Как спаять антенный кабель: Как соединить телевизионный антенный кабель

Содержание

каким способом нарастить и удлинить кабель

При переносе антенны или телевизора, а также его повреждениях необходимо нарастить телевизионный кабель. В этой статье рассказывается о том, какие есть способы соединения, и как это сделать самостоятельно.

Телевизионный кабель

Устройство кабеля

В центре телекабеля расположен медный провод диаметром 0,3-1 мм. Вокруг него находится полиуретановая изоляция, отделяющая центральную жилу от экрана из алюминиевой фольги и медной оплётки. Кабеля с оплёткой без фольги не соответствуют современным стандартам передачи сигнала.

Вся конструкция защищена от внешних воздействий и ультрафиолета полихлорвиниловой или полиэтиленовой оболочкой.

Внешний диаметр должен быть не менее 6-8 мм, а при прокладке рядом с электропроводкой – 10 мм. Изгибать его под прямым углом нельзя, рекомендуемый радиус – больше 5 см.

Строение кабеля

Как выбрать телевизионный кабель

При покупке TV-кабеля выбор марки производится по нескольким параметрам.

Волновое сопротивление

Все ТВ-кабеля имеют волновое сопротивление 75 Ом. Это зависит от соотношения диаметров оплётки и центральной жилы и определяется на заводе при проектировании кабеля.

Толщина кабеля

Кроме волнового, имеет значение обычное сопротивление. Чем кабель толще, тем большее сечение имеет центральная жила, и на большее расстояние передаётся сигнал. Для квартир и многоэтажных домов, на расстояние до 30 метров достаточно 6 мм. При использовании толстой наружной изоляции диаметр кабеля увеличивается.

Материал оплетки

Центральная жила всегда медная или стальная омеднённая. ВЧ сигнал проходит по поверхности, поэтому её материал не имеет значения.

Центральный проводник окружён диэлектриком, материал которого также не важен. Дальше во всех кабелях следует алюминиевая фольга, окружённая оплёткой. Чем она плотнее, тем кабель качественнее. Материал оплётки может быть разный:

  • медь – имеет хорошие параметры, но дорогая;
  • алюминий – дёшев, но непрочен;
  • нержавеющая сталь – оптимальное соотношение цена/качество.

Внешняя изоляция

При установке антенны в помещении материал наружной оболочки значения не имеет. При использовании его на улице, наружная изоляция должна быть предназначена для наружной установки, иначе она под воздействием ультрафиолета, перепада температур и других факторов потрескается, и кабель выйдет из строя.

Важно! В кабеле, который протягивается по воздуху, обязательно должна быть несущая стальная жила.

Как удлинить телевизионный кабель

Удлинение кабеля, как и соединение телевизионных кабелей между собой, увеличивает сопротивление сигналу, поэтому их необходимо свести к минимуму. Число соединений должно быть не больше 1-2. При необходимости это можно сделать разными способами.

Через переходник или штекером и гнездом

Самый простой и быстрый способ выполнить соединение телевизионного кабеля F-штекер и F-гнездо:

  • Снять на одном из проводов внешний слой изоляции на расстоянии 25-30 мм;
  • Завернуть оплётку в обратную сторону. Внутренняя сторона алюминиевой фольги для прочности покрыта лавсаном или полиэтиленом, поэтому для обеспечения контакта часть экрана отгибают обратно;
  • Зачистить конец центральной жилы на длину 10 мм. Это необходимо сделать, не повредив её, иначе провод становится ломким;
  • На телекабель через фольгу накручивается F-штекер. Центральный провод должен выступать на 0,5 см. Излишек обрезается кусачками или бокорезами;
  • Операции 1-4 повторяются для второго конца кабеля;
  • Подготовленные F-штекера закручиваются в F-гнездо.

Соединение при помощи TV-штекера и TV-гнезда выполняется аналогично. Отличие – в меньшей механической прочности, поэтому готовое соединение обматывается изолентой, или на него надевается отрезок термоусадочной трубки и прогревается феном или зажигалкой.

Интересно. Соединители бывают прямыми и изогнутыми под углом 90 градусов. Изогнутые используются при отсутствии места для плавного изгиба кабеля. Способ монтажа от использования углового разъёма не меняется.

Соединение пайкой

Ещё один способ надёжно и качественно соединить провода – пайка. Это дешевле, но труднее и дольше, чем при помощи разъёма:

  • Ножом надрезается внешняя оболочка на длину 50-60 мм;

Осторожно! Экранирующая оплётка должна остаться неповреждённой.

  • Как шкурка у банана, внешняя изоляция и экран отворачиваются назад;
  • Центральная жила обрезается до длины 20мм;
  • На длину 10мм с одной стороны срезается изоляция. Как изображено на фотографии, необходимо оставить “ступеньку”;
  • Центральная жила отгибается под углом 45 градусов. Концы облуживаются;
  • Операции 1-5 повторяются для другого кабеля;
  • Центральные жилы соединяемых проводов спаиваются “внахлёст”. Неровности и потёки олова убираются надфилем или паяльником;
  • Место пайки закрывается с двух сторон оставшейся необрезанной изоляцией центральной жилы, и для прочности обматывается изолентой;
  • Алюминиевая фольга экрана возвращается на место;
  • Поочерёдно укладывается на место экранирующая оплётка.
    Для лучшего контакта экраны можно спаять;
  • На соединение с двух сторон накладывается ранее отогнутая наружная изоляция;
  • Готовая конструкция обматывается изолентой, или на неё надвигается ранее надетый кусок термоусадочной трубки и прогревается феном.

Внимание! С внутренней стороны экранирующая фольга покрыта слоем изоляции, поэтому слой, укладываемый снаружи, разворачивается наизнанку.

Скрутка

Это самый некачественный способ соединения. В месте скрутки теряется контакт, оно окисляется, непрочное механически и имеет неэстетичный внешний вид. Соединить скруткой кабеля можно двумя способами:

  • Аналогично паяному соединению. Вместо пайки скрутить центральные жилы между собой;
  • Зачистить наружную изоляцию на 40-50мм, а внутреннюю – на 20-25. Скрутить попарно центральные провода и экраны, места скруток заизолировать изолентой.

Соединение нескольких кабелей через сплиттер

При подключении одной антенны к нескольким телевизорам соединение производится через специальное устройство – сплиттер, или “краб”.

Это небольшая коробочка с одним входом, отмеченным “IN” и несколькими выходами, отмеченными “OUT”. Подключение телекабелей производится через F-разъёмы или TV-штекера.

Внутри сплиттера находится ферритовое кольцо с обмотками, а в более дешёвых моделях – резисторы. Эти элементы распределяют входной сигнал равномерно по выводам, поэтому не рекомендуется устанавливать “краб” с запасными выходами.

При числе выходов более четырёх устанавливается активный сплиттер – устройство, в котором находится усилитель.

Сплиттер

Правила прокладки кабеля

Чтобы проводка служила долго, прокладывать её следует по определённым правилам:

  • На максимальном расстоянии от электропроводки. Пересечение с электрокабелями следует производить под прямым углом;

Важно! Для уменьшения помех эти провода не прокладываются рядом, в одном кабельном канале или трубе.

  • Минимальное число соединений. Нужно использовать только заводские коннекторры или пайку;
  • Не сворачивать телекабель в кольцо. Получается катушка индуктивности, ослабляющая сигнал;
  • Не изгибать провод под прямым углом. При необходимости использовать угловые коннекторы.

Правильно выполненное соединение телевизионных кабелей обеспечит хорошую передачу сигнала и качественное изображение, а знание того, как соединить телевизионный кабель, позволит сделать эту работу самостоятельно, без помощи специалиста.

Видео

Подготовка антенного кабеля для ТВ или спутника.

Несколько слов о подготовке кабеля антенного типа и одевании на него специальных разъемов – коннекторов.

Кабель используется как в телевизорах, так и в спутниках, например, для подключения телевизионной антенны к телевизору, для подключения спутниковых тарелок, а также для дополнительных соединений дома – разветвлений на 2-3 телевизора.


Нам для этого потребуется непосредственно сам антенный кабель, специальные разъёмы.

В первую очередь на кабель укрепляются с обоих концов специальные «концевики», к которым в свою очередь после могут быть подключены разъёмы для установки антенного кабеля в ТВ и т.д.


Чтобы показать, как это делается, возьмём небольшой кусок кабеля и попробуем его обжать.

Для начала нам понадобится сам кусок кабеля и канцелярский нож.

Берем в руку кабель, от края отступаем приблизительно на 1,5 — 2 см.

Вытаскиваем нож, прикладываем лезвием к кабелю и, слегка нажимая ножом, прокручиваем кабель, чтобы получился ровный круговой надрез.

Затем, аккуратно сгибая кабель в разные стороны, добиваемся того, чтобы надрезанная нами изоляция полностью отошла от кабеля, и её можно было бы снять.

Аккуратно снимаем слой изоляции. Возможно, под ним будет ещё медная нить, её пока просто расплетаем и сдвигаем к низу, остается лишь так называемый экран – фольга.

 

Затем снова берем нож и надрезаем по кругу кабель, чтобы потом можно было его также снять и обнажить внутреннюю медную жилу.

Делать это нужно очень аккуратно. Вот он кабель до надреза:

После надреза вот таким образом аккуратно откручиваем кабель, обнажая медную жилу.

Если обметка кабеля толстая плотная, то накручиваться на неё коннектор может тяжело, поэтому можно взять пассатижи и немножко её помять (1-1,5 см после обнаженной жилы).

Затем берем коннектор и аккуратно накручиваем его на кабель.

