Microspia fm 434 mhz con CAG e PLL

Stampa
( 1 Vote ) 
Valutazione attuale:  / 1
ScarsoOttimo 
Categoria: Elettronica
Data pubblicazione
Scritto da irpinox Visite: 392

 

 

MICROSPIA  FM  UHF  434  MHZ  CON  CAG  E  PLL.

 

INTRODUZIONE.

L’idea di realizzazione della microspia che vi presento è nata dopo aver visionato su internet  alcuni schemi di micro trasmettitori ambientali commerciali di ultima generazione che utilizzano nuovi minuscoli integrati PLL, in gamma UHF, che svolgono praticamente l’intera funzione di un piccolo trasmettitore FM con una potenza RF erogata di circa 10 mW, eliminando quindi tutti i problemi derivanti da un circuito di radiofrequenza quando sono in gioco frequenze molto elevate. In particolare mi sono concentrato su uno schema che utilizza l’integrato TH72015 ma il problema subito riscontrato è che sono davvero molto picccoli ( 3 x 3 mm ) per essere utilizzati a livello amatoriale, ma dopo un’approfondita ricerca sono riuscito a trovare un suo “ gemello “ siglato TH72012.2 in versione SOP-8 in SMD più che accettabile per la mia ida di realizzazione che si è resa quindi possibile da sviluppare. Nella sezione del preamplificatore microfonico ho ritenuto opportuno utilizzare l’integrato MC33111D ampiamente presentato su varie riviste di elettronica di cui in seguito ne spiegherò il funzionamento.

 

SCHEMA  ELETTRICO

 

+

 

DESCRIZIONE.

Una microspia ambientale di elevato livello qualitativo deve permettere l’ascolto anche in una stanza di grandi dimensioni e ciò comporta di dover amplificare parecchio il segnale del microfono in modo da captare anche i suoni lontani e flebili, tuttavia così facendo i suoni o le voci vicino alla microspia possono risultare tanto intensi da saturare lo stadio microfonico dando in ricezione un ascolto distorto e spesso indecifrabile. Per evitare questi problemi una microspia che può definirsi professionale deve avere uno stadio microfonico dotato di controllo automatico del guadagno CAG tale da poter amplificare molto i segnali deboli ed attenuare quelli forti, tutto ciò è possibile con l’impiego di un solo integrato prodotto dalla motorola siglato MC33111D in versione SMD SOP-16. Quest’integrato, provvede ad una forte amplificazione dell’audio captato del microfono che entra al suo piedino 9 nell’operazionale interno ed esce al piedino 10 per essere poi applicato alla sezione del controllo automatico del guadagno ( con ingresso al piedino 3 ed uscita al piedino 2 ), il segnale audio erogato dall’integrato è mantenuto sempre stabile ( entro certi limiti ) sui 100 mV efficaci e di conseguenza anche la modulazione FM ottenuta mediante i diodi varicap è sempre ottimale e ben controllata.

 

+

 

Il segnale audio che esce al piedino 2 tramite la resistenza da 100 k raggiunge i due diodi varicap collegati in opposizione che permettono un’ottima modulazione FM a BANDA LARGA della microspia. Questi diodi varicap BBY65 sono molto particolari, come si può vedere dal loro datasheet, possono variare la loro capacità da 2,6 a 28 pF con un segnale audio ad essi applicato da 0,3 fino a soli 4,7 v siccome sono in contenitore SC-79 davvero molto piccoli ( 1,7 x 0,9 mm ) ho cercato di sostituirli con qualche equivalente di dimensioni maggiori ma non sono riuscito a trovarne in quanto altri modelli necessitano di una variazione di tensione da 1 a ben 28 v per ottenere la loro massima variazione di capacità, ne deriverebbe una modulazione fm di molto inferiore, gli unici equivalenti sembrano essere gli SMV1249 ma purtroppo anch’essi sono delle stesse dimensioni SC-79 quindi non vale la pena sostituirli.

Passiamo ora alla descrizione della sezione di trasmissione RF che garantisce una frequenza di trasmissione sempre stabile ottenuta con l’uso dell’integrato TH72012.2 prodotto dalla melexis che con pochi componenti passivi di contorno realizza un completo trasmettitore fm quarzato con controllo PLL, utilizzando un quarzo da 13,56 Mhz collegato al piedino 3, l’integrato moltiplica la sua frequenza per 32 volte, quindi si ha 13,56 x 32 = 433,92 Mhz in trasmissione. L’integrato può funzionare in un range di frequenza da 380 fino a 450 Mhz, quindi è molto semplice variare la frequenza di trasmissione sostituendo il quarzo con altri valori ma restando sempre entro questi limiti di frequenza. Dobbiamo considerare che i quarzi hanno una piccola tolleranza infatti nella microspia realizzata la frequenza di trasmissione è risultata essere di 433,950 Mhz.. Quest’integrato eroga al suo piedino 7 circa 10 mW di potenza RF che attraverso il filtro di condensatori e induttanze raggiunge il filo d’antenna di 16,5 cm di lunghezza, questo filtro ha la funzione di attenuare le frequenze armoniche ed adattare meglio l’impedenza di uscita dell’integrato con il filo dell’antenna irradiante. La formula semplificata per calcolare la lunghezza del filo d’antenna ad ¼ d’onda è 7200 : Mhz ( quindi 7200 : 433,95 = 16,5 cm ), se vogliamo aumentare la portata della microspia possiamo usare anche un filo d’antenna di ¾ d’onda moltiplicando i 16,5 cm x 3 ottenendo 49,5 cm di filo antenna. Il condensatore collegato fra il piedino 7 dell’integrato e la massa è il componente più critico in quanto determina la massima potenza RF erogata e da prove effettuate con una piccola sonda di carico il suo valore ottimale è risultato essere da 6,8 pF.

