FM жучок диапазона 420-480 МГц
Как насчет того, чтобы достать из ящика стола старый телефон Nokia и превратить его во что-нибудь необычное? Я вполне серьезно, вам потребуется немного инструментов и опыта, такого как впаивание/выпаивание деталей и изготовление печатных плат.
Дальность передачи этого ЧМ жучка составляет приблизительно 1 км при полностью заряженной батарейке типа CR2032 и прочих благоприятных условиях. С разрядом батарейки дальность передачи падает, так же как и частота сигнала (VCO).
| Надписи на рисунке | |
| this is used only for battery balance 🙂 | используется только для равновесия батареи 🙂 |
| Negative (GND) | Отрицательный («земля») |
| Positive | Положительный |
| Battery terminals (other PCB side) | Контакты батареи (с другой стороны платы) |
Этот жучок излучает в диапазоне 430 МГц. При приеме должна использоваться узкополосная ЧМ демодуляция. Для приема сигнала жучка можно использовать TV тюнер от компьютера!
Все детали для жучка взяты из двух телефонов Nokia:
- R0464 VCO – из Nokia 3210
- Все другие детали – из Nokia 1611
Схему приемника для совместной работы с жучком редакция РЛ опубликует в ближайшее время.
Источник
Простой радиожучок своими руками
На просторах интернета можно найти огромное количество схем радиожучков. Одни схемы слишком сложные и требуют настройки, в комплектацию других входят дефицитные радиодетали, а третьи и вовсе не работают!
Я предлагаю вашему вниманию схему жучка, который сможет собрать как опытный радиолюбитель, так и новичок в этом деле.
Давайте же рассмотрим эту схему:
На пунктир пока не обращайте внимания.
Для изготовления жучка нам понадобятся следующие детали:
- VT1 — кт315 с любым буквенным индексом (если хотите увеличить дальность действия жучка, то лучше использовать СВЧ транзистор, например кт325 или кт368, отлично подойдёт импортный транзистор s9018);
- C1, C4 – 47…68нф;
- C2, С3 – 10пф;
- R1 – 33 кОм;
- R2 – 100 Ом;
- Колебательный контур L1 – 8 витков медной проволоки диаметром 0,3…0,5 мм на стрежне от гелиевой ручки, мотать аккуратно, виток к витку(я выпаял готовую катушку из сломанного радиоприёмника).
- М1 – электретный или конденсаторный микрофон.
В целях экономии места я использовал правый микрофон (нашёл его в старом мобильнике). Несмотря на свои размеры, он оказался очень чувствительным.
Все детали, кроме дросселя L2 и микрофона изображены на следующей картинке:
Для изготовления L2 нам понадобится спичка и очень тонкая проволока:
Отмеряем полтора сантиметра спички, откусываем их – этот кусочек будет служить сердечником дросселя. Далее берём проволоку и мотаем сто витков. Фиксируем выводы получившейся катушки, очищаем от лака, лудим. Всё, дроссель L2 готов!
Когда все детали в сборе, можно приступить к изготовлению печатной платы.
Для этого нам понадобится отрезок текстолита 35х15мм и сам раствор, в котором мы будем травить плату(я использовал перекись водорода + лимонная кислота). Делаем рисунок печатной платы (я рисовал под транзистор s9018)
Кладём плату в раствор и ждём, пока лишняя медь не исчезнет.
После того, как плата стравится, достаём её, промываем проточной водой, убираем лак и лудим её:
Далее припаиваем детали в соответствии со схемой. Внимание, при монтаже деталей на плату, не перегрейте их, иначе они выйдут из строя! Особенно аккуратно отнеситесь к монтажу VT1.
Хочу сказать пару слов о подключении антенны, сигнал на неё подводится с эмиттера транзистора, что делает рабочую частоту жучка более стабильной.
Схема в собранном виде:
Жучок может питаться в диапазоне от 1.5 до 9 вольт.
Любая из этих батареек подойдёт для питания схемы. Я использовал пальчиковую батарейку типа ААА для большей компактности жучка. Также можно использовать 3-х вольтовую «таблетку».
