Wie erstelle ich eine Handy-Detektorschaltung?

Im gegenwärtigen Jahrhundert ist das häufigste elektronische Gerät, das bei jeder Person gesehen wird, ein Mobiltelefon. Mit dem Fortschritt in der Welt bewegt sich die Technologie auch im Bereich der Kommunikation schnell. Dies führt zu einem exponentiellen Anstieg der Anforderungen an ein Mobiltelefon. Ein Mobiltelefon ist ein Mobilfunkgerät, das Signale empfängt und sendet. Im Allgemeinen liegt der Frequenzbereich eines zellularen Signals zwischen 0,9 und 3 GHz.

In diesem Artikel werden wir eine Handy-Detektorschaltung herstellen, die das Vorhandensein eines Handys in der Umgebung durch die Erkennung dieser Frequenzen erkennt. Eine einfache Handy-Detektorschaltung kann auf zwei Arten hergestellt werden. Wir werden beide Schaltkreise hier einzeln diskutieren. Wie es zuvor gesagt wurde, umfassen die zwei Möglichkeiten, wie zwei eine Handy-Detektorschaltung bilden eine Kombination aus Schottky-Diode und Spannungskomparator und einBiCMOS Operationsverstärker.

Wie erstelle ich eine mobile Detektorschaltung mit BiCMOS Op-Amp?

Da wir die Zusammenfassung unseres Projekts kennen, lassen Sie uns fortfahren und weitere Informationen sammeln, um mit der Arbeit an diesem Projekt zu beginnen. Zunächst werden wir die Schaltung mit BiCMOS Op-Amp diskutieren.

Schritt 1: Sammeln der Komponenten

Der beste Ansatz, um ein Projekt zu starten, besteht darin, eine Liste der Komponenten zu erstellen und diese Komponenten kurz zu untersuchen, da niemand nur wegen einer fehlenden Komponente in der Mitte eines Projekts bleiben möchte. Eine Liste der Komponenten, die wir in diesem Projekt verwenden werden, finden Sie unten:

Schritt 2: Studieren der Komponenten

Da wir jetzt die Hauptidee hinter dem Projekt kennen und auch eine vollständige Liste aller Komponenten haben, lassen Sie uns einen Schritt voraus gehen und eine kurze Untersuchung aller Komponenten durchführen.

CA3130A und CA3130 sind Operationsverstärker, bei denen die Vorteile von CMOS- und Bipolartransistoren kombiniert werden. Um eine sehr hohe Eingangsimpedanz und einen sehr niedrigen Eingangsstrom an der Eingangsschaltung bereitzustellen, werden Gate-geschützte P-Kanal-MOSFET (PMOS) -Transistoren verwendet. Dies bietet auch eine außergewöhnliche Geschwindigkeitsleistung. Die Verwendung von PMOS-Transistoren in der Eingangsstufe führt zu einer Gleichtakt-Eingangsspannungsfähigkeit bis zu 0,5 V unterhalb des negativen Versorgungsanschlusses, ein wichtiges Attribut bei Einzelversorgungsanwendungen. Die Betriebsversorgungsspannung einer CA3130-Serie reicht von 5 V bis 16 V. Ein einzelner externer Kondensator kann damit als Phasenkompensator verwendet werden. Für das Stroboskopieren der Ausgangsstufe sind Anschlussklemmen erforderlich.

EIN BC548ist ein NPN-Transistor. Wenn also der Basisstift auf Masse gehalten wird, werden der Kollektor und der Emitter umgekehrt, und wenn das Signal an die Basis geliefert wird, werden der Kollektor und der Emitter in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Der Verstärkungswert dieses Transistors reicht von 110 bis 800. Die Verstärkungskapazität des Transistors wird durch diesen Verstärkungswert bestimmt. Wir können die schwere Last nicht an diesen Transistor anschließen, da die maximale Strommenge, die durch den Kollektorstift fließen kann, fast 500 mA beträgt. An den Basisstift ist Strom anzulegen, um den Transistor vorzuspannen, dieser Strom (I._B.) sollte auf 5mA begrenzt werden.

Antenne: Eine Antenne ist ein Wandler. Es wird verwendet, um die Funkfrequenzfelder in Wechselstrom umzuwandeln oder umgekehrt. Es gibt zwei Hauptantennentypen, eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne, die beide für die Funkübertragung verwendet werden. Radiowellen sind elektromagnetische Wellen, die mit Lichtgeschwindigkeit Signale durch die Luft übertragen. Die Antenne ist die wichtigste Komponente in jedem Funkgerät. Diese werden in Mobilfunkgeräten, Radarsystemen, Satellitenkommunikation usw. verwendet.

