Описание по постройке простейших самодельных радиомаяков. Мощный радиожучок своими руками

Прошлым летом мы увлеклись FPV полётами. Закупили аппаратуру, установили на проверенный временем 2.5 метровый планер, собственного изготовления и в полёт. Подняли планер в воздух и примерно минуты через три, пульт радиоуправления пустил дымок. После дыма из пульта, мы довольно долго наблюдали на 14 мониторе, неспешный полёт планера с небольшим набором высоты. По данным OSD (дешёвого) на высоте 570м. и удалении 1580м. видео с монитора пропало окончательно. Короче вот что получилось после этого случая.

Прошлым летом мы увлеклись FPV полётами. Закупили аппаратуру, установили на проверенный временем 2.5 метровый планер, собственного изготовления и в полёт. Отлетали всё лето, а осенью получили подарок. Подняли планер в воздух и примерно минуты через три, пульт радиоуправления пустил дымок. На борту был Стабилизатор полёта EagleTree Guardian, он и взял управление на себя, да плюс выставленный неправильно Failsafe, 25 процентов тяги на движок при потере сигнала, да прямолинейный полёт модели. Короче после дыма из пульта, мы довольно долго наблюдали на 14 мониторе, неспешный полёт планера с небольшим набором высоты. По данным OSD (дешёвого) на высоте 570м. и удалении 1580м. видео с монитора пропало окончательно. Двух недельные, каждодневные поиски ничего не дали. Через полтора месяца получили на телефон SMS от грибника, номер сына был написан в аккумуляторном отсеке модели. Небольшие переговоры насчёт вознаграждения и модель дома. По карте Гугл от места взлёта до того где лежала модель (показал грибник) 20 км. 30 м.

Потери составили два аккумулятора, силовой 4000mAh 3S 30C, для электроники 1000mAh 2S 20C и камера мёбиус с 32 гиговой флешкой, плюс 1500р. грибнику. Сама модель оказалась совершенно целой.

После потери модели и неудачных поисков, мы задумали приобрести GPS трекер или радио маяк, но с нашей экономикой сильно не разгонишься, да и надо снова купить камеру, аккумулятор, да и ещё кое-что желательно заказать из поднебесной. И вот в один прекрасный день я пришёл в гости к другу в автомастерскую, мне на глаза попала коробка, а в ней сваленные в кучу старые автомобильные сигнализации. Я стал задавать ему неудобные вопросы, про передатчики от сигналок, про дальность их работы. Одним словом, поговорил с ним по душам, он в курсе моего увлечения, после разговора но выбрал из коробки то что может ему пригодится остальное ссыпал мне в пакет со словами «пробуй может что и получится».


Дома после разбора этой кучи запчастей выяснил, что я имею в своём распоряжении, 3 рабочих приёмника, 2 рабочих передатчика и 3 приёма-передатчика, это те блоки, которые устанавливаются в машине. И кучка разных брелоков, которые кстати, тоже можно использовать в роле приемника так и в роли передатчика.

После сравнения несущей частоты осталось, три приемо-передатчика, один приёмник, два брелок с функцией приема-передачи и три брелка, передатчика.

Сначала хотел просто собрать обычную пищалку с задержкой включения на каком ни будь таймере. Даже изготовил для пробы на древней микросхеме 555ЛА3 (просто попалась на глаза), но сын предложил попробовать сделать маячок на микроконтроллере. Он учится на программиста в институте и немного уже освоил язык Си, да и такая практика ему не помешает. Короче вот что получилось из этого.




Для маячка использовали блок от сигнализации Шериф, тот что крепят на лобовое стекло и специально разработали в программе Sprint-Layout-6.0-RUS-Portable печатную плату для контролёра (правда с ошибками сейчас поправляем по ходу дела). Решили всё запихать в родной корпус, для эстетики, а больше для прочности. Корпус изготовлен из довольно крепкой пластмассы. Управляется маячок микроконтроллером ATMEGA 8A. Правда, пока нет у меня в наличии маленького аккумулятора, чтобы уместился в корпусе, но это исправимо, со временем.


В функции маячка входит.

Контроль и индикация зарядки батареи. Зарядка происходит независимо от того включен или нет маечек, контролируется отдельной микросхемой LTC4056- 4.2v.

Включение и отключение питания, кнопкой присутствующей изначально на блоке приёма-передатчика. При этом, сделана зашита от случайного включения или выключения, при неудачно нажатой кнопке. Не зная как это сделать, его не включишь и не выключишь. Также из-за предполагаемо малой ёмкости используемого аккумулятора (чтобы поместился внутри корпуса) при отключении маячка полостью обесточивается и атмега.

