Ασύρματο μικρόφωνο - Μικροπομπός

mini_bug_fm_2
mini_bug_fm_2mini_bug_fm_1mini_bug_fm_3
4 5 2 Product



Η κατασκευή ενός ασύρματου μικροφώνου είναι άκρως διασκεδαστική! Εδώ παρουσιάζουμε ένα πολύ απλό κύκλωμα ασύρματου μικροφώνου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μικροπομπός παρακολουθήσεων. Η εμβέλεια του μικροπομπού είναι γύρω στα 150m και θα σας επιτρέπει να "κατασκοπεύετε" συνομιλίες από γειτονικούς χώρους. Το κύκλωμα μπορεί να συναρμολογηθεί εύκολα σε ένα μικρό κομμάτι διάτρητης πλακέτας γενικής χρήσης.  

 

Το ασύρματο μικρόφωνο - Μικροπομπός
Το ασύρματο μικρόφωνο - Μικροπομπός

 

Το κύκλωμα του ασύρματου μικροφώνου

Η "καρδιά" του κυκλώματος είναι ένας ταλαντωτής ραδιοφωνικών συχνοτήτων (RF). Ο ταλαντωτής έχει σχεδιαστεί για να μπορεί να συντονιστεί σε οποιαδήποτε συχνότητα μεταξύ 87,5 -108MHz, που είναι η γνωστή μπάντα των FM. Με μικρές μετατροπές, ο ταλαντωτής μπορεί να συντονιστεί και εκτός της μπάντας των FM, σε συχνότητες χαμηλότερες από 87,5 MHz ή υψηλότερες από 108 MHz. Επομένως, αν διαθέτετε ένα δέκτη που μπορεί να λάβει "εκτός" μπάντας, ή αν έχετε τροποποιήσει κάποιον κοινό δέκτη έτσι ώστε να μπορεί να λαμβάνει εκτός της εμπορικής μπάντας των FM, θα μπορείτε να "κατασκοπεύετε" συνομιλίες με διακριτικότητα, χωρίς να μπορούν εύκολα οι άλλοι να τις ακούσουν μη διαθέτοντας τον κατάλληλο δέκτη.

Ο ταλαντωτής βασίζεται στο τρανζίστορ T2 και είναι τοπολογίας Colpitts. Χρησιμοποιεί ένα παράλληλο κύκλωμα συντονισμού τύπου LC (πηνίο - πυκνωτής), από το οποίο γίνεται η επιλογή της συχνότητας εκπομπής. Το συντονιζόμενο κύκλωμα LC περιέχει τα στοιχεία L1 και C3 που είναι ένα μικρό πηνίο και ένας πυκνωτής, αντίστοιχα.

Το ηλεκτρονικό σχέδιο του μικροπομπού
Το ηλεκτρονικό σχέδιο του μικροπομπού

Για τη "σύλληψη" του ήχου χρησιμοποιούμε ένα μικροσκοπικό μικρόφωνο τύπου πυκνωτή (κάψα μικροφώνου δύο επαφών). Η έξοδος από το μικρόφωνο, οδηγείται σε έναν ενισχυτή ήχου που βασίζεται στο τρανζίστορ T1. Το κύκλωμα του ενισχυτή είναι ένα κλασσικό κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού (CE) με τρανζίστορ, που χρησιμοποιεί αυτο-πόλωση. Ο πυκνωτής C1 χρησιμοποιείται για να απομονώνει την τάση τροφοδοσίας του μικροφώνου (που παρέχεται μέσω της R1) από την DC τάση πόλωσης στη βάση του T1. Είναι δηλαδή ένας πυκνωτής σύζευξης, που αφήνει το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) να περάσει και μπλοκάρει το συνεχές (DC).

