¿Qué necesito para construir y probar una antena de barra de ferrita para una frecuencia específica?

Question

Estoy tratando de juntar lo que necesitaría para un pequeño proyecto de hobby. Me gustaría construir algo que es básicamente el equivalente a un buscador de balizas de avalancha hecho en casa. Las balizas de avalancha transmiten a 457 kHz y por lo que he investigado parece que la primera pieza que necesito es una antena de barra de ferrita. Aunque soy bastante técnico, el hardware y especialmente la radio son completamente nuevos para mí.

Así que preguntas específicas:

1. Si consigo una barra de ferrita de aquí -> http://www.stormwise.com/page26.htm ¿quiero la ferrita de 125u o la de 2000u? Parece que ambas cubren la frecuencia que necesito.
2. Todo lo que encuentro en la red implica construir una antena para radios de frecuencia AM. Sólo la necesito para una frecuencia y está por debajo de AM, ¿no?
3. Dado 2) ¿Cómo puedo saber cuánto cable debo envolver? Parece que es casi prueba y error y no he podido encontrar ningún buen recurso para tales cálculos.
4. Si se trata de prueba y error, una vez que tengo mi barra de ferrita envuelta en alambre, ¿cómo puedo probarla rápidamente? ¿Necesito un osciloscopio o algún otro equipo? Tengo una baliza de avalancha que puedo poner a transmitir, pero supongo que mi pregunta es ¿cómo sé que mi antena está diseñada para captarla?
5. Cualquier recurso para este tipo de cosas será útil. Me está costando encontrar información y creo que es porque no sé qué términos de búsqueda utilizar.

Answer 1

Has hecho un montón de preguntas que en realidad son demasiado amplias en conjunto, así que me limitaré a responder a lo que parece ser la pregunta de fondo sobre cómo hacer una antena de barra de ferrita sintonizada.

Básicamente, una antena de barra de ferrita es un circuito L-C resonante. La barra de ferrita y la bobina que la rodea forman el inductor, y se conecta un condensador deliberado a través de él. El Q puede ser bastante alto, ya que está limitado sólo por la resistencia en la bobina del inductor y cualquier pérdida en la ferrita. Asegúrate de que la ferrita está clasificada para una frecuencia muy superior a la que quieres que resuene. A 457 kHz eso no será un problema.

La frecuencia de resonancia de un circuito L-C es:

  F = 1 / 2π sqrt(LC)

Cuando L está en henrios y C en faradios, entonces F estará en hercios. Por supuesto, se puede reorganizar esto para obtener cualquiera de F, L o C a partir de los otros dos. Por ejemplo, para encontrar la inductancia para resonar a 457 kHz con un condensador de 10 nF, necesitas

  L = 1 / (2πF)² C = 12,1 µH

Dado que tu frecuencia es fija, resolviendo sólo un par L-C, puedes obtener fácilmente otros. Por ejemplo, si quisieras 10 veces la inductancia, tendrías que usar 1/10 de la capacitancia, o sea 1 nF y 121 µH.

La mejor manera de obtener la inductancia correcta es mediante la experimentación. Sí, en teoría podrías obtener los datos de la barra de ferrita y hacer un montón de cálculos para determinar el número de vueltas, pero será más fácil simplemente probar algo, ver dónde estás, y ajustar iterativamente hasta que obtengas la frecuencia de resonancia deseada. A partir de los números anteriores, un condensador en el rango de 1-10 nF debería funcionar bien, ya que 12-120 µH es factible. Yo probablemente apuntaría a algo en el rango de 50-100 µH. Haz los cálculos, consigue un condensador adecuado y empieza a bobinar. Los condensadores no suelen ser tan precisos, así que empieza con el tapón final y ajusta el inductor hasta que consigas la frecuencia de resonancia deseada con esa gorra .

