V současném století je nejběžnějším elektronickým zařízením, které vidí každý člověk, mobilní telefon. S pokrokem ve světě se technologie také rychle pohybuje v oblasti komunikace. To má za následek exponenciální nárůst požadavků na mobilní telefon. Mobilní zařízení je mobilní zařízení, které přijímá a vysílá signály. Obecně je rozsah frekvence celulárního signálu od 0,9 do 3 GHz.
Detektor mobilních telefonů
V tomto článku se chystáme vytvořit obvod detektoru mobilního telefonu, který detekcí těchto frekvencí vycítí přítomnost mobilního telefonu v okolí. Jednoduchý obvod detektoru mobilního telefonu lze vytvořit dvěma způsoby. Budeme zde diskutovat oba okruhy jeden po druhém. Jak již bylo řečeno, zahrnují dva způsoby, jak vytvořit obvod detektoru mobilního telefonu dvěma způsoby kombinace Schottkyho diody a komparátoru napětí a a Operační zesilovač BiCMOS.
Jak vytvořit obvod mobilního detektoru pomocí BiCMOS Op-Amp?
Jak víme abstrakt našeho projektu, pojďme se posunout vpřed a shromáždit další informace, abychom mohli na tomto projektu začít pracovat. Nejprve probereme obvod pomocí BiCMOS Op-Amp.
Krok 1: Shromažďování komponent
Nejlepší způsob, jak zahájit jakýkoli projekt, je vytvořit seznam komponent a projít krátkou studií těchto komponent, protože nikdo nebude chtít držet uprostřed projektu jen kvůli chybějící komponentě. Seznam komponent, které v tomto projektu použijeme, je uveden níže:
- CA3130 Op-Amp
- 100KΩ rezistor
- 1KΩ rezistor
- Kondenzátor 0,22nF
- 100µF kondenzátor
- 47pF kondenzátor
- BC548 NPN tranzistor
- Měděný drát k výrobě antény
- Veroboard
- baterie
- Propojovací dráty
- VEDENÝ
Krok 2: Studium komponent
Jelikož nyní známe hlavní myšlenku projektu a máme také kompletní seznam všech komponent, posuňme se o krok vpřed a projdeme si krátkou studii všech komponent.
CA3130A a CA3130 jsou operační zesilovače, ve kterých jsou kombinovány výhody CMOS i bipolárních tranzistorů. Pro zajištění velmi vysoké vstupní impedance, velmi malého vstupního proudu ve vstupním obvodu se používají tranzistory POSMET (PMOS) chráněné bránou. to také poskytuje výjimečný rychlostní výkon. Použití tranzistorů PMOS ve vstupním stupni vede ke schopnosti vstupního napětí v běžném režimu až o 0,5 V pod svorkou záporného napájení, což je důležitý atribut v aplikacích s jedním napájením. Provozní napájecí napětí řady CA3130 se pohybuje od 5V do 16V. Jako fázový kompenzátor s ním lze použít jeden externí kondenzátor. Pro strobování koncového stupně jsou zapotřebí koncová opatření.
CA 3130
NA BC548 je NPN tranzistor. Takže když je kolík základny držen na zemi, kolektor a emitor budou obráceny a když je poskytnut signál do základny, kolektor a emitor budou předpjaty dopředu. Hodnota zisku tohoto tranzistoru se pohybuje od 110 do 800. Zesilovací kapacita tranzistoru je určena touto hodnotou zisku. K tomuto tranzistoru nemůžeme připojit velkou zátěž, protože maximální množství proudu, které může protékat kolektorovým kolíkem, je téměř 500 mA. K předpětí tranzistoru, tohoto proudu (IB) by měla být omezena na 5 mA.
BC 548
Anténa: Anténa je převodník. Používá se k převodu polí rádiových kmitočtů na střídavý proud nebo naopak. Existují dva hlavní dva typy antény, vysílací anténa a přijímací anténa, které se používají pro rádiový přenos. Rádiové vlny jsou elektromagnetické vlny, které přenášejí signály vzduchem rychlostí světla. Anténa je nejdůležitější součástí každého zařízení vysílajícího rádiové záření. Používají se v celulárních zařízeních, radarových systémech, satelitní komunikaci atd.
Anténa
Veroboard je dobrá volba pro vytvoření obvodu, protože jedinou bolestí hlavy je umístit komponenty na Vero-board a jednoduše je připájet a zkontrolovat kontinuitu pomocí digitálního multimetru. Jakmile je známo rozložení obvodu, rozřízněte desku na rozumnou velikost. Za tímto účelem položte desku na řezací podložku a pomocí ostré čepele (bezpečně) a dodržením všech bezpečnostních opatření více než jednou přikládejte náklad nahoru a základnu podél rovné hrany (5krát nebo vícekrát), přejíždějte otvory. Poté proveďte těsné umístění komponent na desce, aby se vytvořil kompaktní obvod, a pájejte kolíky podle zapojení obvodu. V případě jakékoli chyby zkuste odpájit připojení a znovu je připájet. Nakonec zkontrolujte kontinuitu. Projděte následující kroky a vytvořte dobrý okruh na Veroboardu.