 

+

 

Entrambi gli integrati impiegati in questa microspia possono funzionare con basse tensioni di alimentazione fino ad un minimo di 3 v così da poterli alimentare con una batteria a litio da 3,7 v ho verificato anche che lo scaricarsi della batteria non determina spostamenti della frequenza di trasmissione che sia essa a 4v oppure a 3v, fattore questo molto importante in quanto una volta memorizzata la frequenza sulla radio ricevente non dobbiamo mai cambiarla. Come si può vedere dalle curve caratteristiche del datasheet di quest’integrato alla fig. 15 anche la potenza RF erogata non scende in modo significativo con lo scaricarsi della batteria.

 

+

 

MONTAGGIO DELLA MICROSPIA IN SMD.

La microspia è stata realizzata con componenti SMD della serie 1206 ( 3,2 x 1,6 mm ), per contenerne le dimensioni, il PCB ha dimensioni di 56 x 32 mm così da poter entrare nel piccolo contenitore plastico previsto, per la saldatura in SMD è opportuno utilizzare la crema di stagno detta anche “ solder paste “ almeno per saldare più agevolmente i due integrati ed i piccoli diodi varicap, è importante disporre anche di una lente d’ingrandimento da tavolo illuminata che ne facilita notevolmente il montaggio.

Sotto l’interruttore d’accensione ( o meglio deviatore ) sul PCB si deve mettere un pezzettino di nastro isolante in modo che il suo involucro metallico non possa cortocircuitare le piste sottostanti, è previsto anche un plug DC da 3,5 mm per la ricarica della batteria interna.

 

+

 

+

+

 

+

 

+

 

+

 

+

 

+

Come paragone delle sue ridotte dimensioni nelle foto c'è un comune accendino che è addirittura più grande della microspia stessa. Le induttanze da 33nH e 22 nH sono in nanoH mentre quella da 3,3 uH è in microH e devono essere tutte del tipo a filo. Particolare importanza assume la qualità del microfono utilizzato da 6 mm di diametro, nel mio caso ho montato il panasonic WM-61B. Al termine del montaggio è opportuno applicare uno strato di lacca isolante spray sulla microspia in modo da proteggere le piste dall’ossidazione avendo cura di coprire il microfono, l’interruttore ed il plug DC durante l’applicazione. Nel montaggio nel contenitore il pcb della microspia trova posto su 4 piccoli spessori da 6 mm d’altezza che devono essere incollati nei 4 angoli nel fondo del contenitore che lasciano il giusto spazio per la batteria, per bloccare il PCB basta depositare in 3 – 4 punti una piccola quantità di colla vinavil oppure silicone lungo il bordo del pcb stesso, in caso di sostituzione della batteria basterà rimuovere facilmente il silicone con la punta di un piccolo cacciavite. Bisogna poi praticare i relativi fori per il microfono, lo spinotto DC, l’interruttore ed il filo antenna. Consiglio l’uso di batterie a litio ricaricabili per alimentare la microspia in quanto esse hanno un circuitino interno che le protegge sia dalla sovraccarica che dalla sottoscarica, dopo un’accurata ricerca ho trovato alcune batterie litio di vecchi cellulari ( motorola V70 e motorola C330 ) o di telefoni cordless ( tipo 603048 ) che entrano perfettamente in questo contenitore ma credo che ce ne siano anche altri modelli idonei.

 

+

 

 

La batteria interna può essere caricata solo quando l’interruttore è in posizione OFF, io utilizzo un caricabatteria digitale da modellismo dove si possono impostare tutti i parametri di carica tramite display ma certo mi rendo conto che non tutti ne possiederanno uno di questo tipo ed ho pensato quindi a due possibili soluzioni di caricabatteria molto economiche :

- utilizzare un caricabatteria per litio tipo 18650 che si trova nei negozi dei cinesi a pochi eurodovendo aggiungere solo uno spinotto DC da 3,5 mm ( con esterno negativo, interno positivo ) che dovrebbero avere una corrente di carica di 450 ma.

- utilizzare un modulino caricabatteria litio tipo TP4056 venduto su internet a pochi euro e modificando la sua resistenza di carica con un valore intorno ai 5K in modo da caricarla con 250 mA circa ed alimentandolo mediante il suo ingresso micro usb, sempre applicando uno spinotto DC da 3,5 mm.

 

+

 

 

+

 

CONCLUSIONI.

Seguendo le dettagliate indicazioni che ho postato sono certo che anche i principianti non avranno particolari difficolta a realizzarla, i componenti utilizzati sono di facile reperibilità specialmente su internet, i due integrati li ho trovati direttamente in Cina. E’ inoltre importante utilizzare come ricevitore una buona radio con elevata sensibilità e buona antenna per avere una maggiore portata della microspia, per chi sostiene che dovrebbe avere un sistema VOX ( attivazione solo in presenza di voce ) ho potuto verificare che non si attivano con voce bassa e lontana dal microfono e quindi si perderebbero gran parte delle conversazioni per cui ho optato per fare a meno di questa funzione.

 

LE PRINCIPALI CARATTERISTICHE SONO :

- tensione d’alimentazione da 3 a 5,5 v

- potenza RF di trasmissione circa 10 mW

- assorbimento di corrente 13 mA

- portata in campo aperto circa  300 m

- frequenza di funzionamento da 380 a 450 Mhz  ( secondo il quarzo utilizzato )

- durata batteria da 900 ma/h circa 60 ore

 

NOTA IMPORTANTE.

La legge sulla privacy vieta l’uso di tali dispositivi a scopo di intercettazione ambientale, la presente microspia è stata realizzata al solo scopo didattico sperimentale.

 

Joomla 1.7 Templates designed by College Jacke