Для того, чтобы оставленная нами нить не мешалась при накрутке, откусим её плоскогубцами, оставляя небольшой хвостик, который закроется в процессе накручивания коннектора.

Вот такой получился у нас обжатый кабель:

Теперь излишек обнаженной жилы следует обрезать.

По инструкции предполагается оставить длину жилы 2-3 миллиметра. Поэтому аккуратно отрезаем лишнее плоскогубцами.

И вот кабель полностью готов к использованию.

Теперь сюда можно накручивать любые дополнительные коннекторы либо в таком виде вставлять в спутниковое оборудование.

Видео обзор можно увидеть по ссылке ниже

Как паять провода паяльником с канифолью и оловом?

В чём суть пайки

В паяльном деле используется способность одних металлов в расплавленном состоянии эффективно растекаться по поверхности других под действием гравитации и умеренного поверхностного натяжения. Соединение пайкой неразъёмное: две соединяемые детали как бы обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижными после его застывания.

Поскольку мы будем рассматривать пайку именно в контексте пайки металлов, то наиболее важными параметрами будут прочность механического и проводимость электрического соединения. В большинстве случаев это прямо пропорциональные величины и если две детали плотно схвачены, то и проводимость между ними тоже будет высокой. Однако припой имеет удельное сопротивление выше, чем даже у алюминия, поэтому его слой должен быть как можно более тонким, а укрывистость — максимально высокой.

Для того чтобы пайка была возможна в принципе, существует два условия. Первое и важнейшее — чистота деталей в месте спайки. Припой присоединяется к поверхности металла на атомном уровне и наличие даже малейшей оксидной плёнки или загрязнений сделает надёжное прилипание невозможным.

Второе условие — температура плавления припоя должна быть значительно ниже температуры спаиваемых деталей. Это кажется очевидным, но существуют припои с температурой плавления выше, чем у алюминия, к примеру. Кроме того, если реальная разница в температурах плавления недостаточно высока, при застывании припоя температурная усадка деталей может помешать нормальному формированию кристаллической решётки припоя.

Пайка паяльником

Для того чтобы начать пайку, необходимо подготовить рабочее место и необходимый инструмент. Независимо от вида предполагаемых работ, к рабочему месту предъявляются следующие требования:

  • Наличие хорошего освещения позволит не только с комфортом работать, но и заметить небольшие огрехи в спаянных деталях, что затруднительно при недостатке света;
  • Отсутствие легковоспламеняющихся предметов;
  • Свободное рабочее пространство, на котором можно легко разместить спаиваемую деталь;
  • Наличие вентиляции сделает работу не только комфортнее, но и безопаснее, вдыхание расплавленной канифоли отрицательно сказывается на дыхательной системе;
  • Увеличительное стекло дает возможность работать даже с маленькими деталями и тонкими проводами;
  • Простая подставка решает проблему с размещением нагретого паяльника.

Следующим этапом подготовки будет выбор инструмента, и перед новичком всегда встает вопрос, что нужно для пайки паяльником.

Выбор паяльника

Основой качественной пайки является прогревание металлических деталей до температуры спаивания, соответственно, для каждого вида работ рекомендуется использовать паяльники разных мощностей:

  • Для пайки радиодеталей и микросхем лучше всего использовать паяльник мощностью не более 60 Ватт, в противном случае можно перегреть деталь или просто расплавить ее;
  • Детали толщиной до 1 мм будут лучше прогреваться при использовании инструмента мощностью 80−100 Ватт;
  • Детали со стенкой до 2 мм требуют больших мощностей и определенного опыта в работе, поэтому в данной статье пайка таких деталей рассматриваться не будет.

После выбора мощности паяльника следует подготовить его к работе, точнее, подготовить наконечник. Есть паяльники со сменными жалами, которые подходит для разных видов работ. Выпускаются также модели с медным жалом, которое можно заточить или с помощью молотка придать любую нужную форму.

Серьезным минусом таких наконечников является необходимость постоянно их лудить, чтобы на поверхности не появлялась пленка окиси, мешающая приставать припою. Также производители выпускают более дорогостоящий вариант с никелированным покрытием, но оно боится перегрева и требует бережного обращения.

Что еще нужно для пайки

Помимо самого паяльника для пайки необходимо следующее:

  • припой;
  • канифоль;
  • паяльные кислоты или флюсы.

Припой является связующим материалом между спаиваемыми деталями, и работать без него не получится никак. Сейчас в магазинах продаются специально подготовленные припои в виде скрученных в спираль проволочек различного диаметра, от которых удобно «отщипывать» нагретым жалом необходимый кусочек, но можно и по старинке использовать в качестве припоя кусочек олова, но работать будет не так удобно.

Канифоль используется для подготовки поверхности к нанесению припоя. Припой с канифолью распределяется равномерно, при отсутствии последней скатывается в капли, а к некоторым поверхностям вообще не пристает.

Паяльная кислота, или флюс необходима для подготовки контактов к спаиванию. Новичку следует знать, что флюс для каждого спаиваемого материала отличается, и нельзя применять кислоту для пайки алюминия на медном проводе, иначе припой просто не ляжет.

Флюсы и припои — как правильно подобрать

По описанным выше причинам правильный выбор флюса и припоя — это практически половина успеха в паяльном деле. К счастью, имеются вполне универсальные марки, подходящие для большинства задач. Отрасль применения почти всех флюсов и припоев вполне доходчиво указывается на этикетках, но некоторые аспекты их применения всё же нужно знать.

Начнём с флюсов. Их применяют для протравливания деталей, снятия и растворения оксидной плёнки с дальнейшей защитой металла от коррозии. Пока поверхность покрыта флюсом, можно быть уверенным в её чистоте, как и в том, что расплавленное олово будет хорошо её смачивать и растекаться.

Флюсы различают по типу металлов и сплавов соединяемых деталей. В основном это смеси металлических солей, кислот и щелочей, активно вступающих в реакцию при нагреве паяльником. Ну а поскольку оксидных форм и загрязнений существует достаточно много, коктейль должен специально подбираться под конкретный тип металлов и сплавов.

Активный флюс для пайки

Условно флюсы для пайки делятся на два типа. Активные флюсы создаются на основе неорганических кислот, в основном хлорной и соляной. Недостаток их в необходимости смывки сразу по завершении пайки, иначе остатки кислот вызывают довольно сильное корродирование соединения и сами по себе обладают достаточно высокой проводимостью, способной вызвать замыкание. Зато активными флюсами можно паять практически что угодно.

Второй тип флюсов создаётся, преимущественно, на основе канифоли, которая может использоваться и в чистом виде. Жидкий флюс гораздо удобнее в нанесении, в него также входят спирт и/или глицерин, полностью испаряющиеся при нагреве. Канифольные флюсы наименее эффективны при пайке стали, однако для цветных металлов и сплавов используют преимущественно их или другие соединения органической химии. Канифоль также требует смывки, ибо в долгосрочной перспективе она способствует корродированию и может становиться проводимой, набирая влагу из воздуха.

Жидкая и твёрдая канифоль

С припоями всё несколько проще. В основном для пайки используются свинцово-оловянные припои марки ПОС. Цифра после маркировки означает содержание олова в припое. Чем его больше, тем выше механическая прочность и электропроводность соединения и при этом ниже температура плавления припоя. Свинец используется для нормализации процесса застывания, без него олово может растрескаться или покрыться иглами.

Припой ПОС-61 с канифолью внутри

Существуют специальные типы припоев, прежде всего — бессвинцовые (БП) и прочие нетоксичные, в них свинец заменён индием или цинком. Температура плавления у БП выше, чем у обычных, но соединение прочнее и более устойчиво к коррозии.

Есть также легкоплавкие припои, растекающиеся уже при 90–110 ºС. К таким относятся сплавы Вуда и Розе, используют их для пайки компонентов, чувствительных к перегреву. Специальные припои находят главное применение при пайке радиоаппаратуры.

Сплав Розе

Подготовка паяльника к работе

В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…

Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке

Выбор мощности

Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:

  • Для работы с электронными элементами — 40-60 Вт.
  • С толщиной спаиваемых деталей до 1 мм — 80-100 Вт.
  • Толстостенные элементы — со стенкой 2 мм — требуют мощности от 100 Вт и выше.

Паяльники бывают разной мощности, работают от разного напряжения

В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.

Подготовка к работе

Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.

Сначала надо выжечь смазку

Заточка жала

Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.

Как подготовить паяльник к работе

Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:

  • Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
  • Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
  • Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.

Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).

Лужение паяльника

Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.

Первый способ лужения жала паяльника:

  • довести до рабочей температуры;
  • прикоснуться к канифоли;
  • расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).

Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.

Технология пайки паяльником

Практически все сейчас пользуются электрическими паяльниками. Те, у кого работа связна с пайкой, предпочитают иметь паяльную станцию, «любители» предпочитают обходиться обходиться обычными паяльниками без регуляторов. Иметь несколько паяльников разной мощности достаточно для работ разного типа.

Чтобы разобраться как правильно паять паяльником, надо хорошо представлять себе процесс в общем, затем углубляться в нюансы. Потому начнем с краткого описания последовательности действий.

Пайка подразумевает последовательность повторяющихся действий. Говорить будем о пайке проводов или радиотехнических деталей. Именно с ними приходится встречаться в хозяйстве чаще. Действия такие:

  • Подготовка деталей к пайке.
  • Обработка флюсом или лужение.
  • Разогрев спаиваемых деталей до необходимых температур.
  • Внесение в зону пайки припоя.