Veroboard
Krok 3: Práce na okruhu
Část obvodu s operačním zesilovačem funguje jako detektor RF signálu, zatímco část obvodu s tranzistorem funguje jako indikátor. Akumulace kondenzátorů podél přijímacího drátu se používá k rozlišení RF signálů, když mobilní telefon provádí (nebo získává) telefonní hovor nebo odesílá (nebo přijímá) okamžitou zprávu.
Provozní zesilovač analyzuje signál změnou nárůstu proudu na vstupu na napětí na výstupu a LED bude aktivována.
Krok 4: Sestavení komponent
Nyní, když známe hlavní pracovní a také kompletní okruh našeho projektu, pojďme pokročit a začít vyrábět hardware našeho projektu. Je třeba mít na paměti jednu věc, že obvod musí být kompaktní a komponenty musí být umístěny tak blízko.
- Vezměte Veroboard a otřete jeho stranu měděným povlakem škrabkou.
- Nyní umístěte komponenty opatrně a dostatečně blízko, aby velikost obvodu nebyla příliš velká
- Opatrně proveďte připojení pomocí páječky. Pokud při vytváření připojení dojde k chybě, zkuste připojení odpájet a připojení znovu správně připájet, ale nakonec musí být spojení pevné.
- Jakmile jsou všechna připojení provedena, proveďte test spojitosti. V elektronice je testem kontinuity kontrola elektrického obvodu, aby se zkontrolovalo, zda proud teče v požadované cestě (zda je to jistě celý obvod). Test spojitosti se provádí nastavením malého napětí (zapojeného v uspořádání s LED nebo rozruch vytvářející část, například piezoelektrický reproduktor) zvoleným způsobem.
- Pokud test kontinuity proběhne, znamená to, že obvod je adekvátně proveden podle potřeby. Nyní je připraven k testování.
Obvod bude vypadat jako na obrázku níže:
Jednoduchý obvod mobilního detektoru
Jak vyrobit obvod mobilního detektoru pomocí Schottkyho dioda ?
Jak jsme již viděli, jak vytvořit obvod detektoru mobilního telefonu pomocí a Operační zesilovač BiCMOS Pojďme nyní projít dalším postupem, ve kterém použijeme a kombinace Schottkyho diody a komparátoru napětí vytvořit obvod, který detekuje mobilní telefon v okolí.
Krok 1: Shromažďování komponent
Následuje úplný seznam komponent, které budou použity k provedení této konfigurace.
- 10uH induktor
- 100-ohmový rezistor
- 100k-ohmový rezistor
- 100nF kondenzátor
- 3k-ohmový rezistor
- 100 ohmový rezistor
- 200 ohmový rezistor
- BAT54 Schotteyova dioda
- VEDENÝ
- Veroboard
Krok 2: Studium komponent
Protože máme kompletní seznam všech komponent, pojďme se posunout o krok vpřed a projít si krátkou studii všech komponent.
LM339 patří k těm součástem, které mají čtyři nezávislé napěťové komparátory. Konstrukce každého komparátoru je taková, že každý komparátor může pracovat na jediném zdroji energie v širokém rozsahu vstupních napětí. Je také kompatibilní s dělenými napájecími zdroji. Vlastnosti některých komparátorů jsou velmi jedinečné. Například vstupní rozsah napětí v běžném režimu má v sobě zahrnutou zem, když pracuje s jediným napájecím napětím. Základním účelem komparátoru je to, že otáčí signál mezi digitální a analogovou doménou. Vezme dva vstupy na svých vstupních svorkách a porovná je. Po srovnání to řekne, který je větší vstup ze dvou na vstupních svorkách. Má širokou škálu aplikací. Například se používá v základním komparátoru, řízení CMOS, řízení TTL, nízkofrekvenční operační zesilovač, zesilovač převaděče atd.
LM339
BC547 je NPN bipolární tranzistor. Slovo tranzistor znamená přenos odporu a jeho základní funkcí je zesílení proudu. BC547 lze použít jak pro účely přepínání, tak pro účely zesílení. Má tři terminály základnu, vysílač a kolektor. Množství proudu protékajícího kolektorem je řízeno množstvím proudu protékajícího základnou k emitoru. Maximální proudový zisk tohoto tranzistoru je téměř 800. Aby tento tranzistor pracoval v požadované oblasti, je vyžadováno pevné stejnosměrné napětí. Tento tranzistor je předpjatý tak, že pro všechny rozsahy vstupu je pro zesílení vždy částečně předpjatý. na základně se provede zesílení vstupu a ten se poté přenese na stranu emitoru.
BC547
NA Schottkyho dioda je polovodičová dioda vytvořená spojením polovodiče s kovem. Spínací účinek této diody je velmi rychlý. Má velmi nízký pokles dopředného napětí. Při přivedení dostatečného napětí teče proud dopředu. dopředné napětí Schottkyho diody je od 150 do 450 mV, na rozdíl od ostatních normálních diod, jejichž dopředné napětí se pohybuje od 600 do 700 mV. Lepší účinnost systému a vyšší spínací rychlost jsou povoleny kvůli nižšímu dopřednému napětí.
