, можно попробовать разобраться в схеме. Правда, схемы нарисованы немного не по канонам журнала «Радио», но они несложные, на десяток компонентов.

Конструкции усилителей

В качестве первой конструкции усилителя даётся «классическая» схема каскада на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Затем идёт схема каскада ОЭ на составном транзисторе (схема Дарлингтона), указывается, что усиление такого каскада выше.

Потом даётся пример усилителя с эмиттерным повторителем (схема ОК). В описании говорится, что у схемы ОК высокое входное сопротивление и коэффициент усиления меньше единицы. Соответственно, схема усилителя с высоким входным сопротивлением даётся двухкаскадной: в качестве первого каскада используется эмиттерный повторитель, а в качестве второго каскада используется схема ОЭ.

Каскад усилителя по схеме с общей базой (ОБ) рассматривается на примере усилителя с низким входным сопротивлением. Интересной особенностью схемы является то, что смещение на базе транзистора задаётся падением напряжения на двух последовательно включенных германиевых диодах.

Среди схем усилителей в описании радиоконструктора моим фаворитом, несомненно, является конструкция усилителя ЗЧ со стабилизацией:

Усилитель двухкаскадный с непосредственной связью между каскадами. За счёт отрицательной обратной связи (ООС) обеспечивается стабилизация режима работы усилителя.

До появления недорогих и качественных операционных усилителей подобные схемы успешно применялись в приёмниках прямого преобразования, т.к. имели коэффициент усиления от 1000 до 3000. Схемы усилителей с непосредственной связью и ООС на трёх транзисторах уже имели коэффициент усиления от 10000 до 30000.

В собранном виде конструкция усилителя выглядит так:

Конструкции радиоприёмников

Самое поразительное, что конструкции классического детекторного приёмника здесь нет. Но не всё так просто: она есть, но в качестве детектора там используется единственный в схеме транзистор.

Всё дело в напряжении смещения на базе транзистора. В приведённой схеме номинал резистора в цепи базы 4,3 МОм. С таким смещением на базе транзистор работает детектором. В усилительных каскадах номинал такого резистора — 1 МОм и меньше.

Ниже приведена схема приёмника «1-V-0», где левый по схеме транзистор работает как усилитель РЧ, а правый — как детектор:

Далее в разделе есть конструкции с разными экзотическими схемами. Например, схема рефлексного приёмника, когда один и тот же каскад используется и для усиления РЧ, и для усиления ЗЧ. Или приёмник с апериодическим входом, когда колебательный контур находится не на входе первого каскада, а на его выходе. Или приёмник с эмиттерным повторителем (ОК) в первом каскаде, что даёт повышение добротности входного колебательного контура.

После экспериментов со схемами приёмников все дети обычно останавливались на схеме «1-V-1». Подобное обозначение имеют схемы радиоприёмников с одним каскадом усилителя РЧ, детектором и одним каскадом усилителя ЗЧ.

«В центре композиции» находится детектор на диодах, собранный по схеме удвоителя напряжения. Величина прямого падения напряжения на германиевых диодах — порядка 0,3 В. Чтобы обеспечить работу детектора, амплитуда сигнала радиостанции должна быть больше этого значения. Для этого сигнал радиостанции, выделенный на настроенном в резонанс входном колебательном контуре усиливается каскадом ОЭ на левом по схеме транзисторе. Выделенный детектором сигнал ЗЧ усиливается каскадом ОЭ на правом по схеме транзисторе.

На внешнюю антенну такой приёмник принимает в диапазоне СВ несколько радиостанций.

Фотография собранной конструкции радиоприёмника по схеме «1-V-1»:

Конструкции генераторов

На долю детей поколения X хватило радиовещания на диапазонах ДВ и СВ. Дети поколения Y радиовещание на ДВ уже не застали. Детям поколения Z не досталось ни одной достаточно мощной для приёма на «детектор» местной радиостанции в диапазоне ДВ или СВ.

Зато дети всех поколений любят «постучать ключом».

На базе конструктора можно собрать генераторы трёх типов. Сначала даётся схема генератора, полученная из усилителя со стабилизацией путем замыкания входа (левый по схеме вывод конденсатора 0,01 мкФ) на выход (коллектор правого по схеме транзистора):

Затем даётся пример со схемой практически симметричного мультивибратора, сделанного, как и положено, на базе двухкаскадного усилителя по схеме ОЭ:

С такими схемами можно потренироваться работать на ключе, тем более, что азбука Морзе есть в приложении.