Правильная пайка паяльником

На этом пайка закончена. Надо остудить припой и проверить качество соединения. Если все сделано правильно, место пайки имеет яркий блеск. Если припой выглядит тусклым и пористым — это признак недостаточной температуры во время пайки. Сама пайка называется «холодной» и не дает требуемого электрического контакта. Она легко разрушается — достаточно потянуть провода в разные стороны или даже подковырнуть чем-то.

Еще место пайки может быть обугленным — это признак обратной ошибки — слишком высокой температуры. В случае с проводами она часто сопровождается оплавлением изоляции. Тем не менее, электрические параметры бывают нормальными. Но, если паяются проводники при устройстве проводки, лучше переделать.

Паяем провода

соединение проводов пайкой: пример качественной работы

Спайка проводов проводится за несколько операций, причем они зависят от их типа и изоляции. Кроме того мы говорим только о медных или латунных проводниках, если же они алюминиевые, то паяльник нам не поможет (хотя со специальными флюсами это сделать можно) — их соединяют скрутками или специальными зажимами.

Толщина не влияет на последовательность операций, пайка толстого провода не отличается ничем, разве что, при чрезмерно большом диаметре, он не будет прогреваться. В таком случае, надо взять просто более мощный паяльник.

Внимание! Согласно действующим правилам эксплуатации электроустановок (ПЭУ) и ГОСТ, пайка медных проводов на силовых, заземляющих и зануляющих линиях электрооборудования запрещена. При аварийной ситуации они могут сильно нагреться и припой стечет. Для соединения используются специальные зажимы.

Если мы паяем одножильные провода без изоляции нам необходимо:

  • Удалить окислы с поверхности — делаем это наждачной бумагой, мелким напильником или просто  ножом. Можно также протянуть провод между губками кусачек несколько раз, поворачивая, чтобы очистить всю поверхность но, не сильно сжимая ручки, чтобы не перекусить. Очищаем не весь провод, а только тот участок, который будем соединять.
  • Покрыть поверхность флюсом — нагреваем провод, прижав его к канифоли, он должен полностью покрыться ей. Можно также нанести жидкий флюс кисточкой.
  • Залудить — берем немного (не надо жадничать) припоя на жало (это должна быть не капля, а небольшой купол, до 1 мм высотой, на рабочей поверхности жала). Затем, прикасаемся паяльником к проводу, и нагреваем его. Припой должен сам обволакивать поверхность, не надо делать мажущих движений, просто греем. Если нужно залудить провод на большой длине, то касаемся в нескольких местах.
  • Соединяем провода вместе, не встык, а кладем их параллельно друг другу на длину не менее 15-20 диаметров (это обеспечит механическую прочность соединения). Еще лучше скрутить провода.
  • Снова покрываем поверхность флюсом.
  • Паяем, точно также, как и при лужении берем немного припоя и просто прогреваем соединенные провода. При этом важно, чтобы во время процесса и некоторое время после того, как убрали паяльник (пока припой не остынет), они не смещались друг относительно друга.

На видео можно наглядно увидеть, как выполняется работа:

Соединение провода, контакта или клеммы

Все операции проводятся точно в той же последовательности. В случае если нельзя контакт погрузить в канифоль, пользуемся жидким флюсом.

Многожильные провода

Все точно также. Но если мы хотим повысить надежность, то не лудим весь пучок, а распушиваем его так, чтобы каждый проводник залудился отдельно. Затем переплетаем между собой, скручиваем и пропаиваем.

Провода в изоляции

Для того чтобы удалить изоляцию обычно пользуются кусачками или ножом. Но удобнее проплавить ее по кругу паяльником, и просто стянуть (не действует с термостойкой изоляцией). Такой способ исключает возможность нечаянно повредить проводник.

Совет! Если жилы очень тонкие, то можно сжечь изоляцию открытым огнем (зажигалкой).

Эмалированные провода

Такой провод обычно используют для намотки катушек трансформаторов и т. п., но иногда их можно встретить и под слоем другой изоляции. С виду они кажутся чистыми, но на самом деле покрыты слоем бесцветной эмали. Удаляем ее точно так же как и окислы.

Кабеля из нескольких изолированных проводов

При соединении данных проводов, не стоит спаивать все сразу, так как потом, их будет сложно обмотать изолентой. Соединяем все жилы по очереди, после завершения изоляции предыдущего проводника.

Совет! Вместо изоленты удобно использовать термоусаживающиеся трубки (в обиходе «кембрики»). Отрезаем кусок и надеваем его на провод, после того как пропаяли, быстро, чтобы стык был еще теплым натягиваем их на него.

Изоляция термоусаживающейся трубкой

Мы разобрали технологию пайки, но часто возникают еще один вопрос — как соединить провода в кабелях, подключенных к разъемам наиболее распространенных типов. Постараемся раскрыть и его.

Внимание! Встречаются провода в экранирующей оплетке. Работаем с ней точно также как и с многожильным проводом. Расплести ее участок поможет шило или булавка.

Преимущества и недостатки пайки

Самым главным преимуществом пайки перед другими видами соединений проводов является надёжность. Спаянный электрический узел в плане надёжности может уступить лишь соединению, выполненному сваркой.

На весь период эксплуатации вы можете забыть о спаянном соединении, никакого дополнительного обслуживания оно не потребует.

Пользуясь пайкой, вы можете соединить проводники разные по сечению, одножильные с многожильными.

Этот метод относится к низким по себестоимости. Главное, чтобы у вас был паяльник, а припой с канифолью стоят совсем недорого, при этом расход их совсем мизерный.

Также несомненным преимуществом пайки является то, что с её помощью можно одновременно соединять более 2-х проводов.

К недостаткам пайки можно отнести высокую трудоёмкость и обязательное наличие навыков в пользовании паяльником.

Важные советы

Разобравшись в том, как пользоваться паяльником, следует учесть несколько рекомендаций по работе с данным инструментом.

  • Перед началом работы для осуществления качественной спайки деталей всегда нужно чистить наконечник инструмента. Нужно понимать, что только благодаря жалу паяльника усиливается теплопроводность и качество соединения. Для чистки можно использовать влажную губку. После зачистки наконечник прибора следует сразу же окунуть в канифоль, чтобы он покрылся тонким слоем припоя, который не даёт оксидному налёту мешать качественной спайке деталей.
  • Первыми паять всегда нужно мелкие и тонкие детали, поскольку наконечник прибора в начале его использования будет максимально тонким и точным.
  • Перед тем как паять детали, необходимо их поверхность тщательно очистить от грязи и кислоты. Зачистка поверхности припаиваемых предметов производится при помощи острого инструмента — наждачки или обычного ножа. Делается до тех пор, пока поверхность проводов заметно не посветлеет. После чего контакты залуживают и соединяют при помощи припоя.
  • Если необходимо припаять какую-то деталь без использования паяльника, можно использовать канифоль, предварительно растворённую в спирте. Полученную смесь можно наносить на нужную поверхность при помощи любого тонкого инструмента, например, отвертки.
  • Максимально качественной спайки можно добиться при использовании припоя с канифолью.
  • Чтобы правильно и плотно припаять провода и прочие детали при помощи припоя, вначале необходимо прогреть паяльником места соединения.
  • Главная ошибка многих заключается в плохом прогреве паяльника. Если такое случается, детали плохо соединяются. Поэтому перед тем как начать пользоваться инструментом, его нужно хорошенько нагреть.
  • Однако сильный перегрев паяльника с максимальной мощностью тоже может негативно сказаться на качестве работы. Нужно понимать, что существуют разные температурные режимы, предназначенные для конкретного вида работ.
  • Температура пайки — очень важный нюанс. Например, для запаивания различных микросхем температура должна быть не более 250 градусов. А вот для того чтобы соединить радиодетали, потребуется нагрев паяльника более 300 градусов.
  • При работе с электроприбором следует соблюдать технику безопасности. Для этого нужно убедиться в том, что форточка открыта, а розетка исправна. Обусловлено это тем, что при работе с припоем выделяются вредные химические элементы, негативно сказывающиеся на здоровье. Что касается исправности розетки, то это тоже очень важный момент — в процессе сильного перегрева нередко возникают возгорания. Поэтому рабочее место нужно сперва подготовить и обезопасить, а уже после этого приступать к работе.

Если взять на заметку эти маленькие хитрости, то процесс запаивания деталей пройдёт быстро, а главное, качественно.

Источники

  • https://www.rmnt.ru/story/instrument/kak-pravilno-pajat-pajalnikom-instruktsija-dlja-chaynikov.1256556/
  • https://pochini.guru/sovety-mastera/kak-pravilno-payat-payalnikom
  • https://elektroznatok.ru/tools/pajka-payalnikom
  • https://Elektrik-a.su/kabeli-i-provoda/dlya-prokladki/pajka-provodov-239
  • https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/kak-payat-provoda
  • https://tokar.guru/instrumenty/payalniki/kak-pravilno-polzovatsya-payalnikom-s-kanifolyu-uchimsya-payat.html

[свернуть]

Как паять тяжелые провода и кабели



первоначально опубликовал технологию 2015 г.
Обновлено 20.03.2020

Введение


Пайка толстых проводов может показаться узкоспециализированной. На самом деле, есть много ситуаций, в которых требуется этот навык.

Иногда нужно сделать новый кабель аккумулятора или починить разъемы на старом. Это могло быть где-то далеко от магазин, где нужно прямо сейчас закрепить кабель.

Есть много статей о том, как сделать кабели для аккумуляторов своими руками.Это подробно описывает мой собственный опыт, с некоторыми советами, которые вы, возможно, не найдете в другом месте.

