Так уж совпало что появление ребенка в семье совпало с финансовыми трудностями. Но недостаток средств и времени не может заглушить заботу о малыше и жажду познания нового.
Статья не претендует на новизну, да и все используемые в ней технологии довольно неплохо «размазаны» по интернету. Но надеюсь все нижеизложенное поможет вам решиться помочь своим близким и сделает спокойным сон вашего ребенка. Учтите я никогда и нигде не учился «радио-ремеслу», но смог собрать устройство исправно работающее вот уже два года. Все что необходимо это паяльник, мультиметр и терпение.
Предыстория. В летний период жена с ребенком проводят довольно много времени на даче советского образца: участок по краям которого разбросаны ряд строений. Условия для ночлега находятся в доме, но почти все светлое время отдыхающие проводят возле летней кухни расположенной в противоположном конце участка на отдалении около 50 метров. К дачному поселку ведет сносная асфальтная дорога, так что на протяжении дня по нему колесят транспортные средства «бизнесменов» принимающих металлолом, торгующих продукцией села и технологиями позволяющими дачникам реализовать свою заветную мечту — добиться урожая подобного тому что развозят эти бизнесмены. Но менталитет нашего народа таков что все эти машины используют свой клаксон с интервалом в несколько минут для повышения доходности бизнеса.
Сумма этих факторов и навеяло мне мысли о необходимости радионяни: чтоб ребенок смог спать необходимо закрывать все окна и двери, но в дневное время жена крутится около летней кухни и просто не в состоянии услышать когда малыш проснется. Да и пробуждения иногда кратко-временные, стоит вовремя подкачать и здоровый сон продлится еще на час. Вот и приходилось сидеть тихо в доме несколько дневных часов, либо заставать ребенка в истерике и не выспавшимся.
Немного погуглив я расстроился минимальная цена радионяни которую я тогда нашел была 50$, да и отзывы о моделях с подобной ценой было в основном негативные, хорошие стоили около 100$. Но тут я вспомнил про свою несбывшуюся детскую мечту: спаять «жучек» и это подтолкнуло меня к дествию. Общего у них очень много: компактные размеры, малое потребление (длительный период автономной работы), малый радиус действия (об этом ниже).
Основная идея самодельных жучков использование доступной элементной базы и готовых устройств для удешевления конструкции. Так вещание ведется на частотах которые способны принимать бытовые радиоприемники и вот цена устройства уже уменьшилась более чем в два раза. Но из-за того что хоть и с благими намерениями вещать на этих частотах без специальных лицензий нельзя, то используется малая выходная мощность и выбор частоты максимально удаленной от занимаемых радиостанциями. Я выбрал диапазон 88-108 мегагерц с частотной модуляцией в простонародьи FM.
Далее было чтение множества специализированных форумов для выбора схемы. К моим параметрам еще добавилась стабильность частоты. Как оказалось у таких малых устройств, зачастую с минимальным экранированием и самое важное размещением в самых различных местах — уход частоты от предполагаемой может быть довольно значительным. Разместили устройство ближе к телу ребенка или прицепили к железной кровати и опять муторная настройка. Так же изначально я использовал для питания няни батарейки разряд которых тоже уводил частоту.
В итоге я выбрал компромисс между сложностью и стабильностью устройства и остановился на схеме из ссылки. Суть устройства там довольно подробно раскрыта, я же остановлюсь на внесенных мной в конструкцию изменениях и нюансах которые очевидны участникам форума, но сложны для таких смертных как я.
1. Плата. Я использовал ТНТ монтаж (один из самых старых и широко описанных) на двухстрононней плате (для лучшего экранирования).
При сборке не все компоненты могут получиться у вас точно по схеме из-за разброса параметров и отсутствия стандартов у некоторых деталей (в данной схеме это только микрофон — взял от поломанных компьютерных наушников). Но не зря я предложил именно это схему, так как она заработает, пусть и не в оптимальном режиме, без дополнительной настройки.
В моем случае отличия:
— резистор микрофона получился 22к (на схеме 39к) — но можно применить переменный резистор для регулирования чувствительности микрофона
Опционально:
— резистор в 330 Ом заменен индуктивностью 5-10 мкГн (спокойно эту мотать не нужно продается как обычная деталь) для улучшения КПД
— добавлен еще один переменный конденсатор перед антенной для минимального согласования.
— добавлен светодиод и (+ подобран резистор) как индикатор работоспособности
— припаял к плате над катушкой экран (найдете в любом советском радиоустройстве) для улучшения экранирования
— добавлен переключатель на три положения позволяющий переключать между внешним источником питания, батарейками и выключать устройство. (Можно использовать на два положения, но тогда нужно городить огороды с защитным диодом дабы не подать напряжение от внешнего БП когда вставлены батарейки, а диод при работе от батареек будет просаживать напряжение что уменьшит время работы да и радиус)
Все детали можно купить и с специализированном магазине, и на радиорынке — редкостных среди них нет, общая стоимость около 6$.