Το ενισχυμένο σήμα ήχου εμφανίζεται στο συλλέκτη του T1 και οδηγείται μέσω της R3 στη βάση του T2 χωρίς πυκνωτή σύζευξης. Το σήμα του ήχου επηρεάζει την τάση πόλωσης και επομένως και τη χωρητικότητα της επαφής βάσης - εκπομπού του T2 και αυτό συμβαίνει διότι η χωρητικότητα μίας επαφής PN εξαρτάται από την τάση πόλωσής της. Η μεταβολή της χωρητικότητας  της επαφής βάσης - εκπομπού του T2 επηρεάζει με τη σειρά της τη συχνότητα εκπομπής του ταλαντωτή και έτσι επιτυγχάνουμε διαμόρφωση κατά συχνότητα (FM) και το σήμα του πομπού μπορεί εύκολα να αποδιαμορφωθεί από έναν τυπικό δέκτη FM. Στην πραγματικότητα, με τη μεταβολή της τάσης πόλωσης στη βάση του T2, επιτυγχάνεται ταυτόχρονα και διαμόρφωση τύπου πλάτους (AM). Αυτή όμως αγνοείται από τα κυκλώματα του δέκτη FM. 

Ο ταλαντωτής Colpitts είναι ένας τυπικός συντονιζόμενος ταλαντωτής ανάδρασης. Το T2 λειτουργεί ουσιαστικά σαν ενισχυτής και το συντονιζόμενο κύκλωμα παρέχει θετική ανάδραση (ανατροφοδότηση) στην είσοδο του ενισχυτή για να τον μεταστρέψει σε ταλαντωτή. Η ανάδραση παρέχεται μέσω του C4. Το σήμα ανάδρασης αναγκάζει το ρεύμα βάσης-εκπομπού του τρανζίστορ να μεταβάλλεται με την ίδια συχνότητα με αυτή του ρεύματος στο κύκλωμα παράλληλου συντονισμού. Αυτό το σήμα υψηλής συχνότητας, οδηγείται στην κεραία και παράγει ένα μεταβαλλόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας κατά μήκος της. Tο υψίσυχνο ρεύμα της κεραίας δημιουργεί με τη σειρά του ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που παράγει το ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Ο πυκνωτής C5 χρησιμοποιείται για τη "χαλαρή" σύζευξη της κεραίας με το υπόλοιπο κύκλωμα και ελαχιστοποιεί την επίδραση της κεραίας στο κύκλωμα συντονισμού, προκειμένου να μην επηρεάζετε εύκολα η συχνότητα εκπομπής ακόμη και αν κάποιος ακουμπήσει την κεραία ή αν αυτή βρεθεί κοντά σε αγώγιμα αντικείμενα.

Η κατασκευή του μικροπομπού

Το κύκλωμα μπορεί να συναρμολογηθεί εύκολα σε ένα μικρό κομμάτι διάτρητης πλακέτας γενικής χρήσης σύμφωνα με τις οδηγίες που παρέχονται στην παρακάτω εικόνα. Οι διάτρητες πλακέτες γενικής χρήσης είναι ευρέως διαδεδομένες στο εμπόριο και μπορείτε εύκολα να τις βρείτε σε οποιοδήποτε κατάστημα εμπορίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Αυτές οι πλακέτες διαθέτουν στην μία τους όψη ένα πλέγμα από μικρά κουτάκια χαλκού. Κάθε κουτάκι διαθέτει μία οπή και σε αυτές τις οπές διέρχονται οι ακροδέκτες των εξαρτημάτων και κολλιούνται στο χαλκό. Στη συνέχεια, με μικρά σύρματα ή με σκέτη κόλληση (καλάι), τα κουτάκια του χαλκού ενώνονται μεταξύ τους και έτσι σχηματίζεται το κύκλωμα.

Προκειμένου λοιπόν να σας διευκολύνουμε στη συναρμολόγηση, στην παρακάτω εικόνα δείχνουμε τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να τοποθετηθούν τα εξαρτήματά του μικροπομπού σε ένα μικρό κομμάτι διάτρητης πλακέτας γενικής χρήσης και ταυτόχρονα δείχνουμε τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να συνδεθούν τα γειτονικά "κουτάκια" για να υλοποιηθεί το κύκλωμα. 

Η συναρμολόγηση του μικροπομπού
Η συναρμολόγηση του μικροπομπού

Εκτός από την εικόνα που επιδεικνύει τον τρόπο συναρμολόγησης, παραθέτουμε και μία ακόμη εικόνα που παρουσιάζει μόνο τις συνδέσεις.  Και στις δύο εικόνες έχουμε μία κάτοψη που αντιστοιχεί σε θέαση της πλακέτας από επάνω προς τα κάτω και λέγοντας απάνω εννοούμε την αντίθετη πλευρά από αυτή του χαλκού (δηλαδή τα κουτάκια βρίσκονται στην κάτω όψη της πλακέτας). Για εποπτικούς λόγους, όλα τα κουτάκια είναι αριθμημένα βάσει συστήματος συντεταγμένων. 