Кабели для аккумуляторов своими руками не для всех. Многим будет проще заказать готовые и покончить с этим. Этот ссылка, эта, и эта должна привести вас к готовым кабели.

Что бы вы ни делали (в магазине или в домашних условиях), никогда не стоит недооценивать важность надежного подключения батарей.

Теперь давайте посмотрим, как выполнить кабельные соединения большого сечения.

Важное предупреждение

Вы берете на себя всю ответственность за все плохое, что может произойти, если вы попытаетесь паять, обжимать или что-то еще.Припой обычно содержит свинец. Прочтите предупреждения и инструкции по технике безопасности, предоставленные производителем.

Кабели с большим током могут быть опасны при подключении внезапно потерпели неудачу. Пару шальных проводов и прочее вдруг станет интересно.

Ни одна из этих сведений не претендует на соответствие нормам электротехнического законодательства. Действуйте на свой страх и риск.

A Quick Note

Статьи, подобные этой, возможны только при поддержке таких читателей, как вы, когда используете ссылки здесь, чтобы купить свое снаряжение.

Небольшие комиссионные с продаж позволяют мне сохранять этот сайт идет. Спасибо заранее за вашу помощь.

В этой статье

Сращивание кабелей и шнуры для устройств

Размеры проводов и номиналы усилителя

The Workspace

Gonna Git Me Some Metal Glue

Зажимы для батарей

Дополнительные наконечники для пайки

Silver Braze

Подготовка кабелей

Обжим

Краткое описание метода

Шнуры для сращивания кабелей и устройства


В основном это относится к кабелям аккумулятора.Если хочешь начните прокладывать новые кабели на бытовой технике, есть немного вопрос. В большинстве случаев самым разумным решением будет заменить весь шнур питания, привязав его к соединительному блоку внутри устройства.

Я бы не рекомендовал использовать сращивание силового кабеля внутри вашего дома, если у вас нет опыта, чтобы знать, что делать, а чего не делать.

Опять же, паяное соединение на самом деле не является «стыком». Это металлическое соединение, которое обычно прочнее, чем сами провода.

Если вы не используете слишком тонкий провод для силы тока, нет причин, по которым он должен когда-либо стать достаточно горячим, чтобы снова расплавить припой. Вскоре мы рассмотрим это более подробно.

Рано или поздно вы найдете сделку на всю жизнь на какой-нибудь оборудование, которое необходимо модифицировать. У него есть вилка, которая выглядит как что-то из электростанции советских времен на Украине. А также вы бы не знали … внутри нет клеммной колодки прибор; просто проводное соединение.

Используйте здравый смысл, прежде чем решать подобную проблему. Знайте свои уравнения, такие как V = IR, P = VI и P = I 2 R. Проверьте электротехнические нормы и другие правила. Никаких гарантий там; Я просто рассказываю о технических аспектах.

Размеры проводов и номиналы усилителей


Знайте калибры своих проводов. Потребуются силовые кабели на 50 А Провода не менее 6-го калибра. Часто рекомендуется использовать более толстые провода чем нужно.

Используйте медь, а не алюминий. Я бы избегал медных связок алюминия, хотя я уверен, что многие люди используют его без вопросы.Для сильноточных вещей я бы использовал настоящую медь, если возможный.

Максимальные значения тока, показанные здесь, находятся на нижней стороне. Если вы делаете сварочные кабели, см. Также Часть II.

Калибр провода
Текущий рейтинг
Диаметр неизолированного проводника
Стандартный размер медной трубки
Бобышки готовые
8 AWG
50 ампер
0.13 дюймов
так называемые трубки рефрижератора 3/16 дюйма (внутренний диаметр 0,128 дюйма)
купите здесь
6 AWG
65 ампер
0,16 дюйма
так называемые трубки холодильника 1/4 дюйма (внутренний диаметр 0,19 дюйма)
купите здесь
4 AWG
70 ампер
0,20 дюйма
1/4 дюйма (обычно около 0.30 дюймов)
купите здесь
2 AWG
95 ампер
0,26 дюйма
1/4 дюйма (обычно внутренний диаметр около 0,30 дюйма) купите здесь
1 AWG
120 ампер
0,29 дюйма
1/4 дюйма (обычно внутренний диаметр около 0,30 дюйма)
1/0 AWG
125 ампер
0.32 дюйма
3/8 дюйма (обычно внутренний диаметр около 0,40 дюйма)
купите здесь
2/0 AWG
145 ампер
0,36 дюйма
3/8 дюйма (обычно внутренний диаметр около 0,40 дюйма) купите здесь

Номинальные значения тока различаются в зависимости от предполагаемого назначения, изоляции типа и т. д. Я ориентируюсь на рейтинг THHN stranded провод.Посмотрите вокруг достаточно, и вы найдете разные оценки. Для приложений с напряжением 12 В ошибитесь на низком уровне боковая сторона. Даже если вы найдете таблицу, в которой провод 6 калибра оценен как 100 усилители, я бы не стал это пробовать.

Размеры медных трубок тоже сбивают с толку; некоторые стандарты называют это по внутреннему диаметру. Холодильный шланг называется снаружи диаметр. Я перечислил размеры, которые должны работать как клеммные наконечники или муфтовые соединители. Вы также можете купить готовые ушки для конкретного калибр проволоки.

Рабочее пространство


Это действительно важно.Не делайте этого на шатком платформе или в плохо освещенном помещении. Пару поддонов брошено вниз по гравию — не лучшее рабочее место для пайки кабелей. (Я могу кое-что знать об этом …)

Бетонный пол или прочный рабочий стол подойдут.

Это действительно помогает, если есть что-нибудь, чтобы удерживать провода во время пайки. Вы можете подобрать пару таких мини-тисков для скамейки по дешевке. Прижмите их к краю рабочего стола. Использовать один для каждого кабеля (или только один, если кабель только один).Это не обязательно. Если вы не будете удерживать провода на месте, вы потратите огромное количество припаять и, вероятно, придется обрезать концы проводов и начать заново куча раз.

Никогда не недооценивайте важность хорошей подготовки рабочего места. Поработайте несколько раз на гравии … или на илистой почве … и вы действительно ценю хорошее рабочее место.

Не забудьте о вентиляции.

Купите респиратор прямо сейчас. Здесь даже не сомневайтесь; вам нужен один из них.Если вы вернетесь и Переходя между разными рабочими площадками, достаньте пару респираторов. Даже если паять на открытом воздухе, вы нужен респиратор! Пары канифоли разрушают ваши легкие. Пары канифоли могут испортить вам жизнь быстрее, чем свинец, полученный при пайке.

Многие люди много лет паяли без ношения респираторы. Позже они задавались вопросом, что случилось и почему они не мог больше дышать.

Не могу это исправить.

Пары канифоли действительно быстро не повреждают легкие.Я бы также использовал вентилятор, чтобы отводить пары от вашего непосредственного окружения.

Клей для металла


Для тяжелых кабелей используется многожильный провод. Сплошную проволоку при таких диаметрах будет очень сложно согнуть.

Припой превращает многожильные провода в сплошные, а значит, нет гибкость. Просто имейте это в виду. Это не будет таким большим дело, если паяные соединения на концах, где у вас будет аккумулятор все равно проушины.

Широко известно, что припой не должен быть структурным клей.Одна из причин заключается в том, что кто-то может попытаться паять грязные или жирные провода, использовать неправильный флюс или использовать плохую технику. Это сделало бы паяное соединение не очень прочным. У хорошего паяного соединения прочность на разрыв составляет несколько тысяч фунтов на квадратный дюйм. Медный провод обычно уступает место раньше, чем припой. Тем не менее, не используйте это для альпинистских снастей или чего-то подобного.

Запрещается использовать электрические провода для поддержки тяжелых грузов. тем не мение. Для изготовления сварочного кабеля или кабеля аккумулятора, паяные соединения должны быть в порядке.

Вот пара паяльных наконечников: используйте правильный флюс … и обязательно нагрейте металл там, где вы хотите, чтобы припой шел, а не там, где припой.


Как не делать кабели для батарей

При остывании припой не должен выглядеть тусклым или матовым. Этот припой сустав может уступить место в какой-то момент. Здесь я использовал неправильный поток на начало и неправильная смесь припоя. Если бы я начал с канифольным сердечником, это была бы нормальная пайка.
К тому же зажим аккумулятора слишком хлипкий для калибра проводов. припаивается к нему.(Кстати, обратите внимание, что я использовал два отрезки провода 6-го калибра для утяжеления кабеля. Вид быдло.)

Это подводит нас к …..

Зажимы аккумулятора


Я использовал пружинные зажимы для батареек. Разумнее было бы припаять медные наконечники к концам кабеля. Убедитесь, что наконечники подходят для проволоки того размера, который вы используете.

Затем используйте барашковые гайки, чтобы прикрепить их к паре этих клемм аккумулятора или, что еще лучше, к этим потрясающим клеммам, сделанным в США. Они позволяют подключать к ним кабели с медными наконечниками, поэтому вам не нужно прикреплять большие тяжелые клеммные зажимы непосредственно к кабелям.

Хорошая морская батарея также будет иметь свои резьбовые штыри прямо на батарее. Это еще больше упрощает использование кабелей, изготовленных на заказ. (Морская батарея имеет глубокий цикл и выдерживает некоторые нагрузки, которые могут разрушить обычную батарею.)

Одна вещь, которую следует помнить о морских батарейных столбах: иногда столбы бывают двух разных размеров. Положительное значение может быть 3/8 дюйма, а отрицательным будет 5/16 «. (Умно, потому что тогда их сложнее соединить задом наперед.)