Если вы будете питать схему от кроны(9 вольт), то тогда следует включить в схему резистор R3 номиналом 100 Ом.
Аккуратно припаиваем батарейку к жучку. В качестве антенны можно использовать изолированный провод длиной 30см, но практика показала, что её отсутствие не сильно повлияет на дальность приёма схемы. Всё, жучок готов!
Теперь включаем радиоприёмник и ищем частоту нашего жучка. Сигнал с него можно поймать на частоте в пределах 88-108 МГц. У меня эта частота составила 92.2 МГц. Если же жучок «не выходит на связь», то попробуйте раздвинуть витки катушки L1 – это должно помочь решить проблему.
При напряжении питания 1.5 вольт дальность приёма составляет 30 метров, если повысить напряжение до 3-х вольт, то дальность приёма возрастёт до 100 метров.
Также у этой схемы есть другое применение – аудио передатчик. Допустим, вам надо вывести звук с телефона на магнитофон, но у последнего нет функции аудио входа. Не беда! В данной ситуации эта схема очень кстати. Почти во всех магнитофонах есть функция радиоприёма(FM-радио), ей то мы и воспользуемся. Помните про пунктир на схеме жучка? Исключаем из схемы микрофон М1, подключаем конденсатор С5 на ёмкость 10мкф, к минусу конденсатора и минусу питания подключаем штекер «мини-джек» 3.5 мм (минус «джека» на общий, левый/правый на минус конденсатора) и передаём звук с телефона на любой радиоприёмник, находящийся в зоне действия передатчика! При правильном монтаже деталей схема начинает работать сразу же.
Применять эти изделия можно в самых разных целях: от прослушивания помещений и до беспроводной передачи звука. Но не стоит забывать, что прослушивание третьих лиц, без их согласия уголовно наказуемо! Собственно как и изготовление данного устройства именно в роли тайного «жучка».
А на этом моя статья подходит к концу, всем удачи в повторении!
Источник
Жучок с повышенной звуковой чувствительностью
Казалось бы, на этой картинке ничем непримечательная лазерная указка или какая-то другая безобидная игрушка. Но вот если раскрыть корпус — внутри будет очень подозрительная электронная схема, спаянная на небольшой плате — это радиожучок. Крошечная схемка имеет у себя на борту микрофон, звук с которого передаётся на радиоканалу, позволяя прослушивать пространство вокруг жучка на обычном радиоприёмнике. Многих радиолюбителей привлекает возможность вторгнуться в личное пространство другого человека используя могущество радиосхем — по этой причине «жукостроительство» активно процветает уже много лет — меняются лишь схемы, частоты и используемые компоненты. Но самое главное в этом деле помнить — что хранение и использование таких устройств (они называются СТС — средства технического слежения) незаконно да и просто аморально, поэтому применение таких схем должно заканчиваться лишь на познавательном уровне для обучения построению радиопередатчиков.
В интернете присутствует огромное количество разнообразных схем жучков, отличающихся мощностью, рабочими частотами, типом модуляции, схемотехникой ВЧ каскадов. При этом низкочастотной части жучков, обеспечивающей обработку и усиление сигнала с микрофона обычно уделяют мало внимания: звук с микрофона слышно, и на том хорошо. Тем не менее, такой подход в некоторых случаях вызывает проблемы — например, запирание звука, когда микрофон начинает ловить слишком громкий сигнал от включенной музыки или просто громкого разговора. Разборчивость речи при этом сильно падает. Проблему можно решить, уменьшив усиление звука — но тогда, опять же, будет плохо слышно тихие звуки. Самым лучшим выходом будет использование АРУ — автоматического регулятора уровня, в этом случае тихие сигналы будут усиливаться сильнее, а громкие — меньше, в результате пропадёт их жёсткое ограничение (клиппинг), приводящее к появлению «треска» в звуке на больших громкостях.