Schottkyho dioda
Krok 3: Návrh obvodu
Konstrukce obvodu se skládá hlavně ze tří částí, Návrh obvodu detektoru , Design obvodu zesilovače, a Návrh obvodu komparátoru .
The obvod detektoru obsahuje induktor, diodu, kondenzátor a odpor. Zde je vybrán odhad induktoru 10uH. Jako detektorová dioda je vybrána Schottkyho dioda BAT54, která může napravit nízkofrekvenční střídavý signál. Kanálový kondenzátor byl vybrán v keramickém kondenzátoru 100 nF, který se používá k prosévání vln AC. Je použit zatěžovací odpor 100 Ohmů.
Tady, v design obvodu zesilovače , jednoduchý BJT BC547 se používá jako běžný režim emitoru. Rezistor emitoru není v této situaci vyžadován, protože výstupní signál má nízkou hodnotu. Hodnota odporu kolektoru je dána odhadem napětí baterie, napětí kolektoru-emitoru a proudu kolektoru. Napětí baterie se obvykle volí kolem 12V. 5 V je pracovní bodové napětí kolektoru a emitoru a proud kolektoru je téměř 2 mA. Jako Rc se tedy používá 3k-ohmový rezistor. Vstupní rezistor by měl mít velkou hodnotu, téměř 100k, protože se používá k zajištění zkreslení tranzistoru. Tím se zabrání toku maximálního proudu.
Zde se Lm339 používá v Návrh obvodu komparátoru. Konfigurace děliče napětí se používá k nastavení referenčního napětí na invertující svorce. Referenční napětí je nastaveno na minimum řádově 4V, protože výstupní napětí ze obvodu zesilovače je poměrně nízké. K dosažení tohoto cíle se používá rezistor 200 ohmů a potenciometr 330 ohmů. Jako odpor omezující proud na výstupní svorce se používá odpor 10 ohmů.
Krok 4: Porozumění fungování sledovacího obvodu mobilního telefonu
Signály vysílané z mobilního telefonu jsou vysokofrekvenční signály. V okamžiku, kdy je mobilní telefon k dispozici v blízkosti obvodu, je vysokofrekvenční signál z mobilního telefonu indukován do induktoru v obvodu procesem vzájemné indukce. Shockleyova dioda je zodpovědná za zesílení střídavého signálu vysoké frekvence řádově v GHz. Kondenzátor se používá k filtrování výstupního signálu.
Když se nyní mobilní telefon přiblíží k tomuto obvodu, indukuje se do tlumivky napětí a dioda se použije k demodulaci signálu. Tranzistor společného emitoru pak zesiluje napětí. Zde je výstupní napětí vyšší než referenční výstupní napětí. Výstupem je tedy logicky vysoký signál, který rozsvítí LED, což bude indikovat přítomnost mobilního telefonu v okolí. Jedná se o velmi jednoduchý okruh, takže musí být umístěn centimetry od okruhu.
Krok 5: Sestavení komponent
- Vezměte Veroboard a otřete jeho stranu měděným povlakem škrabkou.
- Nyní umístěte komponenty opatrně a dostatečně blízko, aby velikost obvodu nebyla příliš velká
- Opatrně proveďte připojení pomocí páječky. Pokud při vytváření připojení dojde k chybě, zkuste připojení odpájet a připojení znovu správně připájet, ale nakonec musí být spojení pevné.
- Jakmile jsou všechna připojení provedena, proveďte test spojitosti. V elektronice je testem kontinuity kontrola elektrického obvodu, aby se zkontrolovalo, zda proud teče v požadované cestě (zda je to jistě celý obvod). Test spojitosti se provádí nastavením malého napětí (zapojeného v uspořádání s LED nebo rozruch vytvářející část, například piezoelektrický reproduktor) zvoleným způsobem.
- Pokud test spojitosti proběhne, znamená to, že obvod je vytvořen správně podle potřeby. Nyní je připraven k testování.
Obvod bude vypadat jako na obrázku níže:
Detektor mobilních telefonů pomocí Schottkyho diody
Aplikace
Existuje celá řada aplikací obvodu detektoru mobilních telefonů. Některé z jeho aplikací jsou uvedeny níže:
- Lze jej použít ve vyšetřovacích sálech a zasedacích místnostech k detekci přítomnosti mobilního telefonu.
- Neautorizovaný přenos zvuku nebo videa lze zjistit detekcí mobilního telefonu na určitých místech.
- Ukradené mobilní telefony lze detekovat v konkrétním scénáři pomocí tohoto obvodu mobilního detektoru.
Omezení
Výše uvedené, obvody detektorů mobilních telefonů, mají určitá omezení.
- První obvod je detektor nízkého dosahu. Jeho dosah je jen několik centimetrů.
- Schottkyho dioda, která má vyšší výšku bariéry, je méně citlivá na ty signály, které jsou relativně menší.