Другие жала паяльника


Хочу знать как не паять кабели? Это может включать использование припоя с твердым сердечником и флюсом из хлорида цинка, он же кислотный флюс. Или, нанеся флюс после того, как вы начнете нагревать металл. Вот как этого не делать. Металл не намочит пряди. Просто скатывается.

Если вы похожи на меня, вы потратите около 19,37 доллара на припой. прежде чем вы поймете, что это не сработает. Кислотный флюс, который проработали медную трубу, не годится для многожильного провода.Четный если вы сможете намочить все пряди, это вызовет коррозию позже.

Если вы хотите правильно припаять, есть два способа.

1.) Используйте канифольный флюс. Вы можете использовать жидкую канифоль или канифоль с пастой. Нанесите флюс на проволоку еще до того, как начнете ее нагревать. Каждый раз, когда я паяю, кажется, сначала я начинаю нагреваться, а затем добавляю поток. (Привычка возникла в результате пайки с флюсовым покрытием проволока.) Флюс должен быть сначала на проволоке, чтобы предотвратить окисление формирование. Тогда припой намочит металл.

2.) Используйте канифольный припой! Это не наносит канифоль на металл достаточно рано, чтобы остановить окисление. формирование. Как же тогда это работает? Канифоль вызывает коррозию когда жарко, снимает оксид. Добавлены активаторы make it еще эффективнее.

Существует три типа припоя с канифолью: R, RMA и RA.

R-core — это чистый канифольный стержень с нет активатора. Лучше всего иметь чистый металл. Факел пайка, вероятно, не так хороша с припоем R-сердечника, потому что медь так быстро тускнеет.У меня нет припоя R-core для тестирования, но есть причина, по которой компании начали добавлять активаторы в канифольный стержень.

Далее идет RMA-core («канифоль, слегка активированная»). В нем есть немного активатора, чтобы удалить окисление с проводов.

Затем есть RA-core («канифоль, активированная»), наиболее высокоактивированная канифольная сердцевина. Если вы собираетесь паять тяжелые медные кабели, используйте RA.

Припои Kester 44 имеют RA-сердечник. Для действительно толстого кабеля возьмите этот.(Я бы, по крайней мере, получил 0,062 дюйма для тяжелых кабелей.) Их серия 44 широко признана лучшим припоем с канифольным сердечником, который вы можете получить, или одним из них. Да, марка и тип припоя имеют значение. (ВНИМАНИЕ: всегда читайте инструкции производителя и правила техники безопасности.)

Серебряная пайка


Припой довольно легко плавится. Некоторые из них плавятся при 600-700 По Фаренгейту. Несколько свинцово-оловянных припоев, в том числе 50/50 и 63/37, Температура плавления не превышает 400 F. Oatey Safe Flow, бессвинцовый припой, плавится примерно при 450 ° C.

Если провода будут выдерживать чрезмерную перегрузку по току, они переплавят припой. Тогда провода могут разлететься. Живые провода попадают в случайные предметы было бы плохо.

Серебряная пайка имеет гораздо более высокую точка плавления (от 1300 до 1400 по Фаренгейту). Если твой по проводам проходит столько тока, что они достигают 1300 по Фаренгейту, возможно, вы где-то допустили ошибку в дизайне. Дело в том, серебро пайка не плавится, когда вы этого не хотите.

Не пытайтесь паять печатные платы серебром; это слишком много высокая температура.Однако для больших медных кабелей я бы определенно попробовал серебряная пайка.

Вам понадобится что-то, что выделяет достаточно тепла для серебра пайка. Вы можете паять серебро с обычным пропаном (он же «LPG») и один из этих фонарей пользователя Bernzomatic. Это может работать даже при пайке бронзы, если детали небольшие.

Или вы можете использовать воздух-ацетилен, в котором используется один из этих комплектов горелки, подключенный к баллону с ацетиленом «B». А еще лучше купи этот набор фонарей.Супер-горячее вихревое пламя.

Наконец, вы можете даже использовать оксиацетилен. Это своего рода перебор для серебряной пайки, но на самом деле сильный жар может позволить вам проникнуть туда, припаять заготовку и убрать огонь. Более холодные горелки занимают больше времени, а значит, нагрев у него больше времени, чтобы разложиться и нагреть другие вещи. Кислородно-ацетиленовый также позволяет выполнять сварку без необходимости электричество. А с оксиацетом можно делать обычную пайку бронзы, нанесение очень толстого, как сварной шов.

Если вы собираетесь паять кабели, лучше всего использовать медную или латунную втулку, которая надевается на провода.Возьмите несколько кусочков медных трубок 1/4 и 3/8 и отрежьте их до нужной длины.

Вокруг проводов не должно быть много места, если оно есть. Пайка впитается в узкое пространство между оголенным кабелем и медью рукав. Это образует структурно прочную связь. Хорошая пайка соединение примерно такое же прочное, как сварной (60 000–70 000 фунтов на кв. дюйм). Серебряный пайка должна быть хорошей, по крайней мере, до 40 000 фунтов на квадратный дюйм, если я правильно помню.

Серебряная проволока может дорого обойтись, но ее можно купить довольно дешево, если вы просто купите небольшую катушку из проволоки 20 калибра. Возьмите «средний серебряный припой», который вообще не припой; это разновидность припоя. Возьмите тару Handy Flux. Он понадобится вам для пайки серебром. Эта комбинация кажется отлично подходят для соединений медь-медь, медь-латунь, латунь-сталь и наверное другие вещи.

Еще одна альтернатива — комплект от Harris.

Подготовьте кабели


Вам понадобится хорошее рабочее место и правильный припой или припой. И правильный фонарь.

Теперь о проводе.

Я уже упоминал об использовании пары дешевых тисков. Они будут удерживать провод или провода на месте во время пайки.

Вам необходимо удалить достаточно изоляции с проводов, чтобы облигация. Проблема в том, что если оголенная медь слишком короткая, изоляция будет слишком близко к теплу. Он расплавится и загорится. Там будет черный дым и неприятный беспорядок.

Обычный свинцово-оловянный припой не должен сильно нагреваться перед этим. тает. Вы сможете достаточно нагреть медь без выгорает вся изоляция.Главное сделать Прежде чем наносить флюс, убедитесь, что чистая медь чистая. (Если если вы используете припой с активированной канифолью, можно немного потускнеть.)

Контрольный список для подготовки проводов:

— Изоляция удалена достаточно далеко

— Медь чистая

— Кабели удерживаются на месте с помощью мини-тисков или чего-то подобного.

— Облейте концы кабеля канифолью перед нагреванием; или используйте припой RA-сердечника.

Затем припаять.

Метод только обжима


Некоторые рекомендуют опрессовать без пайки.Используя специальный инструмент, вы обжимаете короткий кусок трубки на кабель (или кабели). Если вы сделаете это правильно, они вероятно, не разойдется.

Если у вас есть способ предотвратить проскальзывание заготовки, вы можете даже использовать молоток и стальной пробойник, чтобы сделать обжим.

Обжимные соединения для проволоки узкого калибра схематичны. когда они много на открытом воздухе, они могут начать прерываться вы. Что еще хуже, многие из этих разъемов даже не из меди.

Для медных проводов большого сечения обжимные соединения могут будет хорошо.Я до сих пор считаю их схематичными, если в них нет припоя. Ничто не сравнится с паяное или паяное соединение для обеспечения электропроводности. Гофрированный соединения являются механическими, и механические соединения могут развиваться окисление. Вы можете подумать, что в металле нет места, но есть разрыв. Это может быть одна тысячная дюйма, но может образоваться коррозия. там.

Сводка


Большинство кабельных соединений можно припаять или даже припаять. Для изготовления аккумуляторных кабелей или сварочных кабелей припой лучше, чем обжимные соединения.Самые важные вещи:

1. Имейте хорошее рабочее место с возможностью удерживать провода во время их пайки.

2. Используйте медные трубки правильного диаметра для изготовления собственных соединительных наконечников. Или просто купите готовые нужного размера. Например, здесь можно приобрести клеммные наконечники калибра 1/0.

3. Используйте правильный флюс. Для чего-нибудь электрического используйте канифольный флюс или просто припой для канифольных стержней. Не забудьте прочитать предупреждения производителя о безопасности; стандартный припой содержит свинец.

4. Не забудьте респиратор. Пары канифоли действительно разрушат ваши легкие.

Если вы нашли эту страницу полезной, информативной или занимательной, пожалуйста, помогите мне, купив ваши материалы по этим ссылкам. Ваша поддержка очень признателен, и это единственный способ поддерживать этот сайт в сети и добавлять на него полезные статьи.

Спасибо, что посетили эту страницу!


Связаться мне: 3 п o.t o. 1 2 0 с т у д и о.. c o m

Это не будет напрямую копировать и вставлять. Пожалуйста, введите его вручную в вашу почтовую программу.
Без пробелов между письма.


Домашняя страница

Аудиогид

Что нового!


Заявление об отказе от ответственности

Фотографии и статьи защищены авторским правом 2015-2017. Все права защищены..

RFM69HCW Руководство по подключению — learn.sparkfun.com

Представляем RFM69

RFM69HCW — недорогой и универсальный радиомодуль.Вы можете использовать его для отправки текстовых или двоичных данных между двумя или сотнями модулей. Он идеально подходит для создания недорогих беспроводных сетей малого радиуса действия для домашней автоматизации, гражданской науки и многого другого. RFM69HCW поставляется в двух частотных вариантах; версия 915 МГц и версия 434 МГц. См. Раздел «Обзор оборудования» ниже, чтобы узнать, какой из них выбрать.