Обратите внимание на интересное включение транзистора VT3 — вывод его эмиттера «висит в воздухе», в данном случае этот транзистор выполняет роль варикапа, обеспечивая частотную модуляцию излучаемого схемой радиосигнала. Высокочастотный генератор собран на транзисторе VT4, его можно заменить на выводной аналог КТ326. Генератор рассчитан на работу в диапазоне частот 80-110 МГц — то есть аудиосигнал с микрофона схемы можно будет принимать на любой бытовой или карманный радиоприёмник. Важной частью схемы является катушка, состоящая из двух частей — L1 и L2. Они могут быть как в виде одной цельной катушки с отводом, там и в виде двух рядом расположенных катушек. Число витков указано на схеме, наматывать их нужно на оправке диаметром 2,5 мм (удобно использовать сверло), используя медный эмалированный провод диаметром 0,5 — 0,7 мм. На схеме обозначена антенна — для максимальной дальности в качестве антенны следует использовать прямой отрезок проволоки длиной около 75 см (рассчитывается как четверть длины волны на рабочей частоте передатчика). Но учитывая специфику жучков, для такой большой антенны просто нет места, поэтому её можно либо укоротить, либо заменить отрезком тонкого гибкого провода, соответственно при этом снизится дальность. Так как ВЧ-часть схемы состоит из одного лишь генератора без усилителя, дальность не будет выдающейся и составит не более 10-15 м. Тем не менее, для многих целей этой дальности будет достаточно, но при необходимости выход на антенну можно снабдить дополнительным каскадом усилителя. Напряжение питания схемы составляет 3В, потребляемый ток при этом составляет около 8 мА — в качестве источника питания идеально подойдут пара последовательно включенных пальчиковых батарейки (обеспечат долгое время работы), либо часовая батарейка-таблетка, если важная миниатюрность.
Жучок должен быть именно жучком, то есть обладать скрытностью, а соответственно и максимально компактными размерами. Собирается схема на печатной плате размерами чуть больше, чем один квадратный сантиметр, файл с платой приведён в архиве в конце статьи. Обратите внимание, что плата двусторонняя — чуть сложнее в изготовлении, но размеры того стоят.
Собранную схему перед установкой в корпус нужно проверить — для этого удобно пользоваться индикатором поля, который показывает наличие источника радиоизлучения рядом с собой. Если излучение есть — можно включать приёмник и искать рабочую частоту жучка, если она не попала в ФМ-диапазон, то можно посдвигать-пораздвигать витки катушки, от этого будет меняться рабочая частота. После настройки схема укладывается в подходящий корпус, наружу выводится антенна. Удачной сборки!
Источник
Еще раз о передатчиках и приемниках 433 МГц
Простейший комплект из приемника и передатчика ISM-диапазона 433 МГц завоевал заслуженную популярность в среде любителей электроники. Комплекты дешевы (даже в «Чипе-Дипе» их можно купить рублей за 300, а на Ali, говорят, вообще за полтинник), просты и надежны. Кроме того (о чем вы, возможно, не подозреваете), это самый дальнодействующий и проникающий способ беспроводного обмена данными — сигнал на частоте 433 МГц куда лучше проходит через препятствия и действует на более далеком расстоянии, чем в популярном диапазоне 2,4 ГГц (433 МГц полностью задерживаются стенкой в полметра бетона, а Wi-Fi умирает уже на 10 сантиметрах). Допускаю, что недавно появившиеся модули MBee-868, будучи снабженными соответствующей (направленной) антенной, «стреляют» дальше, но они как минимум на порядок дороже, сложнее в подключении, требуют управления энергосбережением и предварительной настройки. И вдобавок частота 868 МГц вдвое хуже проходит через препятствия (хотя, конечно, несравненно лучше частоты 2,4 ГГц).
О приемниках-передатчиках 433 МГц написано очень много (в том числе и на хабре, конечно). Однако, правильно включать в схему этот комплект по какой-то странной причине, кажется, не умеет никто. Когда я в который раз прочел вот тут, что комплект «принимал на 8-ми метрах в пределах прямой видимости, 9-ый метр осилить не удалось», мое терпение лопнуло. Какие еще 8 метров?! В 40-50 я бы поверил, хотя в реальности, наверное, дальность еще больше.