Третий тип генераторов — генераторы с индуктивной обратной связью на одном транзисторе. Они генерируют на только сигналы ЗЧ, но и сигналы РЧ. А с такой аппаратурой уже можно выйти в эфир.

Морзянка

Самая моя любимая конструкция, как водится, последняя в списке. Это конструкция №35 «Морзянка». Диапазон длинных волн (ДВ) для радиовещания не используется уже давно, но в этом диапазоне радиоприёмник может принять сигнал «Морзянки». Правда, сигнал очень слаб, принять его можно на расстоянии 1-2 метра, но и это вызывает дикий восторг у юных радиолюбителей. Проверено на детях поколений X, Y и Z.

Внешне «Морзянка» выглядит так:

Схема её очень проста, частота генерации задаётся настройками колебательного контура, положительная обратная связь осуществляется через катушку связи магнитной антенны. Телеграфный ключ включен после электролитических конденсаторов в цепи питания для предотвращения эффекта «чириканья» (CHIRP).

Видео работы «Морзянки» в эфире:

Секрет успеха «Электронных кубиков»

Модульный конструктор «Электронные кубики» был разработан и выпускался ВНИИ «Электронстандарт».

Мой конструктор для этого института был не первым. У него был предшественник: в №11 журнала «Радио» за 1969 год была статья о подобном радиоконструкторе, выпущенном в Ленинграде. Хотя конструктор из публикации и был изготовлен в 1977 году, состав комплектующих характерен для конца 60-х.

Через пару лет, в 1979 году, ВНИИ «Электростандарт» выпустит МРК-2: «Электронные кубики» на кремниевых транзисторах. Затем последуют «ЭКОН-1» и «ЭКОН-2». У них уже своя армия поклонников.

Данных о ВНИИ «Электронстандарт» очень мало. Вот что удалось найти в описании здания института:

… в 1966 г. ПКБ-170 было преобразовано в Научно-исследовательский институт нормализации и испытаний электронной техники (НИИНИЭТ), который в 1971 г. получил статус Всесоюзного научно-исследовательского института «Электронстандарт». С 1971 г. институт является головным в Комитете оборонных отраслей промышленности по стандартизации, метрологии, надежности, радиационной стойкости электронных приборов, а также по разработке контрольно-измерительного и испытательного оборудования.

Серьёзные люди, настоящие профессионалы, очень серьёзно отнеслись к разработке детского радиоконструктора. Они подобрали правильные схемы и дали их в правильной последовательности.

Итогом их разработки стало устройство, с помощью которого любой усидчивый ребёнок собирал работающий радиоприёмник за пять минут. Кому-то хватало работающей конструкции, кто-то шёл дальше и пытался собрать из кубиков что-то своё.

Никого из моих знакомых этот радиоконструктор не оставлял равнодушным. Он был сделан увлечёнными людьми для увлечённых людей.

Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

быстрый просмотр

Ребенок интересуется, как работает то или иное устройство? Или, может быть, вы покупаете уже третью клавиатуру, потому что предыдущие были нещадно разобраны на детали? Наш блогер Кирилл Симчич считает, что это повод порадоваться: человеку искренне интересна электроника. Самое время поддержать его в этом начинании.

Электроника не стоит на месте: эта область развивается бурными темпами, молодеет, возрастной порог вхождения в профессию с каждым годом снижается. Но вместе с этим растут и требования к претендентам на вакансии: все они теперь должны обладать экспертными знаниями в предметной области, а также иметь обширный технический бэкграунд. Поэтому, если у ребенка есть интерес, начинать погружаться в мир электроники лучше как можно раньше.

Даже если ваш ребенок не свяжет свою жизнь с разработкой, это может стать отличным хобби, развить абстрактное мышление, логику. Самое важное в этом деле — не отпугнуть человека сложными терминами и скучными учебниками. Наоборот, необходимо пробудить в ребенке интерес, вовлечь его в процесс. Но как это сделать?

Как это было раньше

Практически каждый советский школьник ходил в радиокружок, учился паять, собирал радиоприемники. В узком смысле, радиолюбитель — это человек, который занимается сеансами радиосвязи, используя специальное оборудование. Но этот термин также применим к сообществу людей, объединенных страстью к созданию своих радиоэлектронных приборов и устройств, ремонтом аппаратуры, и желанием понять, как она работает.