Индикация включенного состояния. Короткие вспышки светодиода.

Индикация состояния аккумулятора. При включение подаёт определённый звуковой сигнал соответствующий вольтажу батареи.

Три режима работы, переключаемых с приёма-передатчика находящегося в руках.

1 Режим ожидания. Маячок ждёт сигнала с передатчика. Раз в 30 секунд передаёт по каналу телеметрии состояние батареи (можно вывести на аудио канал OSD)

2 Режим дальнего поиска. Включает передатчик и выдает в эфир сигнал о состоянии батареи. По нему при помощи направленной антенны легко определяется направление на маячок.

3 Режим ближнего поиска. Включается звуковой режим, выдаёт всё тоже состояние батареи. Маячок слышно за 30-50 метров, в зависимости от условий.

Приемник с направленной антенной, изготовили на основе блока от сигнализации A.P.S. Куска медной проволоки, старого кассетного плеера (выковырнули от туда пред. усилитель), китайских колонок от компьютера (когда-то сгорел трансформатор), и макетная плата под атмегу8 (сын делал для курсовой)


Функции приёмника слушать эфир и передавать определённый сигнал при нажатии одной из трёх кнопок. Кстати внутри установлена всё та-же атмега8.

В бедующем в приёмник будет встроено.

1 заряд аккумулятора, пока использую внешний, хочу в будущем установить LiIo от телефона.

2 Обязательно индикация состояния батареи.

3 Думаем, что можно сделать для индикации мощности принимаемого сигнала, пока не получается ни чего хорошего (слишком загажен эфир).

И самое интересное, сын сейчас пытается дописать прошивку, чтобы маячок получал с OSD GPS координаты и передавал их в эфир, либо передавал последние полученные им координаты, если вдруг разорвётся связь с GPS. И естественно выводить их на приёмнике, либо на экран, либо на цифровое табло. Как вариант рассматриваем через Bluetooth-модуль HC-05 на экран телефона.

Короче сейчас имеем на руках рабочий маячок.


После испытаний выяснилось. Лежащий на земле (снегу) маячок включается с 600-700 метров, это в коттеджном посёлке, через все дома и железные заборы (в поле сейчас ещё не попасть). Антенна находилась в руках на уровне пояса. Слышно его в приёмнике на 2х километрах, дальше просто не поехали, нет смысла, ведь включение происходит на более короткой дистанции. Наверно передатчик в маячке оказался более мощный. На расстоянии 100 -150 метров сложно определить направление на сигнал. Надо что-то думать и добавлять режим с уменьшенной мощностью передатчика, для более лёгкого определения направления на маяк при расстоянии 100 -200 метров.

Во время изготовления фото не делал, писать статью не собирался. Решили написать уже после испытания. Все фото сделаны уже после изготовления и испытания маяка.

Может кому-то пригодится эта идея. Все блоки от сигналок оказавшиеся у меня в распоряжении, работают от 5 вольт, с них выходит цифровой сигнал, не пригодный для прослушивания в наушниках. Пришлось искать на плате аналоговый и пропускать его через предварительный усилитель, а потом через усилитель от колонок для компьютера. Для передачи в эфир достаточно пустить на вход цифровой сигнал с генератора амплитудой 4-4.5 вольта.

Один блок (передатчик) вообще стал передавать аналог (музыку) в эфир.

Устройство из себя представляет радиомаяк, который модулирует кратковременные звуковые импульсы на определенный диапазон. С успехом можно использовать в качестве охранного устройства для автомобиля. Ниже представлены две схемы, отличаются они друг от друга не многим, работают безотказно.

Хозяин автомобиля всегда будет знать примерное местонахождение своего железного коня имея в кармане небольшой радиоприемник или мобильный телефон с FM.

Поскольку дальность действия указанных маячков небольшая (не более 200 метров, в городских условиях 100-150метров) то включая радиоприемник на определенный диапазон (частоту, на которой работает ваш маячок) вы услышите медленные звуковые импульсы, этим будете знать, что ваш автомобиль где — то рядом, если же импульсов нет, значит автомобиль не на месте или маяк работает неисправно.



Кварцевый механизм работает в качестве низкочастотного генератора, рабочая частота генератора 1Гц. Такой механизм можно достать в электронных часах, именно такой механизм является сердцем современных часов. Генератор работает от пониженного напряжения вплоть до 1 Вольт (хотя в часах питается от одной пальчиковой батарейки.

Схема питается всего от одной батарейки, диапазон в пределах 87-90мГц. Контур состоит из 16 витков на оправе 3-4мм, провод с диаметром 0,5мм.

.
Вторая схема генератора реализована на основе двухбазового транзистора. При желании можете заменить генератор на мультивибратор. Сигнал с генератора поступает на базу транзистора передатчика. Этот транзистор ОБЯЗАТЕЛЬНО нужен ВЧ или СВЧ, рабочая частота не менее 400мГц, Из отечественных подойдут КТ3101-А2, КТ372А-КТ372В, кт368. Импортный аналог (лучше именно его поставить) S9018.

Схема работает в пределе FMдиапазона (95-98мГц).




Максимальная дальность действия 150 метров, при прямой видимости с хорошим приемником до 200 метров — это в полевых условиях.

Схема потребляет всего 20 мА, может работать от батарейки типа крона с напряжением 9 Вольт, при желании можно заитать от автомобильного аккумулятора, но для этого следует использовать любой линейный стабилизатор на 9 Вольт, либо 4 последовательно подключенных выпрямительных диода, на переходе каждого из них спад напряжения 0,7 Вольт.
Катушка мотается на оправе 3-4мм и состоит из 6-7 витков, провод 0,7-1мм (оптимальный вариант 0,8мм)

Радиомаяк

Радиомаяк предназначен для работы на частоте в диапазоне 144-147 MHz, частота зависит от используемого кварцевого резонатора, частота которого должна быть в три раза ниже частоты излучаемого сигнала. При резонаторе на 48 MHz передатчик работает на частоте 144 MHz, при частоте резонатора 49 MHz - 147 MHz. Соответственно, выбрав резонатор в диапазоне 48-49 MHz можно установить необходимую частоту канала в диапазоне 144-147 MHz.

Радиомаяк работает с частотной модуляцией. Источником сигнала модуляции служит генератор на основе двух мультивибраторов, построенных на микросхеме типа К561ЛЕ5, генерирующий сигнал частотой около 600-800 Hz, прерывающийся и повторяющийся с частой около 0,5 Hz.

Передатчик маломощный, прием сигнала возможен на радиостанцию, работающую на такой же частоте, с расстояния 50-200 метров, в зависимости от рельефа местности и параметров приемного устройства. Передатчик можно использовать как исполнительное устройство, например, для автомобильной сигнализации, подключив его по питанию параллельно сирене или другим способом, чтобы при срабатывании на него поступало напряжение питания 12V. Тогда, например, при условиях плохой слышимости (высокий этаж, хорошие окна), он будет дублировать сигнализацию находясь в помещении, где находится владелец автомашины. Возможны и другие сферы использования данного радиомаяка.

Схема показана на рисунке. Передатчик выполнен на транзисторах VT1 и VT2 типа КТ368 (можно заменить импортными типа С9018 или другими). На транзисторе VT1 выполнен задающий генератор. Сигнал с его выхода поступает на усилитель мощности на транзисторе VT2 с утроением частоты. Утроение частоты происходит за счет настройки контура C5-L2 на третью гармонику.

Частота генерации зависит от частоты кварцевого резонатора Q1. Частотная модуляция осуществляется за счет включенного последовательно ему варикапа VD1, на который поступает управляющее напряжение от модулирующего генератора.

Рабочая точка транзистора VT1 выставлена резисторами R1 и R2, устанавливающими напряжение смещения на базе транзистора.
Каскад усиления мощности на транзисторе VT2 работает без напряжения смещения на базе.

Контур C5-L2 настраивают на третью гармонику кварцевого резонатора, а антенна (суррогатного типа) подключается через катушку связи L3.
Для развязки по цепи питания между задающим генератором и усилителем мощности включена блокировочная цепочка R5-C1.

Модулирующий генератор сделан на микросхеме D1 типа К561ЛЕ5. На элементах D1.3 и D1.4 сделан мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 600-800 Hz (частота зависит от цепи R8-C8). Эти импульсы через регулятор глубины девиации на резисторе R9 через резистор R10, служащий для увеличения выходного сопротивления источника модулирующего сигнала, поступает на варикап VD1. Изменяя его емкость, он изменяет в некоторых небольших пределах и частоту генерации задающего генератора, осуществляя, таким образом, частотную модуляцию. Девиация зависит от амплитуды импульсов, которая регулируется резистором R9.

Мультивибратор на D1.1 и D1.2 генерирует импульсы частотой 0,5Hz, которые служат для прерывания генерации мультивибратора на D1.3 и D1.4.
Катушки бескаркасные. Катушка L1 имеет внутренний диаметр 4 мм, содержит 5 витков провода типа ПЭВ 0,61 (или другого диаметром 0,5-0,8 мм).