Интерфейс и пример кода

RFM69HCW ничего не может делать сам по себе; он должен быть подключен к микроконтроллеру, например, Arduino.RFM69HCW использует четырехпроводной синхронный периферийный интерфейс (SPI) плюс линию прерывания. Большинство микроконтроллеров, включая Arduino, предлагают интерфейс SPI.

Феликс Русу из LowPowerLab написал отличную библиотеку Arduino для RFM69, которая обрабатывает детали настройки модуля, а также отправки и получения данных. В этом руководстве будет описано взаимодействие RFM69HCW с микроконтроллером Arduino с использованием этой библиотеки.

Если вы используете другой микроконтроллер, приведенная здесь информация, а также таблица данных и исходный код библиотеки должны помочь вам начать работу.(Если вы напишете пример кода для другой системы, мы будем рады добавить его в репозиторий кода).

Необходимые материалы

В этом руководстве мы покажем вам, как заставить два модуля взаимодействовать друг с другом, но имейте в виду, что вы можете использовать более двух модулей в своих проектах.

Вот что вам понадобится:

  • Два модуля RFM69HCW (с согласованными частотами):

  • Вам понадобится два Arduinos. Вы можете использовать RFM69HCW с любой Arduino, кроме версии 3.3V Arduino Pro — хороший выбор, потому что RFM69HCW также является частью 3.3V. Мы используем плату FTDI «Beefy 3», потому что стандартная плата FTDI не может обеспечить достаточный ток для работы RFM69:

    .
  • Мы подключим их к Arduinos с помощью заголовков и перемычек:

  • Если вы предпочитаете использовать Arduino 5 В, вы можете это сделать, но вам понадобится преобразователь логического уровня для каждого Arduino 5 В:

  • Вам понадобится провод для изготовления антенн и пара светодиодов (необязательно), которые мы заставим мигать при отправке или получении данных:

  • Если у вас их еще нет, вам также понадобятся паяльные инструменты и припой.

Рекомендуемая литература

Мы рекомендуем вам ознакомиться со следующими темами, прежде чем работать с RFM69HCW. Если вы хотите освежить в памяти что-либо из этого, перейдите по ссылкам и вернитесь, когда закончите.

Использование GitHub

Как использовать репозитории и GitHub для контроля версий.

Установка библиотеки Arduino

Как установить собственную библиотеку Arduino? Это просто! В этом руководстве будет рассказано, как установить библиотеку Arduino с помощью диспетчера библиотек Arduino.Для библиотек, не связанных с Arduino IDE, мы также рассмотрим установку библиотеки Arduino вручную.

Что такое Ардуино?

Что это вообще за «Ардуино»? В этом руководстве подробно рассказывается о том, что такое Arduino, а также о проектах и ​​виджетах Arduino.

Установка Arduino IDE

Пошаговое руководство по установке и тестированию программного обеспечения Arduino в Windows, Mac и Linux.

Способ пайки: зубчатые монтажные отверстия

Учебное пособие, показывающее, как паять зубчатые отверстия (или зубцы). Это может пригодиться, если вам нужно припаять модуль или плату к другой плате. Эти звенья становятся популярными благодаря встроенным модулям Wi-Fi и Bluetooth.

Обзор оборудования

Частота

RFM69HCW передает в диапазоне ISM (Industry Scientific and Medical), набор частот, предназначенных для маломощных радиостанций малого радиуса действия, не требующих лицензии.

SparkFun продает две версии RFM69HCW, версию 915 МГц и версию 434 МГц. Эти частоты разрешены в различных регионах: примерно 915 МГц предназначена для использования в Северной и Южной Америке и Австралии, а версия 434 МГц предназначена для использования в Европе, Азии и Африке. Фактические правила — это немного лоскутное одеяло, поэтому проверьте свои местные правила для других областей.

Примечание: Из-за низкой мощности и малого радиуса действия ограниченное использование любой частоты вряд ли будет проблемой.Но если вы планируете создать коммерческий продукт или развернуть большое количество модулей, убедитесь, что вы используете правильную частоту для вашего местоположения.

Диапазон

Как далеко дойдет сигнал? Снаружи с небольшими препятствиями вы сможете получить надежную связь на сотни метров. В помещении мы видели, как он работает на расстоянии более 50 метров через несколько стен.

RFM69HCW способен передавать до 100 мВт и до 300 кбит / с, но вы можете изменить оба этих значения в соответствии с вашим приложением.Например, вы можете максимизировать диапазон, увеличив мощность передачи и уменьшив скорость передачи данных. Или вы можете уменьшить оба параметра для сетей беспроводных датчиков малого радиуса действия, которые потребляют энергию аккумулятора.

Распиновка платы

Коммутационная плата RFM69HCW дает вам доступ ко всем контактам RFM69HCW, но в большинстве случаев вам понадобится только семь из них. Вот обзор контактов, которые мы будем использовать:

Мощность

Этикетка платы Имя Функция
3.3В Мощность Источник питания 3,3 В (минимум 130 мА, см. Ниже)
G / GND Земля Заземление

Данные

Этикетка платы Имя Функция
O / MISO Главный в подчиненном выходе Данные от RFM69HCW к микроконтроллеру
I / MOSI Главный выход, подчиненный вход Данные от микроконтроллера к RFM69HCW
К / SCK Последовательный ClocK Тактовый сигнал от микроконтроллера к RFM69HCW
S / NSS Выбор ведомого Выбор сигнала от микроконтроллера к RFM69HCW
0 / DIO0 Цифровой ввод / вывод 0
Прерывание приема
Получен сигнал прерывания готовности данных от RFM69HCW к микроконтроллеру

Антенна

Этикетка платы Имя Функция
А / АНТ Антенна Проволочная антенна, подробности см. На следующей странице
G / GND Земля Заземление антенны (то же, что и заземление питания)
(Вы можете использовать любой контакт G рядом с контактом антенны)

Руководство по установке антенны

— Подсказки Подсказки »Примечания по электронике

Некоторые ключевые рекомендации, подсказки и подсказки по установке антенны: что делать, как добиться максимальной производительности.. .


Установка антенны Включает:
Руководство по установке антенны Установка на чердаке Юстировка антенны Высота антенны


Правильная установка антенны не менее важна, чем выбор правильного типа в первую очередь.

Установка антенны может означать, что антенна работает как лучше, так и хуже. Приняв ряд ключевых правил и рекомендаций, антенна может получить наилучшие характеристики в любой конкретной ситуации.

При установке антенны необходимо пойти на некоторые компромиссы, но принятие некоторых рекомендаций или советов позволит оптимизировать производительность для конкретной ситуации.

Коммерческие антенные системы обычно хорошо расположены и имеют высоту для обеспечения наилучшего покрытия

Советы и рекомендации по установке антенны — рекомендации

В зависимости от типа устанавливаемой антенны может применяться множество различных рекомендаций или советов и советов. Некоторые антенны могут быть домашними телевизионными антеннами, другие могут быть антеннами CB или любительского радио, а третьи могут быть предназначены для профессионального применения.

Каким бы ни был тип антенны, есть множество моментов, на которые стоит обратить внимание, о чем следует подумать, и передовых методов, обеспечивающих получение наилучших характеристик от антенны.

Есть много разных областей, где нужно подумать об антенне.

Общее положение антенны

Одним из наиболее важных аспектов настройки любой радиоантенны является ее местоположение. Местоположение антенны будет определять многие аспекты ее работы, и поэтому местоположение антенны должно определяться вместе с типом антенны, которая будет использоваться.Следует учитывать ряд точек, связанных с антенной:

  • Выберите место, где радиоантенна может «видеть» все вокруг: Чтобы работать с максимальной эффективностью, она должна иметь возможность «видеть» все вокруг.
    Для наилучшей работы антенна должна максимально очищать окружающие предметы. Чтобы добиться этого, его следует держать подальше от близлежащих объектов, которые могут действовать как экран. Таким образом, максимальное количество сигнала может быть достигнуто или покинуть антенну, не поглощаясь близлежащими объектами.
  • Помните, что близлежащие объекты могут «расстроить» антенну: При рассмотрении местоположения радиоантенны следует помнить, что близлежащие объекты могут расстроить антенну, даже если они не влияют на круговую видимость. Соседние объекты могут привести к тому, что антенна будет работать вдали от резонансной точки и станет менее эффективной. Это очень важно для антенн, отрезанных до определенной длины и не имеющих средств настройки на месте. Это может происходить из-за множества предметов — металлические предметы и электропроводка особенно плохи, но даже деревья могут таким образом ухудшить характеристики антенн.Обычно эффекты заметны на расстоянии в одну или две длины волны, чем ближе объект и чем выше проводимость, тем сильнее эффект.
  • Подберите подходящие точки для крепления антенн: Горизонтальным антеннам нужны точки крепления на обоих концах. Стоит задуматься, существуют ли уже подходящие точки привязки. Дымоходы или другие точки в доме могут быть одной подходящей точкой. Деревья также могут быть удобно расположены, хотя схемы шкивов требуются для того, чтобы любое движение в дереве из-за ветра принималось во внимание, не ломая антенный провод.Также можно установить опору или антенную мачту и рассмотреть эту возможность и ее расположение. Какой бы вариант ни был выбран, это нужно учитывать с самого начала.
  • Внутри или снаружи: Во многих случаях может потребоваться использование внутренней радиоантенны. Внешние антенны работают лучше, потому что они могут быть дальше от объектов, которые могут вызвать потери или расстроить антенну. Очень сложно оценить размер потерь, которые несет антенна внутри дома.Крыша или кирпичная кладка вызовут снижение сигнала, особенно когда он влажный. Размер потерь также будет зависеть от частоты. Для сигналов VHF и UHF это будет намного больше.