No sé qué tamaño tiene tu barra de ferrita, pero como una conjetura salvaje, empieza con unas 50 vueltas de alambre de imán y ve dónde estás. Algo así como un alambre recubierto de esmalte de calibre 28 probablemente será lo correcto.

Hay varias maneras de encontrar la frecuencia de resonancia. Yo probablemente empezaría con un generador de funciones, una resistencia y un osciloscopio. Alimenta el circuito del tanque L-C (tu inductor con el tapón en paralelo) desde el generador de funciones a través de una resistencia, y mira el voltaje a través del L-C en el osciloscopio. Habrá un pico de amplitud agudo en la frecuencia de resonancia, y será casi 0 en el resto. Haz un barrido de la frecuencia ajustando el dial del generador de funciones para encontrar el pico, y luego mira cuál es la frecuencia. Yo haría que el osciloscopio me dijera la frecuencia en lugar de confiar en el dial del generador de funciones. Esos son notoriamente inexactos, a menos que tengas un generador de frecuencia calibrado con precisión.

Si la frecuencia de resonancia es demasiado alta, añade más vueltas. Si es demasiado baja, quita algunas. Repite la operación hasta que lo consigas. Una vez que lo consigas, pon un poco de pegamento caliente o epoxi en los bobinados para evitar que se muevan.

Ahora tienes una antena magnética sensible sintonizada a la frecuencia de interés. El resto es un amplificador seguido de un detector, pero eso es demasiado para entrar en esta pregunta.

Answer 2

He construido unos cuantos receptores de onda larga para las balizas de los aeropuertos aquí en Australia. Por lo general, operan entre 200 y 450 Khz, por lo que podría estar dentro del parque de bolas de lo que está buscando en términos de la componente L / C de su receptor. La mayoría de los receptores sencillos de este tipo se basan en los circuitos integrados MK484 o TA 7642, utilizados para sustituir el circuito integrado ZN414.

En cuanto al circuito sintonizado, cuanto mejor sea la calidad de los componentes utilizados, mejores serán sus resultados. La AM y las bandas inferiores suelen ser bastante ruidosas en cuanto a zumbidos, hachís y otras señales irresolubles. Si puedes, consigue una tapa de sintonía que utilice aislantes cerámicos en lugar de paxilón u otros materiales no tan buenos. La cerámica es para las tapas de los sintonizadores lo que el vidrio es para los cables de alta tensión: evita que las señales se filtren a tierra, y la pérdida de señal es algo que no necesitas.

Por lo tanto, una buena tapa de sintonía de 500 a 600 pF por banda, y si es de 2 o 3 bandas, aún mejor - usted usará menos cable. Con una tapa de valor energético y una buena barra de ferrita (cuanto más larga y gruesa mejor) intente enrollar unas 120 vueltas en la barra. Utiliza alambre litz si puedes conseguirlo.

Se puede obtener de bobinas de antena o de viejos transformadores de FI en desuso; se puede obtener más que suficiente para una bobina de 120 vueltas de un dispositivo metálico de FI de 2 bobinas, pero habrá que tener cuidado de no soltar las capas exteriores, ya que a menudo se mantienen intactas por un pegamento de color marrón.

Este pegamento puede estropear las dos primeras capas, más o menos, si lo manipulas con demasiada brusquedad, así que utiliza un bisturí o una navaja para raspar el pegamento viejo y seco, con cuidado, y recupera todo el alambre que necesites.

También se pueden rescatar buenas varillas de ferrita de viejos receptores de AM - sólo tienes que quitar la varilla y sus soportes, y quitar la bobina existente y sustituirla por la que necesitas enrollar. Alternativamente, use la bobina que está en la varilla, y simplemente use dos o tres grupos de condensadores de sintonía cableados juntos, para obtener la capacitancia lo suficientemente baja para el f0 de 457Khz al que necesita recibir.

Evite las tapas de sintonía de polivarión (plástico) baratas y las varillas de ferrita cortas y baratas, ya que el resultado final puede ser decepcionante si decide utilizarlas.