Стоит заметить, что я далее решаю задачу создания линии для передачи произвольных данных, а не просто управления какими-нибудь умными розетками или мотором модели катера. Моя задача сложнее, но все-таки расстояние надежной работы у меня оказывается гораздо больше. Причем в такой задаче важно не только и не столько расстояние в пределах прямой видимости (оно может служить только для сравнения), сколько способность проникать через различные препятствия.
У меня такой комплект работает за городом на расстоянии примерно 25-30 метров под острым углом к бревенчатой стенке, так, что на пути сигнала оказывается примерно метр (в сумме) стен и перегородок, причем частично экранированных фольгированным утеплителем. На гораздо меньшем расстоянии, почти прямо за стенкой, WiFi уже полностью теряет сигнал. В городе сигнал добивает от одного конца трехкомнатной городской квартиры к другому через две межкомнатные перегородки, а также с балкона, где по прямой линии между передатчиком и приемником не менее 80 сантиметров кирпичной кладки и гипсолитовая перегородка. Никаких более дорогих вариантов комплектов, упомянутых в приведенном обзоре, я не употреблял.
Дополнительный плюс комплекта в том, что в паузах передатчик не потребляет ничего, причем без всяких специальных режимов Sleep, просто по принципу своего устройства (ток потребления в покое сравним с токами коллекторной утечки запертого транзистора, то есть порядка 100 нА).
Давайте разберемся, в чем тут подводные камни.
Подключение передатчика
Передатчик (он носит название FS1000A), как мы видим из его схемы ниже, представляет собой простейший генератор на основе ПАВ-резонатора на 433 МГц. Генератор собран на транзисторе Q1, а транзистор Q2, на базу которого подаются цифровые данные — просто ключ, который подключает генератор к питанию (к шине GND) при наличии высокого уровня (логической единицы) на входе. Питание может быть от 5 до 12 вольт, причем, по утверждению производителей, чем выше питание, тем дальше работает связь.
Принципиальных преимуществ увеличенного питания в рамках своей задачи я не заметил. Тем не менее, не следует пренебрегать фактом, что особых требований к питанию тут не предъявляется, и при повышенном напряжении девайс будет работать только лучше. Удобно подключать передатчик непосредственно к напряжению с адаптера 9-12 вольт, аккумулятора или комплекта из 6 батареек (контакт Vin Arduino). При нестабилизированном питании, которое может превышать 12 вольт (как, например, у аккумуляторов) я обычно развязываю передатчик от основной схемы отдельным 9-вольтовым стабилизатором (можно простейшим 78L09), причем разницы в работе между питанием 9 и 12 вольт я не наблюдаю никакой. У Uno или Nano можно для питания самого контроллера и остальных схем (например, датчиков) при этом использовать встроенный стабилизатор 5 вольт, а для Mini (особенно — его дешевых клонов) я бы посоветовал поставить отдельный 5-вольтовый стабилизатор, подключив его к выводу 5V.
Следует отметить, что в последнее время стали появляться передатчики, выглядящие несколько нестандартно (см. рис. ниже). Оказалось, что отсутствие дросселя L1 (трехвиткового), от которого остались только отверстия — фикция, он просто заменен на соответствующий SMD-компонент. Хуже в этом варианте другое: неряшливая полиграфия может ввести в заблуждение относительно подключения выводов данных и питания. Правильное подключение показано на рисунке, оно для всех вариантов одинаково:
Самое поразительное в этом деле — то, что при перепутанном подключении данных и питания передатчик на небольших расстояниях продолжает работать! Если вы рассмотрите схему, то поймете в чем дело: база Q2 через резистор при этом оказывается подключенной к питанию, транзистор всегда открыт, и влияния на работу схемы не оказывает. А логический высокий уровень на шине питания просто запитывает в нужный момент генератор. Несуразности начинаются на некотором расстоянии — понятно, что из логического вывода источник питания получается плохой.
Подключение приемника
При приобретении приемника (он может носить название вроде MX-RM-5V или XD-RF-5V) обращайте внимание на длину выводов — мне как-то попалась целая партия с укороченными штырьками, отчего из стандартного разъема PBS приемник вываливался при малейшем перекосе и его приходилось к плате специально крепить.