Высота антенны

Хотя высоту радиоантенны можно рассматривать с учетом общего положения антенны, высота очень важна и может существенно повлиять на ее характеристики. В результате различные точки рассматриваются отдельно.

Увеличение высоты антенны почти всегда улучшает ее характеристики, независимо от того, используется ли она для HF, VHF или UHF и т. Д.


Соображения по поводу помех

Помехи, создаваемые любительскими радиостанциями, и создаваемые ими помехи, очевидно, имеют большое значение. Расположение антенны любительской радиостанции может существенно повлиять на оба аспекта помех. В результате это следует учитывать при выборе места для радиоантенны.

  • Держите радиоантенну вдали от источников помех в доме: В большинстве домов есть много предметов, которые являются очень хорошими источниками шума.Хотя в настоящее время телевизоры и компьютеры намного лучше, некоторые помехи все еще возникают, особенно потому, что многие компьютеры теперь имеют сети, связанные с ними. Помехи также создаются множеством других электрических предметов в доме. Пылесосы, электродрели, электрические миксеры и множество аналогичной посуды — все это способствует уровню генерируемого электрического шума. Он излучается внутри и вокруг дома, уменьшаясь по мере удаления от источника.В результате лучше держать антенну как можно дальше от дома. Это не всегда возможно, уровень помех можно минимизировать, удерживая антенну вдали от определенных источников шума.
  • Радиолюбители (или любые радиопередатчики в этом отношении) могут создавать помехи, если они находятся рядом с бытовыми приборами: Несмотря на то, что домашнее оборудование гораздо более устойчиво к помехам, чем раньше, все же есть возможность того, что передатчик любительского радио может вызвать помехи.Один из лучших способов уменьшить вероятность каких-либо помех — это расположить антенну любительского радио вдали от любого другого оборудования. Лучше всего для этого держать антенну подальше от любых жилых помещений. Очевидно, что для маломощных передатчиков риск меньше, но для мощных любительских радиостанций это может стать более серьезной проблемой, особенно если используются направленные антенны, которые могут быть направлены в любое домашнее помещение.

Согласование антенны

Согласование антенны с фидером особенно важно, если используются радиопередатчики, и они должны эффективно работать с антенной системой.Естественно, это также важно для принимающих систем, но может быть не так важно. Радиочастотные системы, такие как антенны, фидеры, источники (т. Е. Передатчики) и нагрузки (т. Е. Приемники), имеют характеристический импеданс. Чтобы система работала эффективно, они должны совпадать, в противном случае возникают стоячие волны и передача мощности снижается. Чтобы обеспечить правильное согласование и правильную работу всей системы, можно принять ряд мер.

  • Используйте измеритель КСВН, чтобы убедиться, что радиоантенная система работает правильно: Антенны обычно работают только в относительно узкой полосе пропускания, и многие антенны могут работать только в одном диапазоне, и иногда требуется регулировка, чтобы позволяют им работать даже на разных концах диапазона.
    Типичный измеритель КСВ, используемый с передатчиком Это обеспечивает согласование антенны с фидером и передачу максимального количества энергии. Чтобы проверить, правильно ли работает антенна, в линию можно вставить измеритель КСВН. Постоянно держа один в цепи, можно контролировать работу системы.
  • Рассмотрите возможность использования ATU для обеспечения оптимальной работы антенны: Чтобы гарантировать, что полное сопротивление антенны совпадает с сопротивлением фидера, часто необходимо использовать согласующий или настраивающий блок между фидером и самой антенной.Эти блоки настройки антенны (ATU) используются для настройки излучающего элемента таким образом, чтобы его импеданс соответствовал сопротивлению фидера, что позволяет получить максимальную передачу мощности и минимизировать уровень стоячих волн. Чтобы можно было правильно настроить антенну, ATU необходимо расположить рядом с антенной.
  • Используйте ATU в лачуге, чтобы снизить уровень КСВ, видимого выходным каскадом радиопередатчика: Высокий уровень стоячих волн может вызвать повреждение полупроводниковых выходных каскадов радиопередатчиков.Чтобы защитить эти ступени от повреждений, многие передатчики определяют уровень КСВН (коэффициент стоячей волны напряжения) и снижают выходную мощность, когда уровни начинают расти.
    Включение ATU в систему питания передатчика с измерителем КСВН Следовательно, чтобы гарантировать, что передатчик может обеспечить максимальную выходную мощность, должен присутствовать низкий уровень КСВН. Когда невозможно установить ATU прямо в точке питания антенны, его можно разместить рядом с передатчиком для настройки антенно-фидерной комбинации, чтобы КСВН, наблюдаемый передатчиком, был минимальным.Хотя это не совсем идеально, это может помочь, позволяя передатчику видеть низкий уровень КСВН.
Примечание по коэффициенту стоячей волны, КСВ и КСВ:

Стоячие волны часто связаны с радиочастотными фидерами, и они генерируются, когда есть несоответствие между импедансом фидера и импедансом нагрузки. При рассогласовании мощность отражается, и объединенные напряжения и токи прямой и отраженной мощности образуют стоячие волны вдоль фидера.

Подробнее о Коэффициент стоячей волны напряжения, КСВН.

Особенности антенного фидера

Фидер — важная часть любой радиоантенны. Его цель — гарантировать, что максимальное количество энергии достигнет места назначения, будь то мощность радиопередатчика, достигающая антенны, или входящие сигналы от радиоантенны, достигающие приемника. Любая потеря мощности снизит эффективность всей антенной системы. Соображения стоимости фидера и производительности могут повлиять на любое решение, принятое в отношении антенны, и поэтому это важно.

  • Выберите оптимальный фидер для любой ситуации: Тип кабеля следует выбирать так, чтобы обеспечить приемлемые потери на используемых частотах. Для частот ниже 30 МГц потери в фидере обычно довольно низки, и с учетом ограничений по мощности часто можно использовать более тонкий коаксиальный кабель, если не требуются длинные участки. По мере увеличения частот возрастают и уровни потерь, и требуются более толстые и низкие варианты потерь. Хотя стоимость может быть высокой, инвестиции в кабель с низкими потерями могут гарантировать, что вся антенная система будет работать на полную мощность.
  • Учитывайте установку фидера при планировании установки радиоантенны: Любой фидер должен быть правильно установлен. Например, если это коаксиальный или коаксиальный кабель, его не следует изгибать слишком сильно за пределы минимального радиуса изгиба. Если это будет сделано, возможно повреждение. Открытый механизм подачи проволоки не должен проходить через дом, так как близлежащие объекты расстроят его, и потери возрастут. Любой пробег внутри здания должен быть сведен к минимуму
  • Соответствующая защита от атмосферных воздействий любого фидера, если он будет использоваться снаружи: В частности, следует проявлять особую осторожность при использовании коаксиального кабеля снаружи.Конец коаксиального кабеля должен быть загерметизирован, чтобы предотвратить попадание влаги. Влага сама по себе вызовет потери, поскольку она будет поглощать мощность, и в долгосрочной перспективе вызовет коррозию, которая ухудшит характеристики коаксиального кабеля.

Хорошая земля

Одним из хороших решений для удовлетворения многих требований к ВЧ антенне для любительских радиостанций является вертикальная установка на земле. Эти и ряд других систем радиоантенн требуют использования эффективной системы заземления для удовлетворительной работы.Поскольку система заземления является ключевым элементом работы радиоантенны, необходимо убедиться, что система заземления находится в удовлетворительном состоянии.


  • Убедитесь, что система заземления имеет низкое электрическое сопротивление: Одним из основных требований к системе заземления или заземления для антенны является ее низкое электрическое сопротивление. Этого можно достичь, обеспечив максимальную площадь контакта металла с землей. Можно использовать стержни электрического заземления, а также старые медные трубы.
  • Убедитесь, что система заземления имеет низкое ВЧ-сопротивление: Несмотря на то, что требуется хорошая электрическая проводимость для постоянного тока, ВЧ характеристики могут быть дополнительно улучшены путем прокладки радиальных проводов, обычно четверть длины волны, излучаемых из центральной точки заземления. Если приходится идти на компромиссы, их следует искать в том направлении, где требуется оптимальная производительность.
  • Убедитесь, что основная точка системы заземления находится как можно ближе к точке питания наземной антенны, насколько это возможно: Антенные системы, использующие систему заземления, не работают должным образом, если провод к системе заземления длинный.Соответственно, основное соединение системы заземления должно быть как можно ближе к основанию антенны.
  • Учитывайте проводимость грунта: При выборе места для системы заземления следует учитывать проводимость самого грунта. Сухая песчаная почва дает плохое соединение, тогда как влажная плодородная почва дает гораздо лучший результат. По возможности заземление следует выполнять в месте, где заземление будет лучше. Это может изменить выбор положения некоторых вертикальных антенн или может означать, что наземные системы могут оказаться нежизнеспособными.
Примечание по заземлению антенны:

Заземление антенны может быть ключевым моментом в ее работе, особенно если это вертикальная несимметричная антенна, в которой заземление является частью антенны.

Подробнее об антенне RF заземление.

Аспекты безопасности антенны

При установке любой радиоантенной системы, будь то радиолюбитель или любая другая цель, безопасность должна быть одним из основных соображений. Иногда антенны временно устанавливают, чтобы они падали, когда поднимается ветер.Особой опасности подвергаются самодельные антенны, но даже промышленные антенны могут пострадать, если они установлены неправильно, а иногда и тогда. Необходимо следить за тем, чтобы антенна не упала и не поранилась.