Answer 3

Sólo tienes que ir a buscar un condensador de sintonía valorado en unos 300 pf y una barra de ferrita lo suficientemente larga como para poner 200 vueltas de alambre de cobre esmaltado, no olvides la cinta adhesiva por debajo.

A veces utilizo hilo de cobre aislado estañado de esos grandes aparatos de televisión antiguos, este material es oro para hacer bobinas sin todo el alboroto, básicamente duran para siempre también. de todos modos es bueno experimentar usted mismo y saltar y tener un ir. No es necesario ser un científico de cohetes para la NASA para hacer una pequeña radio vieja, la tapa de sintonía y la bobina por sí sola hará un muy buen circuito sintonizado, no hay necesidad de añadir otros bits a la misma, excepto su radio mk48

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Hace un tiempo hice una radio similar principalmente para recibir balizas, etc. Simplemente enrollé alambre de cobre esmaltado alrededor de una larga barra de ferrita que obtuve de un viejo equipo de radio de válvulas. Enrollé unas 200 vueltas y luego desenrollé diez a la vez para ver qué podía captar, conseguí unas cuantas balizas, sobre todo las que podrían usarse en caso de emergencia.

Te sugiero que consigas una tapa sintonizadora de una vieja radio de válvulas, ya que funcionan mucho mejor para recibir ondas largas, es básicamente una radio normal con una bobina muy larga, había un excelente diagrama de uno en un número anterior de silicon chip que utilizaba un ic mk484 y tenía dos transistores de salida como una configuración de par complementario. Creo que era bc 337 o similar básicamente un transistor pnp y un transistor npn. He podido encontrar ese diagrama en la red desde entonces pero supongo que alguien lo tendría.

Hace un tiempo jugué con todo tipo de radios y hice algunas tranquilas de la red y les puse mis propios toques, la de onda larga de silicon chip era un diseño realmente bueno y tan simple de hacer. La mk484 es muy efectiva y atrae a las estaciones de todo el mundo, pero parece que hoy en día hay muchos diagramas en la red que no funcionan en absoluto, básicamente pérdidas de tiempo, hay un infierno de un montón aquí.

No solía ser así antes, por supuesto, usted consiguió el impar thingo que no funcionó, pero ahora en la red es como nada funciona, los libros son una mejor opción ahora no tantos errores en los que, pero todavía están allí.

Answer 4

¿Practicando un proyecto avanzado, diseñando un receptor desde cero, A) sin conocimientos, B) sin equipo, C) sin experiencia previa? Tenga cuidado, ya que un gran fracaso en los primeros proyectos puede alejar a los estudiantes de la electrónica por completo.

Ve y construye primero muchos proyectos para principiantes. Para tener éxito en el receptor de avalancha, ya deberías haber construido transmisores/receptores sencillos como kits o proyectos online con esquemas, y ya conocer las respuestas a tus preguntas.

Si realmente insistes en abordar proyectos avanzados, en su lugar haz circuitos-mods: altera una radio AM comercial, o encuentra un proyecto/esquema online que se acerque a tus necesidades (como los receptores de radio VLF para escuchar "silbidos", etc.

Answer 5

Una forma mucho mejor de experimentar con una barra de ferrita y una bobina para encontrar la inductancia adecuada para una frecuencia determinada sería enrollar una bobina grande en la ferrita con alambre magnético esmaltado de 28 a 30 AWG y, después de haber asegurado ambos extremos con pegamento, tomar una tabla de emory o papel de lija fino y desnudar toda la longitud de un lado de la bobina hasta el cobre limpio. A partir de ahí podrá encontrar el punto exacto que se corresponde con la frecuencia correcta que necesita. Si tiene un medidor LCR, esto facilita mucho la tarea, ya que puede encontrar la inductancia correcta tocando la parte adecuada con la sonda. Las bobinas son lineales, por lo que si la inductancia total es de 300 microhenrios, a la mitad será de 150, etc.