Катушка L2 имеет внутренний диаметр 5 мм, содержит она 5 витков провода типа ПЭВ-0,91 (или аналогичного, диаметром от 0,8 до 1,0 мм).
Катушка L3 имеет внутренний диаметр 3 мм, она содержит 3 витка провода, такого же, как L2. Конструктивно, катушка L3 помещена внутрь катушки L2.

Составил для вас инструкцию о том, как собрать жучок своими руками. Данная схема жучка собирается не сложно, состоит из доступных деталей и питается от кроны на 9 вольт. Радиус действия от 200 и более, всё зависит от используемого транзистора. Схему нашел на американском сайте, полностью рабочая и эффективная, проверенно!

Схема Жучка

Список деталей:

Резисторы:

  • 1 мОм — 1 шт.
  • 100 кОм — 1 шт.
  • 10 кОм — 3 шт.
  • 1 кОм — 1 шт.
  • 100 Ом — 1 шт.

Конденсаторы:

  • 40 пФ — 1 шт. (Подстроечный конденсатор)
  • 100 нФ — 2 шт.
  • 10 пФ — 1 шт.
  • 4 пФ — 1 шт.

Транзисторы:

  • 2N3904 — 2 шт. (Подходит 2N2222)

Разное:

  • Катушка L1, 7-8 витков, медный провода Д 0,5-0,7 мм.
  • Болт 1/4 дюйма
  • Провод в изоляции для антенны 15-20 см.
  • Электретный микрофон


Расположение деталей на плате:


Для начала, скачайте архив с печаткой и изготовьте плату жука. Затем припаяйте все детали на свои места, как показано на фото выше. Архив можно скачать по ссылке в конце статьи.


Изготовления катушки:

Теперь нужно изготовить катушку. Для этого возьмите болт и по резьбе намотайте 7-8 витков медного провода, диаметром 0,5-0,7 мм, затем скрутите с болта готовую катушку и припаяйте её на плату.



Катушка на своём месте и наш жук почти готов, осталось только разобраться с питанием. Для удобства использования жука, я предлагая установить его прям на батарейку (крону). Для этого нам понадобится две кроны, одну можно взять отработавшую, из неё нужно будет извлечь клейму питания и припаять к ней провода от платы. Как это сделать, смотрите ниже. Вторая крона, будет питать нашу схему и служить подставкой для жука.

Установка клеймы питания:





Ну и берём пистолет с клеем или клей для него и приклеиваем клейму к плате. Наш жучок готов!


Настройка радио жучка:

Для настройки жука возьмите приёмник и настройте его на частоту в приделах 87-108 MHz. Установите жука на крону, не трогая катушку, отвёрткой потихоньку крутите подстроечный конденсатор пока не услышите обратную связь от радиоприёмника в виде тонального звукового сигнала. Кстати жук ловится и на радио мобильного телефона, у меня даже авто поиск его находит, так что попробуйте первым делом этот вариант. При настройки, жук и приёмник должны быть рядом, как настроитесь на звук, отдалите их друг от друга. Всё, жук полностью готов и настроим!


РАДИОМАЯК

Конструкция оказалась не критична к монтажу, первый экземпляр был сделан попросту навесным, и отработавшим энное время приведен в надлежащий вид. Звуковой генератор использован из дешевого китайского будильника, при этом не забываем пометить полярность подключения батареи, и установить перемычку (переводим в постоянную работу звукового генератора). Формируется сборка до нужных размеров, на обычном наждачном круге, маркером метятся нужные дорожки, и стачивается до нужных размеров, благо гетинакс режется легко. Ниже приводится схема радиомаяка:


ВЧ генератор обычный классический, работающий в барьерном режиме. При этом абсолютно не критичен к применяемому транзистору, хорошо работают импортные транзисторы серии С9018, ВС547,550 из отечественных КТ3102 и т.д. Но лучшие результаты всё-таки с старым добрым КТ368. Катушка бескаркасная - 16 витков, проводом 0,35 мм, при этом резонансная частота около 86-87 мГц, настраивается в нужный участок раздвиганием витков - в начало ФМ. При снижении питания до 1 вольта, ухода частоты практически не наблюдается, но как и все не кварцованные генераторы боится внешних емкостных наводок.

Данный радиомаяк применяется для контроля за служебным автомобилем (конкретно нахождение его на стоянке) при этом визуальное наблюдение невозможно. Сигнал принимается обычным музыкальным центром с ФМ диапазоном (87,5-108 мгц) на частоте 87,9 мгц, ранее прописанным в ячейку памяти. При соответствующем изменении данных частотозадающих элементов и контуров, возможно использование практически в любом диапазоне. Материал предоставил -igRoman-