У приемника схема гораздо сложнее (я ее не буду воспроизводить, но можете ознакомиться, например, тут). Она должна принять и усилить высокочастотный сигнал, отфильтровать частоту 433 МГц, выделить всплески и преобразовать их в логические уровни. Приемник имеет подстроечный дроссель (посередине платы), но без точных приборов для измерения амплитудно-частотной характеристики я его крутить не советую — скорее всего, вы ничего не улучшите, а только испортите.
Так как уже на небольшом расстоянии сигнал будет гораздо меньше помехи, понятно, что мы с помехами должны бороться по всем фронтам: и схемотехническими и программными методами. Последнее за нас делают библиотеки, но какая бы математика не применялась в программной обработке, желательно сначала сделать все для того, чтобы логическая единица на выходе появлялась только при всплеске полезного сигнала и не появлялась при наличии помехи. Иными словами, классно было бы от помех при приеме отстроиться заранее по максимуму.
Стандартный метод снижения помех, известный в мои времена каждому школьнику, собравшему хоть один радиоприемник или усилитель, заключается в том, что для чувствительных к помехам узлов необходимо делать отдельное питание, по максимуму изолированное от остальных схем. Можно его делать разными методами: когда-то ставили отдельный стабилитрон, сейчас часто изолируют питание проблемного узла LC-фильтром (так рекомендуется поступать, например, для АЦП, посмотрите даташиты на AVR-контроллеры). Но в наших условиях, когда современные компоненты невелики и дешевы, проще просто поставить на приемник отдельный от всего остального стабилизатор.
Стабилизатор, например, типа LP2950-5.0 плюс два необходимых конденсатора к нему в самом дешевом варианте (когда оба конденсатора — керамические, в диапазоне 1–3,3 мкФ) добавит к стоимости вашей схемы рублей шестьдесят максимум. Но я предпочитаю не экономить: на выходе ставлю обычный керамический, а на входе электролит (10–100 мкФ), причем твердотельный (полимерный) или танталовый. Обойтись керамическими конденсаторами и там и там можно, если входное напряжение 7-12 вольт поступает с батареек-аккумуляторов или с другого аналогового стабилизатора. Импульсные стабилизированные источники и простейшие нестабилизированные выпрямители требуют дополнительной фильтрации. Можно использовать дешевый алюминиевый электролит, если ставить параллельно ему керамический 0,1 мкФ, еще лучше поставить на входе последовательную индуктивность в несколько долей или единиц миллигенри.
Стабилизатор следует устанавливать прямо около приемника, длина проводников должна быть минимальна. Вместо LP2950 можно взять LM2931 или аналогичный с маленьким проходным напряжением (это особенно важно, если схема питается от батареек — для обычного LM78L05 входное напряжение должно быть не менее 7,5, а лучше 8-9 вольт).
Сравнив со случаем питания приемника непосредственно от Arduino, как рекомендуется во всех публикациях (исключений я не встречал), вы поразитесь полученному эффекту — дальность и способность проникать через стенки сразу увеличивается в разы. Приемник вместе со стабилизатором для удобства можно вынести в отдельную маленькую коробочку. Связать его выход с контроллером в основном корпусе можно любым трехжильным проводом (два питания и сигнальный проводник) длиной до 3 метров, а может быть и больше. Удобнее это потому, что еще нужны антенны, и по правилам будет лучше, если они будут параллельны друг другу в пространстве, а большие корпуса не всегда удается разместить так, чтобы антенны торчали в нужной ориентации.
В простейшем варианте в качестве антенн можно обойтись обрезками одножильного провода сечением не меньше 0,5 мм и длиной 17 см ± 1-3 мм. Не следует употреблять многожильный монтажный провод! В продаже имеются более компактные спиральные антенны, но я лично их эффективность не испытывал. Кончик антенны и у передатчика и у приемника запаивается в соответствующее отверстие в углу платы (не ошибитесь в модернизированном варианте передатчика — там слово ANT тоже не на месте, см. рис. выше).