В советские времена существовало великое множество радиокружков. Были популярны журналы вроде «Юного техника», «Радио» (которые, кстати, выпускаются до сих пор). Существовали и наборы для начинающих радиолюбителей, позволяющие применить знания на практике.

Советский радиоконструктор «Электронные кубики» позволял собрать радиоприемник, не используя паяльник, растворы для травления плат и т. д.

Радиодетали в те времена можно было раздобыть, разобрав другие приборы, а поход на свалку был сродни путешествию, где можно достать нерабочие девайсы, пустить их на детали, и собрать заветный усилитель, приемник или цветомузыку.

Сейчас радиоприемник или усилитесь можно купить в любом магазине электроники или заказать его из Китая за смешные деньги. Но интереснее (и полезнее) собрать девайс своими руками.

А что сейчас

Не все, но многие современные школьники (да и дошкольники) тоже не менее страстно увлекаются электроникой. Помочь им в этом может не только интернет, но и целая масса обучающих наборов и книг, которые не только расскажут, но и покажут, как обращаться с радиодеталями. Начинать стоит, конечно же с азов — изучения того, как работает электричество, и какие вообще существуют радиодетали.

1. Знакомимся с азами

2. Практикуемся

«Микроник» и «Позитроник» — наборы, которые помогут заинтересовать ребенка сборкой интересных схем различных пищалок, мигалок, без углубления в сложные принципы работы. Они скорее наглядно покажут, как компоненты взаимодействуют на практике.

«Знаток» — огромный сборник электронных схем, собирающихся при помощи удобных деталей, закрепляемых на специальном поле. Здесь также нет объяснения принципов работы схем, однако данный набор может на долгое время занять ребенка, и пробудить в нем искренний интерес к электронике.

3. Проводим опыты

Чарльз Платт написал легендарную книгу «Электроника для начинающих», которая построена не на изучении скучной теории, а на занимательных опытах, в ходе которых предстоит поставить эксперименты своими руками: собрать батарейку, сжечь светодиод и даже попробовать электричество на вкус!

По этой книге также выпущено большое количество наборов, один из них выпускается компанией «Амперка».

Более углубленное погружение в принципы работы электронных схем можно увидеть в наборах фирмы «МастерКит». А большая линейка обучающих материалов «Азбука электронщика» позволит начать с основ и постепенно переходить к более сложным вещам.

4. Подключаем программирование

Параллельно с изучением электронных компонентов и электричества можно изучать программирование. Без него сейчас не обходится практически ни одно современное устройство.

«Какие-то мужики из Москвы приехали». Кто и зачем учит подростков из деревень делать сайты

Для начала можно познакомить ребенка с визуальными языками программирования, такими как XOD, Scratch, они позволяет буквально «собрать» свою программу из графических блоков, без написания кода. На такое направление направлены наборы «Тетра» и «Планета XOD». Следующим уровнем может быть изучение таких контроллеров, как Arduino.

Идеология Arduino построена на быстром создании макетов своих устройств, можно делать это при помощи специальной макетной платы без пайки, или готовых модулей — миниатюрных плат, на которые уже напаяны электронные компоненты, остается лишь соединить их проводами, и написать программу.

Arduino NANO и Arduino UNO — прекрасный выбор для начинающего программиста микроконтроллеров. Наборы для изучения Arduino есть у «МастерКит», Амперки, и многих других производителей.

5. Учимся паять

Дети старшего возраста могут подружиться и с паяльником, для этого также существует масса радиоконструкторов. В их состав входит печатная плата устройства, и набор деталей. Остается лишь запаять все компоненты на свои места, и наблюдать работающее устройство. Такие радиоконструкторы можно найти у «МастерКит» в составе «Азбуки электронщика» или же купить в магазинах радиодеталей, заказать из Китая. Но надо учитывать, что китайские наборы не всегда могут порадовать подробной инструкцией и, возможно, придется разбираться с конструктором самим.

Но какой бы красочной не была книга, каким бы дорогим не был обучающий набор, он не сможет по-настоящему заинтересовать ребенка без вашей поддержки. Изучайте вместе, пробуйте разные эксперименты на практике, записывайте ребенка в кружки и секции, и тогда он точно станет настоящим профессионалом.

Вы находитесь в разделе «Блоги». Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.

Читайте также: