Semplice telecomando a onde convogliate
MessaggioInviato:21 apr 2018, 19:00
Mi è stato chiesto di realizzare un "apparecchio" che potesse comandare da un appartamento situato al 6° piano di un palazzo, una lampadina in cantina, con lo scopo di richiamare l'attenzione di chi vi si trova a svolgere piccoli lavori di bricolage...e subito ho pensato alle onde convogliate perché da verifiche svolte sul campo, in nessun altro modo è possibile raggiungere il locale situato a circa 6 metri nel sottosuolo.
Ho iniziato così a progettare e realizzare il prototipo del trasmettitore rappresentato nello schema qui sopra. Sono presenti due oscillatori U1A-U1B realizzati con due porte NAND collegate a NOT contenute in un CD4093. U1A genera il segnale portante a radio frequenza e oscilla a circa 130kHz, mentre U2A genera il segnale modulante a circa 1,5kHz.
Una terza porta U1C miscela i due segnali generati per passarli a U1D che funziona da buffer separatore e pilota il BD139 che a sua volta si occupa di comandare il trasformatore di accoppiamento T1 dal cui secondario verrà prelevato il segnale da iniettare in rete, previo disaccoppiamento dalla stessa, a mezzo dei due condensatori C6-C7 i quali dovranno avere una tensione di lavoro di 275vac.
Questo è T1. E' un componente di recupero e proviene da un filtro EMI. I due avvolgimenti misurano 3,9mH
L'alimentazione del trasmettitore è del tipo "a reattanza" e sfrutta il condensatore C7 che svolge dunque una duplice funzione: Inietta il segnale di comando e preleva la tensione di alimentazione. Nel percorso verso il ponte raddrizzatore però, è stata inserita un'induttanza da 10mH con il compito di bloccare il segnare RF ed evitare quindi che venga fugato a massa dalla sezione alimentatrice. Quest'ultima fornisce a tutto il circuito la tensione di alimentazione necessaria a 12v con una corrente di 30mA.
Nel prototipo le prove si svolgono senza l'alimentazione da rete per ovvie ragioni di sicurezza
Segnale prelevato al secondario di T1 con sonda attenuata x10. E ora...simuliamo la presenza della rete. Per lavorare in sicurezza uso un trasformatore a 40v
Il ricevitore non ha nulla di particolare...o quasi
T1 è ancora quello usato nel trasmettitore al quale è stato aggiunto un avvolgimento composto da 2 spire di filo smaltato da 0,4mm. Questo avvolgimento è necessario perché il ricevitore si basa sul principio della rigenerazione, dove Q1 è portato molto prossimo alla condizione di oscillazione se non addirittura all'oscillazione. Ciò permette di avere contemporaneamente un Q molto elevato, quindi alta selettività e anche una forte amplificazione che altrimenti non sarebbe stato possibile ottenere con un solo stadio. Sul source è presente il segnale di bassa frequenza già rivelato, quindi privo della portante RF, pronto per essere inviato al decodificatore di tono LM567. Quest'ultimo, quando rileva il tono inviato dal trasmettitore, attiva la sua uscita che è a collettore aperto e quindi eccita un micro relè a 5v.
La parte più critica è rappresentata dalla realizzazione dello stadio intorno a Q1 e all'avvolgimento di reazione. Per la sua messa in funzione sarà necessario collegare un oscilloscopio al drain di Q1 tramite un condensatore da 100pF e verificare che l'oscillazione si inneschi e che sia possibile bloccarla, agendo su RV1.
Se ciò non avvenisse, conviene provare ad invertire fra loro i due capi dell'avvolgimento di reazione e nel caso estremo, aggiungere una spira o due.
Agendo sul compensatore C5 si verificherà che sia possibile spostare la frequenza di oscillazione da 120 a 140kHz. Appurato il corretto funzionamento dello stadio, RV1 andrà regolato nella posizione in cui l'oscillazione si blocca. A questo punto applico ai morsetti 1-2 di T1, interponendo un condensatore da 47pF, un segnale a 132kHz modulato al 50% in AM con la frequenza di 1,6kHz e verifico il funzionamento del rivelatore.
Segnale ai capi di C8
Segnale prelevato da C13. Pronto per essere applicato al 567. Alimentato a 5v l'assorbimento di questo stadio è di 230uA
Ora non rimane che costruire il resto del circuito...il trasmettitore....insomma, c'è ancora un bel po' di lavoro da fare.
Ho iniziato così a progettare e realizzare il prototipo del trasmettitore rappresentato nello schema qui sopra. Sono presenti due oscillatori U1A-U1B realizzati con due porte NAND collegate a NOT contenute in un CD4093. U1A genera il segnale portante a radio frequenza e oscilla a circa 130kHz, mentre U2A genera il segnale modulante a circa 1,5kHz.
Una terza porta U1C miscela i due segnali generati per passarli a U1D che funziona da buffer separatore e pilota il BD139 che a sua volta si occupa di comandare il trasformatore di accoppiamento T1 dal cui secondario verrà prelevato il segnale da iniettare in rete, previo disaccoppiamento dalla stessa, a mezzo dei due condensatori C6-C7 i quali dovranno avere una tensione di lavoro di 275vac.
Questo è T1. E' un componente di recupero e proviene da un filtro EMI. I due avvolgimenti misurano 3,9mH
L'alimentazione del trasmettitore è del tipo "a reattanza" e sfrutta il condensatore C7 che svolge dunque una duplice funzione: Inietta il segnale di comando e preleva la tensione di alimentazione. Nel percorso verso il ponte raddrizzatore però, è stata inserita un'induttanza da 10mH con il compito di bloccare il segnare RF ed evitare quindi che venga fugato a massa dalla sezione alimentatrice. Quest'ultima fornisce a tutto il circuito la tensione di alimentazione necessaria a 12v con una corrente di 30mA.
Nel prototipo le prove si svolgono senza l'alimentazione da rete per ovvie ragioni di sicurezza
Segnale prelevato al secondario di T1 con sonda attenuata x10. E ora...simuliamo la presenza della rete. Per lavorare in sicurezza uso un trasformatore a 40v
Il ricevitore non ha nulla di particolare...o quasi
T1 è ancora quello usato nel trasmettitore al quale è stato aggiunto un avvolgimento composto da 2 spire di filo smaltato da 0,4mm. Questo avvolgimento è necessario perché il ricevitore si basa sul principio della rigenerazione, dove Q1 è portato molto prossimo alla condizione di oscillazione se non addirittura all'oscillazione. Ciò permette di avere contemporaneamente un Q molto elevato, quindi alta selettività e anche una forte amplificazione che altrimenti non sarebbe stato possibile ottenere con un solo stadio. Sul source è presente il segnale di bassa frequenza già rivelato, quindi privo della portante RF, pronto per essere inviato al decodificatore di tono LM567. Quest'ultimo, quando rileva il tono inviato dal trasmettitore, attiva la sua uscita che è a collettore aperto e quindi eccita un micro relè a 5v.
La parte più critica è rappresentata dalla realizzazione dello stadio intorno a Q1 e all'avvolgimento di reazione. Per la sua messa in funzione sarà necessario collegare un oscilloscopio al drain di Q1 tramite un condensatore da 100pF e verificare che l'oscillazione si inneschi e che sia possibile bloccarla, agendo su RV1.
Se ciò non avvenisse, conviene provare ad invertire fra loro i due capi dell'avvolgimento di reazione e nel caso estremo, aggiungere una spira o due.
Agendo sul compensatore C5 si verificherà che sia possibile spostare la frequenza di oscillazione da 120 a 140kHz. Appurato il corretto funzionamento dello stadio, RV1 andrà regolato nella posizione in cui l'oscillazione si blocca. A questo punto applico ai morsetti 1-2 di T1, interponendo un condensatore da 47pF, un segnale a 132kHz modulato al 50% in AM con la frequenza di 1,6kHz e verifico il funzionamento del rivelatore.
Segnale ai capi di C8
Segnale prelevato da C13. Pronto per essere applicato al 567. Alimentato a 5v l'assorbimento di questo stadio è di 230uA
Ora non rimane che costruire il resto del circuito...il trasmettitore....insomma, c'è ancora un bel po' di lavoro da fare.