Формирование и обработка передаваемых данных
Это второй крупный недостаток большинства обзоров по нашей теме: авторы ограничиваются какой-то локальной задачей, не формулируя ее в общем виде, как передачу произвольных данных одним пакетом. Как вы поняли из описания выше, передаваться нашим комплектом может только простая последовательность бит. Стандартная библиотека VirtualWire кодирует их специальным образом (каждая тетрада кодируется 6-ю битами, впереди добавляется синхронизирующий заголовок, и еще добавляется контрольная сумма для всего пакета) и на выходе превращает в более привычную последовательность байт. Но разбираться с ней уже приходится программисту самостоятельно.
Далее мы считаем, что передатчик и приемник подключены к Arduino. Кроме VirtualWire, в связи с бумом «умных домов», есть еще много всякого подобного, вроде RC-Switch или RemoteSwitch, но они ориентированы на другие задачи, и для передачи произвольных данных их употреблять явно не стоит.
Максимальная длина одного сообщения в VirtualWire равна 27 байт (см. документацию). Передача одного полного сообщения (оно автоматически дополняется сигнатурой 0xb38, значением длины сообщения и контрольной суммой) при выбранной мной скорости 1200 бит/с составляет 0,35 секунды.
Чем больше, кстати, выбранная скорость передачи, тем дальность передачи будет меньше. По опыту применения RS-232 известно, что при увеличении дальности допустимая скорость передачи экспоненциально падает: на скорости 19200 неэкранированная линия работает на 15 метров, на 9600 — 150 метров, а на скорости 1200 — более километра. Интересно было бы экспериментально выяснить характер этой зависимости для нашего случая, ведь очень много здесь зависит и от применяемой математики.
Инициализация передатчика в VirtualWire выглядит так:
Разберем принципы формирования данных на конкретном примере. Пусть у нас имеется выносной датчик температуры-влажности. Он выдает значения (переменные temperature и humidity) в формате действительного числа со знаком (float). Чтобы было проще разбираться на приемном конце, будем все приводить к виду положительного целого числа с числом десятичных разрядов не менее 4, переводить разряды по отдельности в ASCII-символы, передавать получившуюся строку, а на приемном конце выполнять обратные операции. Конечно, можно упростить задачу (например, обойтись без преобразования в ASCII и укоротить числа), но в таком виде она получается единообразной для почти любых разновидностей цифровых данных, что упрощает разборку при приеме.
На практике для формирования сообщения удобно воспользоваться типом String, примерно так:
Если требуется передавать более точные числа с большим количеством разрядов, то вы просто увеличиваете длину массива msg. Глобальные «волатильные» переменные tmpr и hum нужны в случае, если вы осредняете несколько показаний, в противном случае они тоже могут быть объявлены локальными внутри функции loop(). Сообщение, как видите, состоит из значений преобразованных температуры и влажности, в ASCII-строках по четыре байта каждое, предваряемых строкой из трех символов «DAH» (символы могут быть любыми другими из таблицы ASCII). Это сигнатура, которая позволит выделить данное сообщение из числа возможных других, посылаемых аналогичными устройствами. Не пренебрегайте сигнатурой, даже если вы полагаете, что других устройств поблизости в этом диапазоне не предвидится, заодно она служит дополнительной гарантией целостности принимаемых данных.
Заметьте также, что при преобразовании строки в массив необходимо указать на один символ больше, чем суммарная длина сообщения (3+4+4=11), это учитывается нулевой символ, замыкающий строку. А величина массива msg[] должна быть указана с запасом и может быть любой, в данном случае от 13 до 27 байт. При передаче все равно отправится ровно столько, сколько вернет функция strlen(msg), то есть 11 байт + нулевой символ.
В приемной части полученный массив ASCII-кодов придется разбирать (парсить). Но сначала нужно его принять. Для инициализации приема выполняются следующие действия:
Собственно прием с разборкой строки такой:
Надеюсь, у вас теперь будет меньше вопросов по применению этих дешевых и удобных в применении устройств.
Источник