Οι συνδέσεις στην πλακέτα
Οι συνδέσεις στην πλακέτα

 

For T1 and T2, we use the BC337-25
Τα T1 και T2, είναι τύπου BC337-25


Όλες οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούμε στο κύκλωμα είναι τύπου ¼ watt και έχουν ανοχή 5% - μπορούν βέβαια να χρησιμοποιηθούν και αντιστάσεις μικρότερης ανοχής. Όλοι οι πυκνωτές που χρησιμοποιούμε είναι κοινοί κεραμικοί πυκνωτές μικρού μεγέθους  και χαμηλής τάσης.

Η τροφοδοσία του κυκλώματος παρέχεται από μία μπαταρία των 9V μέσω ενός κατάλληλου κλιπ για μπαταρίες των 9V. Οι συγκεκριμένες  μπαταρίες είναι ευρέως γνωστές και κυκλοφορούν στο εμπόριο με τις σημάνσεις NEDA 1604, IEC 6F22 ή "Ever Ready" τύπου PP3 (zinc-carbon) ή MN1604 6LR61 (alkaline).


Πως φτιάχνουμε το πηνίο

Το πηνίο που χρησιμοποιούμε στην κατασκευή είναι ένα μικρό ελικοειδές πηνίο με αυτεπαγωγή γύρω στα 70 nΗ. Το πηνίο θα πρέπει να το κατασκευάσετε μόνοι σας από σύρμα πηνίων (σύρμα περιελίξεων). Αποτελείται από τέσσερις (4) σπείρες που θα πρέπει να τυλίξετε γύρω από ένα τρυπανάκι των 6mm. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε σύρμα πηνίων τύπου AWG 19 (δηλαδή σύρμα διατομής περίπου 1mm). Όταν τυλίγετε το πηνίο, προσπαθήστε να τυλίξετε τις σπείρες όσο το δυνατό πιο πυκνά μεταξύ τους. Εναλλακτικά, μπορείτε να τις τυλίξετε αρχικά "χαλαρά" και στη συνέχεια να συμπιέσετε τις σπείρες για να "έρθουν" πιο κοντά μεταξύ τους. Το σύρμα περιέλιξης είναι επικαλυμμένο με ένα λεπτό μονωτικό στρώμα ρητίνης που το μονώνει και αποτρέπει τυχόν βραχυκύκλωμα μεταξύ γειτονικών σπειρών. Επομένως, για να κολλήσετε τα άκρα του πηνίου στην πλακέτα, θα πρέπει να αφαιρέσετε τη μόνωση από τα άκρα με απόξεση.   

Πως τυλίγουμε το πηνίο
Πως τυλίγουμε το πηνίο (4 σπείρες σύρματος AWG 19 σε "τρυπανάκι" 6mm)

 

Το ελικοειδές πηνίο των 70μH
Το ελικοειδές πηνίο των 70nH 


Κατασκευή της κεραίας

Η κεραία μπορεί να φτιαχτεί από το ίδιο σύρμα με αυτό του πηνίου. Στο πρωτότυπο χρησιμοποιήσαμε ένα κομμάτι σύρματος AWG 19 μήκους 40 εκατοστών (cm) και το τυλίξαμε γύρω από ένα τρυπανάκι των 6mm για να μειώσουμε τον όγκο της κεραίας.  

Με το σύρμα δηλαδή φτιάξαμε μία ελικοειδή κεραία πλευρικού ρυθμού εκπομπής που έχει εξαιρετικό μικρό μέγεθος, όπως ακριβώς πρέπει για έναν μικροπομπό - κατάσκοπο. Φυσικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και άλλου είδους κεραίες όπως δίπολο, μονόπολο λ/4 ή άλλες, με τις οποίες μάλιστα θα μπορέσετε να αυξήσετε κατά πολύ την εμβέλεια (έως και 1Km) αλλά δυστυχώς λόγω του μεγέθους τους δεν θα είναι πλέον διακριτικές για τον μικροπομπό - κατάσκοπο. 