Veroboard ist eine gute Wahl, um eine Schaltung zu erstellen, da das einzige Problem darin besteht, Komponenten auf der Vero-Platine zu platzieren und sie einfach zu löten und den Durchgang mit dem Digital Multi Meter zu überprüfen. Sobald das Schaltungslayout bekannt ist, schneiden Sie die Platine auf eine angemessene Größe. Zu diesem Zweck legen Sie die Platte auf die Schneidematte und verwenden Sie eine scharfe Klinge (sicher) und treffen Sie alle Sicherheitsvorkehrungen, um die Last mehr als einmal oben und unten entlang der geraden Kante (5 oder mehrmals) zu überfahren die Öffnungen. Legen Sie anschließend die Komponenten eng auf die Platine, um eine kompakte Schaltung zu bilden, und löten Sie die Stifte entsprechend den Schaltungsverbindungen. Versuchen Sie im Fehlerfall, die Verbindungen zu entlöten und erneut zu löten. Überprüfen Sie abschließend die Kontinuität. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um eine gute Schaltung auf einem Veroboard zu erstellen.

Schritt 3: Arbeiten der Schaltung

Der Operationsverstärkerteil der Schaltung dient als HF-Signaldetektor, während der Transistorteil der Schaltung als Anzeige fungiert. Die Kondensatorakkumulation neben dem Empfangsdraht wird verwendet, um HF-Signale zu unterscheiden, wenn ein Mobiltelefon einen Telefonanruf tätigt (oder erhält) oder eine Sofortnachricht sendet (oder erhält).

Der Operationsverstärker liest das Signal, indem er den Stromanstieg am Eingang auf die Spannung am Ausgang umschaltet und die LED betätigt wird.

Schritt 4: Zusammenbau der Komponenten

Nachdem wir nun die Hauptarbeit und auch den gesamten Ablauf unseres Projekts kennen, können wir fortfahren und mit der Herstellung der Hardware für unser Projekt beginnen. Eines muss beachtet werden, dass der Stromkreis kompakt sein muss und die Komponenten so nahe beieinander platziert werden müssen.

1. Nehmen Sie ein Veroboard und reiben Sie seine Seite mit der Kupferbeschichtung mit einem Schaberpapier ab.
2. Platzieren Sie nun die Komponenten vorsichtig und schließen Sie sie so nahe, dass die Größe des Stromkreises nicht sehr groß wird
3. Stellen Sie die Verbindungen vorsichtig mit Lötkolben her. Wenn beim Herstellen der Verbindungen ein Fehler gemacht wird, versuchen Sie, die Verbindung zu entlöten und die Verbindung erneut ordnungsgemäß zu löten. Am Ende muss die Verbindung jedoch fest sein.
4. Wenn alle Verbindungen hergestellt sind, führen Sie einen Durchgangstest durch. In der Elektronik ist der Durchgangstest die Überprüfung eines Stromkreises, um zu prüfen, ob der Stromfluss im gewünschten Pfad fließt (dass es sich mit Sicherheit um einen Gesamtstromkreis handelt). Ein Durchgangstest wird durchgeführt, indem eine kleine Spannung (verdrahtet in Anordnung mit einer LED oder einem Aufruhr erzeugenden Teil, zum Beispiel einem piezoelektrischen Lautsprecher) über dem gewählten Weg eingestellt wird.
5. Wenn der Durchgangstest bestanden ist, bedeutet dies, dass die Schaltung wie gewünscht ausreichend hergestellt ist. Es kann jetzt getestet werden.

Die Schaltung sieht wie im Bild unten aus:

So erstellen Sie eine mobile Detektorschaltung mit Schottky Diode?

Wie wir bereits gesehen haben, wie man eine Handy-Detektorschaltung mit einem herstellt BiCMOS OperationsverstärkerLassen Sie uns nun ein anderes Verfahren durchlaufen, in dem wir a verwenden werden Kombination aus Schottky-Diode und Spannungskomparatorum eine Schaltung zu erstellen, die ein Mobiltelefon in der Umgebung erkennt.

Schritt 1: Sammeln der Komponenten

Im Folgenden finden Sie die vollständige Liste der Komponenten, die für diese Konfiguration verwendet werden.

Schritt 2: Studieren der Komponenten

Da wir eine vollständige Liste aller Komponenten haben, gehen wir einen Schritt weiter und gehen eine kurze Studie aller Komponenten durch.