2. Корпус. Устройством будут пользоваться женщины. И отдать им даже идеальную монтажную плату равносильно тому что вы ее просто выкинете.
По примерам множества статей я использовал бокс под 4 батарейки, два отсека использовав по назначению, а в двух оставщихся поместилась сама плата.
3. Антенна. Законы физики неумолимы и размер антенны прежде всего диктуется частотой. А именно он должен быть кратнен длине волны, поэтому-то в ссылке и предлагается антенна в виде отрезка провода длинной 170 см. Пользоваться ей, откровенно говоря, неудобно. Можно взять также четверть-волновую телескопическую (от любого современного радиоприемника), но она тоже довольно хрупкая. И после некоторого времени использования я собрал антенну подобную той что используется в современных носимых рациях опираясь на идеи и расчеты из этой статьи.
4. Настройка. Для радиопередающего устройства нужна хотя бы минимальная настройка. В нашем случае это игры с катушкой и параллельного к ней переменного конденсатора для увода частоты в свободный диапазон (в мое случае 90мГц).
Важно! Крутить конденсаторы (да и растягивать катушку) нужно не металлическим предметом. Иначе когда вы уберете руку частота опять уйдет. Я вырезал себе подобие отвертки из палочек для суши.
После смены типа антенны у меня сильно снизилась дальность передачи (до 20м), для согласования с антенной я и добавлял оконечный переменный конденсатор. Но настраивать его на слух в современных цифровых приемниках не возможно. Поэтому если у вас как и у меня нет друга радиолюбителя с радиометром, соберите себе резонансный волномер Полякова. Я перепробовал несколько схем волномеров, но нормально заработала только эта.
Единственное что у вас может вызвать трудности, так это поиск германиевого диода. Современная промышленность от них почти отказалась, но на радиорынках они есть еще в избытке.
Подключаем выводы волномера к мультиметру и начинаем вращать регулятор емкости выходного каскада до достижения максимально показателя мультиметра (все той же деревянной отверткой). Мультиметр желательно стрелочный, но у меня вышло и на цифровом просто настраивать необходимо плавнее и в итоге дольше.
5. Источник питания. Изначально все работало от батареек, так как ток в цепи питания был около 5,24 мА, что по расчетам около 1000 часов. Но реальность такова, что производители врут с на счет реальной емкости батареек и в режиме эксплуатации постепенно понижается напряжение — в результате устройство перестанет работать задолго до полного разряда елементов. А схемы преобразователей здесь не подойдут из-за «шумности» последних. Падение напряжения так же уводит частоту, а на даче радиоприемник оказался без автоподстройки (сейчас редкость). В итоге питать схему я решил с помощью БП (подойдет любой на 3-5 В) от какого-то умершего устройства.
Но тут очередная трудность, поиски решения которой заняли больше недели (ну нет у меня друга радиолюбителя). Радионяня начала противно фонить, при этом переключение на батареи все исправляло. Я опробовал три варианта фильтров по питанию, но безрезультатно. Хотел уже бросить затею, но наткнулся на упоминание, что каждый диод моста БП достаточно зашунтировать конденсатором на 10n. И о чудо, шумы исчезли на 99%.
В итоге: отличный чистый звук на расстоянии около 150 метров, чувствительность микрофона такая что пришлось ее даже уменьшать, принимает на любые бытовые радиоприемники — малыш спит спокойно.
Еще парочка советов:
Помните что волны распространяются во всех направлениях и у вас появился очередной источник утечки информации. На старых советских рация всегда была табличка на видном месте «Осторожно! Враг подслушивает» :)
Во избежание недоразумений лучше устройство подписать. Юридически, используя его вы все-рано остаетесь не правы, впрочем как и тысячи пользователей автомобильных FM-трансмиттеров. Но на форумах часть населения проживающая в России упоминала о неприятных инцидентах с правоохранительными органами. А нервы близких надо беречь.
Ну а теперь что получилось у меня.
За качество пайки со стороны монтажа не судите строго у меня паяльник на 30Вт, он просто не способен прогреть что-нибудь более ноги радиодетали. Сторону пайки выложить не могу для этого необходимо демонтировать антенну, а в процессе сборки (год назад) я не догадался сделать фото-сессию. Да и на указанном выше сайте есть несколько вариантов разводки во многих современных форматах.
Плата
Общий вид
Отверстия под микрофон
Гнездо внешнего питания
Несколько оригинальных идей и особенно касательно «китайского» будильника были почерпнуты из этой статьи.
P.S. Топик писался под хаб «DIY или Сделай Сам» так что если уж в статье не применяются инновационные технологии не судите строго.
Автор: salopot