 

Συντονισμός του μικροπομπού 

Αφού φτιάξετε το ασύρματο μικρόφωνο, στη συνέχεια θα πρέπει να το συντονίσετε. Για το σκοπό αυτό θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν κοινό δέκτη FM. Καλό θα είναι ο δέκτης να τοποθετηθεί μακριά από τον πομπό (περισσότερο από 5m) ή αν είναι δυνατό σε κάποιο άλλο δωμάτιο προκειμένου να αποφύγετε τους λεγόμενους "μικροφωνισμούς" (σφύριγμα λόγω αυτοταλάντωσης). Η καλύτερη μέθοδος βέβαια για να αποφύγετε τους "μικροφωνισμούς" είναι να χρησιμοποιήσετε ακουστικά (δέκτη με ακουστικά). Αν χρησιμοποιήσετε δέκτη με ακουστικά, δεν τίθεται πλέον το ζήτημα της απομάκρυνσης του δέκτη και μπορείτε να ακούτε δίπλα ή κοντά στον πομπό χωρίς κανένα πρόβλημα.

Ο συντονισμός μπορεί να γίνει ευκολότερα αν τοποθετήσετε το ασύρματο μικρόφωνο κοντά σε μία χαρακτηριστική πηγή ήχου όπως για παράδειγμα δίπλα σε μία τηλεόραση, σε ανθρώπους που συζητούν, σε ένα ρολόι που κάνει τικ-τακ ή κάτι άλλο. Έχετε όμως υπόψη ότι το ασύρματο μικρόφωνο είναι εξαιρετικά ευαίσθητο και μπορεί να λαμβάνει ήχο από όλες τις πηγές που βρίσκονται μέσα σε ένα δωμάτιο.

Αφού τοποθετήσετε τον πομπό κοντά σε πηγές χαρακτηριστικού ήχου, συνδέστε τη μπαταρία στο κλιπ και προσπαθήστε να λάβετε το σήμα του πομπού σε συχνότητες γύρω στους 102-106 MHz. Κάπου σε αυτές τις συχνότητες θα λάβετε το σήμα. Αν τώρα επιθυμείτε να αλλάξετε τη συχνότητα εκπομπής, μπορείτε εύκολα να το κάνετε αν πιέσετε μεταξύ τους τις σπείρες του πηνίου (για να έρθουν πιο κοντά η μία στην άλλη) ή αν απομακρύνετε μεταξύ τους τις σπείρες. Φέρνοντας τις σπείρες πιο κοντά την μία στην άλλη, αυξάνει η αυτεπαγωγή του πηνίου και μειώνεται η συχνότητα εκπομπής (μικραίνει). Το αντίθετο συμβαίνει "αραιώνοντας" τις σπείρες. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε την κεντρική συχνότητα εκπομπής ή να αλλάξετε την περιοχή συντονισμού αλλάζοντας την τιμή του C3. Χρησιμοποιήστε μικρότερο πυκνωτή για να αυξήσετε τη συχνότητα ή την περιοχή συντονισμού και μεγαλύτερο για το αντίθετο. 

Το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με μπαταρία των 9V. Ωστόσο, μπορεί να λειτουργήσει και με τάσεις από 6 έως 15V. Έτσι, μπορείτε να το τροφοδοτήσετε και από τροφοδοτικό. Ωστόσο, λόγω της υψηλής ευαισθησίας του προενισχυτή και του μικροφώνου, θα πρέπει να φροντίσετε να χρησιμοποιήσετε τροφοδοτικό πολύ χαμηλής κυμάτωσης, διαφορετικά θα υπάρχει "βόμβος".

Στο κύκλωμα δεν έχουμε συμπεριλάβει κάποιο διακόπτη. Για την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του κυκλώματος αρκεί η τοποθέτηση ή η αφαίρεση της μπαταρίας από το κλιπ. Ωστόσο, μπορείτε φυσικά να τοποθετήσετε έναν διακόπτη σε σειρά με τη μπαταρία αν το επιθυμείτε. 

Σας ευχόμαστε καλή διασκέδαση με το ασύρματο μικρόφωνο - μικροπομπό!