LM339gehört zu den Komponenten, die vier unabhängige Spannungskomparatoren enthalten. Das Design jedes Komparators ist so ausgelegt, dass jeder Komparator über einen weiten Bereich von Eingangsspannungen mit einer einzigen Stromquelle betrieben werden kann. Es ist auch mit den geteilten Netzteilen kompatibel. Die Eigenschaften einiger Komparatoren sind sehr einzigartig. Zum Beispiel enthält der Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich eine Erdung, wenn er mit einer einzelnen Versorgungsspannung betrieben wird. Der Hauptzweck eines Komparators besteht darin, das Signal zwischen digitalen und analogen Domänen zu drehen. Es nimmt zwei Eingänge an seinen Eingangsanschlüssen und vergleicht sie. Nach dem Vergleich wird angezeigt, welcher der beiden Eingänge an den Eingangsanschlüssen größer ist. Es hat eine breite Palette von Anwendungen. Zum Beispiel wird es im Basiskomparator, zum Ansteuern von CMOS, zum Ansteuern von TTL, zum Niederfrequenz-Operationsverstärker, zum Wandlerverstärker usw. verwendet.

BC547ist ein NPN-Bipolartransistor. Das Wort Transistor bedeutet Übertragung des Widerstands und seine Grundfunktion ist die Verstärkung des Stroms. BC547 kann sowohl zu Schaltzwecken als auch zu Verstärkungszwecken verwendet werden. Es verfügt über drei Anschlüsse Basis, Emitter und Kollektor. Die durch den Kollektor fließende Strommenge wird durch die durch die Basis zum Emitter fließende Strommenge gesteuert. Die maximale Stromverstärkung dieses Transistors beträgt fast 800. Damit dieser Transistor im gewünschten Bereich arbeitet, ist eine feste Gleichspannung erforderlich. Dieser Transistor ist so vorgespannt, dass er für alle Eingangsbereiche zur Verstärkung immer teilweise vorgespannt ist. an der Basis erfolgt die Verstärkung des Eingangs und wird dann auf die Emitterseite übertragen.

EIN Schottky Diodeist eine Halbleiterdiode, die durch die Verbindung eines Halbleiters mit einem Metall gebildet wird. Die Schaltwirkung dieser Diode ist sehr schnell. Es hat einen sehr geringen Durchlassspannungsabfall. Ein Strom fließt in Vorwärtsrichtung, wenn eine ausreichende Spannung angelegt wird. Die Durchlassspannung der Schottky-Diode liegt im Gegensatz zu den anderen normalen Dioden, deren Durchlassspannung zwischen 600 und 700 mV variiert, zwischen 150 und 450 mV. Der bessere Systemwirkungsgrad und die höhere Schaltgeschwindigkeit sind aufgrund der niedrigeren Durchlassspannung zulässig.

Schritt 3: Design der Schaltung

Der Aufbau einer Schaltung besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Detektorschaltungsdesign, Verstärkerschaltungsdesign, und Komparatorschaltungsdesign.

Das Detektorschaltung umfasst eine Induktivität, eine Diode, einen Kondensator und einen Widerstand. Hier wird eine Induktorschätzung von 10 uH gewählt. Als Detektordiode wird eine Schottky-Diode BAT54 ausgewählt, die das niederfrequente Wechselstromsignal gleichrichten kann. Der Kanalkondensator wurde in einen 100nF-Keramikkondensator aufgenommen, der zum Durchsieben von Wechselstromschwellungen verwendet wurde. Ein Lastwiderstand von 100 Ohm wird verwendet.

Hier in Design der Verstärkerschaltungwird ein einfacher BJT BC547 in einem ähnlichen Common-Emitter-Modus verwendet. Der Emitterwiderstand ist für diese Situation nicht erforderlich, da das Ausgangssignal einen niedrigen Wert hat. Der Wert des Kollektorwiderstands wird durch die Schätzung der Batteriespannung, der Kollektor-Emitter-Spannung und des Kollektorstroms bestimmt. Typischerweise wird die Batteriespannung auf ungefähr 12 V gewählt. 5 V ist die Betriebspunktspannung des Kollektors und des Emitters und der Kollektorstrom beträgt fast 2 mA. Daher wird als Rc ein 3k-Ohm-Widerstand verwendet. Der Eingangswiderstand sollte einen großen Wert von fast 100 k haben, da er zur Vorspannung des Transistors verwendet wird. Dies verhindert den Fluss des maximalen Stroms.

Hier wird Lm339 in der verwendet Komparatorschaltungsdesign.Eine Spannungsteilerkonfiguration wird verwendet, um die Referenzspannung an der invertierenden Klemme einzustellen. Die Referenzspannung wird in der Größenordnung von 4 V auf niedrig eingestellt, da die Ausgangsspannung von der Verstärkerschaltung ziemlich niedrig ist. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Widerstand von 200 Ohm und ein Potentiometer von 330 Ohm verwendet. Als Strombegrenzungswiderstand am Ausgangsanschluss wird ein 10-Ohm-Widerstand verwendet.

Schritt 4: Grundlegendes zur Funktionsweise der Mobiltelefon-Tracking-Schaltung

Die Signale, die von einem Mobiltelefon gesendet werden, sind Hochfrequenzsignale. An dem Punkt, an dem ein Mobiltelefon in der Nähe des Stromkreises verfügbar ist, wird das HF-Signal des Mobiltelefons durch den Prozess der gegenseitigen Induktion in den Induktor in dem Stromkreis induziert. Die Shockley-Diode ist für die Verstärkung des Wechselstromsignals der Hochfrequenz in der Größenordnung von GHz verantwortlich. Der Kondensator dient zum Filtern des Ausgangssignals.

Wenn nun das Mobiltelefon in die Nähe dieses Stromkreises gebracht wird, wird eine Spannung in die Drossel induziert und die Diode wird verwendet, um das Signal zu demodulieren. Dann verstärkt der Common-Emitter-Transistor die Spannung. Hier ist die Ausgangsspannung größer als die Referenzausgangsspannung. Der Ausgang ist also ein logisch hohes Signal, das die LED zum Leuchten bringt und das Vorhandensein eines Mobiltelefons in der Nähe anzeigt. Dies ist eine sehr einfache Schaltung, daher muss sie Zentimeter von der Schaltung entfernt sein.

Schritt 5: Zusammenbau der Komponenten

1. Nehmen Sie ein Veroboard und reiben Sie seine Seite mit der Kupferbeschichtung mit einem Schaberpapier ab.
2. Platzieren Sie nun die Komponenten vorsichtig und schließen Sie sie so nahe, dass die Größe des Stromkreises nicht sehr groß wird
3. Stellen Sie die Verbindungen vorsichtig mit Lötkolben her. Wenn beim Herstellen der Verbindungen ein Fehler gemacht wird, versuchen Sie, die Verbindung zu entlöten und die Verbindung erneut ordnungsgemäß zu löten. Am Ende muss die Verbindung jedoch fest sein.
4. Wenn alle Verbindungen hergestellt sind, führen Sie einen Durchgangstest durch. In der Elektronik ist der Durchgangstest die Überprüfung eines Stromkreises, um zu prüfen, ob der Stromfluss im gewünschten Pfad fließt (dass es sich mit Sicherheit um einen Gesamtstromkreis handelt). Ein Durchgangstest wird durchgeführt, indem eine kleine Spannung (verdrahtet in Anordnung mit einer LED oder einem Aufruhr erzeugenden Teil, zum Beispiel einem piezoelektrischen Lautsprecher) über dem gewählten Weg eingestellt wird.
5. Wenn der Durchgangstest bestanden ist, bedeutet dies, dass die Schaltung wie gewünscht korrekt ausgeführt wurde. Es kann jetzt getestet werden.

Die Schaltung sieht wie in der folgenden Abbildung aus:

Anwendungen

Es gibt eine breite Palette von Anwendungen einer Mobiltelefon-Detektorschaltung. Einige seiner Anwendungen sind unten aufgeführt:

1. Es kann in den Prüfungssälen und Besprechungsräumen verwendet werden, um das Vorhandensein eines Mobiltelefons festzustellen.
2. Eine nicht autorisierte Übertragung von Audio oder Video kann erkannt werden, indem das Mobiltelefon an bestimmten Stellen erkannt wird.
3. Gestohlene Mobiltelefone können in einem bestimmten Szenario mithilfe dieser mobilen Detektorschaltung erkannt werden.

Einschränkungen

Es gibt bestimmte Einschränkungen der oben genannten Mobiltelefon-Detektorschaltungen.

1. Die erste Schaltung ist ein Detektor mit niedriger Reichweite. Die Reichweite beträgt nur wenige Zentimeter.
2. Die Schottky-Diode mit einer höheren Barrierehöhe ist weniger empfindlich gegenüber Signalen, die vergleichsweise kleiner sind.