Ряд ключевых моментов перечислены ниже:

  • Одно из основных правил техники безопасности — держать все предметы как можно дальше от линий электропередач. Сюда входят мачты, столбы, антенные провода, другие формы антенн, фидеры, лестницы и любые используемые инструменты.В идеале расстояние от антенны или столба до линии электропередачи должно быть как минимум в два раза больше высоты антенны или столба.
  • Убедитесь, что все антенны имеют хорошую конструкцию, чтобы они могли выдерживать суровые погодные условия и не могли упасть на людей.
  • Убедитесь, что все антенны в хорошем состоянии и все проблемы устранены до их падения.
  • При подъеме на вышку или по лестнице убедитесь, что приняты все необходимые меры предосторожности. Подниматься по лестницам, вышкам и т. Д. Должны только обученные люди.
  • Для установки антенн и кабелей часто требуется проделывать отверстия в стенах и потолках, чтобы можно было пропустить фидеры и т. Д. При сверлении отверстий будьте осторожны, чтобы не просверлить электрический провод или водопроводную / газовую трубу. Доступны датчики, показывающие наличие проводов и металлических труб, проложенных в стенах. Это дешево и вполне может предотвратить катастрофу.

Прежде всего, при установке антенн необходимо учитывать аспекты безопасности при проектировании и установке радиоантенны.При такой погоде любой риск, скорее всего, вскоре приведет к поломке. Не стоит рисковать, так как падающие антенны могут причинить вред людям и имуществу, и ни в коем случае нельзя использовать антенну на земле.


Поэкспериментировать с радиоантеннами может быть увлекательная область или любительское радио. Многие энтузиасты радиолюбителей находят это особенно полезным элементом своего хобби. Кроме того, может быть очень полезен опыт, полученный при настройке и тестировании различных типов радиоантенн, который значительно дополняет некоторые из основных рекомендаций, изложенных здесь.Также может быть очень полезным, когда новая антенна работает особенно хорошо и намного лучше, чем предыдущие установки. Производительность любительской радиостанции может быть значительно улучшена, и это часто можно увидеть в результатах, когда установлено множество удаленных контактов.

Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны Распространение радио Ионосферное распространение Земная волна Рассеивание метеоров Тропосферное распространение Кубический четырехугольник Диполь Дискон Ферритовый стержень Логопериодическая антенна Параболическая рефлекторная антенна Вертикальные антенны Яги Заземление антенны Коаксиальный кабель Волновод КСВН Балуны для антенн MIMO
Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

Как спроектировать антенну на печатной плате для 2,4 ГГц

Антенны в наши дни повсюду, большинство основных технологий, таких как смартфоны, безопасность и устройства IoT, используют антенны для связи между ними, и поэтому RF становится одним из самых интересных и надежных уголки инженерии и дизайна. Итак, моя цель сегодня — дать читателям некоторые основные идеи о , что такое антенна, как она работает и как построить антенну на 2,4 ГГц.

Прежде чем мы начнем, позвольте мне сказать вам, что я не эксперт по радиочастотам, но у меня есть некоторый многолетний опыт, чтобы рассказать вам некоторые основы, чтобы начать работу с вашим проектом.

Антенны в целом

Хотя предметом этой статьи является антенна на печатной плате для 2,4 ГГц, но некоторая базовая справочная информация об антеннах будет очень полезна для новичков, если вы профессионал и если вы собираетесь просто узнать об антенне на печатной плате, вы можете пропустить это. часть.

Чтобы лучше понять антенны, необходимо сделать быстрый обзор схем согласования импеданса и резонанса. Доказано, что для передачи максимальной мощности импеданс источника должен быть точно равен импедансу нагрузки.

Антенна — это конструкция, состоящая из металлических предметов, часто из проволоки или группы проводов, используемых для преобразования высокочастотного тока в электромагнитные волны и наоборот. В общем, можно сказать, что это особый тип преобразователя, который преобразует высокочастотные токи в электромагнитные волны.

Антенна должна соответствовать линии передачи и нагрузке. , в зависимости от частоты, длины провода и материала диэлектрика, провод действует как линия передачи с согласованием импеданса, мы обсудим это подробнее позже в статье. .

Антенна должна действовать как резонансный контур, то есть она должна иметь способность передавать энергию от электростатической к электромагнитной, если соответствие импеданса правильное, энергия начнет передачу и будет излучаться в атмосферу таким же образом, как и трансформатор преобразует энергию из первичной во вторичную.

Приведенное выше обсуждение является чрезмерным упрощением процесса, который встречается при передаче RF, но вы можете рассматривать его как основу для дальнейшего обсуждения.

Длина волны, частота и длина антенны

В антенне длина волны, частота и длина антенны зависят друг от друга. Я объясню эти три параметра на простом примере.

Длина и форма антенны зависят от длины волны частоты передатчика; я.6 = 6 м Где, C — скорость света. Для четвертьволновой антенны это становится фиксированным λ / 4.

Приведенный выше базовый пример должен показать вам, как можно рассчитать длину волны для определенной частоты

Итак, если вы сделаете тот же расчет для 2,45 ГГц, мы получим длину антенны 23 мм.

Теперь об основных из них, мы можем переключить наше внимание на главную достопримечательность блога, которая является дизайном антенны на печатной плате.

Прежде чем продолжить, позвольте мне сказать вам, что я не собираюсь подробно рассказывать все подробности о каждом аспекте антенны на печатной плате, потому что у меня нет уровня знаний, инструментов и измерений, необходимых для такого рода детальное объяснение.

Вместо этого я собираюсь обсудить некоторые из основных концепций, передовых методов и вещей, которые следует иметь в виду. С учетом сказанного давайте спроектируем его!

Выбор подходящего типа антенны

Ранее мы решили, что будем использовать четвертьволновую антенну для этого проекта, поэтому, в зависимости от требований, есть только два основных типа антенн, которые доминируют над всеми остальными, а именно:

  1. Перевернутая F-антенна
  2. Линия меандра перевернутая F-антенна

И мы собираемся использовать перевернутую F-антенну с меандром.На данный момент этот проект становится очень длинным, поэтому, чтобы немного сократить его, я не собираюсь объяснять, почему я собираюсь использовать перевернутую F-антенну с меандровой линией, если вы хотите узнать больше об этих двух типах антенн, Вы можете ознакомиться с этой статьей «Дизайн печатной платы с изгибающейся линией и замыкающей полосой ».

Расчет антенны

Перед тем, как мы начнем расчет, нам нужно настроить некоторые параметры.

Сначала мы должны выбрать подложку и рабочую частоту, затем мы должны рассчитать подходящую длину и ширину подложки, и, наконец, мы рассчитаем длину и ширину следа.

Чтобы объяснить конструкцию антенны, мы предполагаем, что печатная плата сделана из материала FR4, который имеет относительную проницаемость 4,4. Этот параметр очень важен, как мы увидим позже в расчетах.

Высоту подложки можно рассчитать, используя,

где,

hs = Высота основания,

F = частота в ГГц,

C = скорость света в м / с,

Σr = диэлектрическая проницаемость подложки.

Ширину следа можно определить с помощью

Длину следа можно определить с помощью

Где,

Σff = эффективная диэлектрическая проницаемость

                        Σff = (Σr + 1/2) + (Σr-1/2) (1 / (√1 + 12hs / (wₚ))) (4) 

ΔL = Физическая длина

Длина подложки равна,

Ls = Lp + 6hs 

Ширина подложки определяется по,

 ws = wp + 6 hs (7) 

Отношение ширины микрополоски к глубине определяется как,

Где,

d = Ширина следа,

w = Ширина подложки

A = Эффективная площадь.

Хватит! С помощью расчетов давайте спроектируем ВЧ-плату 2,45 ГГц на основе ESP8285 , чтобы показать, насколько легко и сложно разработать плату и встроенный ВЧ-модуль.

Разработка схемы

Здесь мы разрабатываем антенну 2,4 ГГц для платы ESP8255 Mini, поэтому ниже представлена ​​ее принципиальная схема. Мы также построим полную печатную плату по этой принципиальной схеме в следующей статье.

Чтобы разработать правильную схему, подобную этой, мы собираемся использовать руководство по проектированию ESP8285, предоставленное espressif , но также, когда я поискал в Google руководство по проектированию оборудования для ESP8285, я обнаружил следующее сообщение:

Итак, я сразу же загрузил руководство по проектированию оборудования для ESP8266 и в этой документации я смог найти полное руководство по проектированию оборудования.

В Руководстве по проектированию аппаратного обеспечения есть несколько ключевых требований к конструкции, на которые я хочу указать, а именно: аналоговый источник питания и цифровой источник питания для ESP. Оба источника будут подробно объяснены позже, когда мы будем проектировать полную печатную плату для платы ESP8285, здесь мы сосредоточимся только на разработке антенны

.

Конструкция антенны на печатной плате, 2,4 ГГц

Антенная секция сделана так, чтобы ее можно было переключать между антенной PCB и штыревой антенной.

Катушки индуктивности L3 и L4 присутствуют только на случай непредвиденных обстоятельств.

Макет платы

На изображении выше показана полностью разложенная доска.

Есть две основные части печатной платы, которые нам необходимо рассмотреть: первая — это антенная часть , вторая — , вторая — , часть кварцевого генератора . Опять же, мы сосредоточимся только на разделе «Антенны».

Антенная секция

Самая сложная часть этого проекта — раскладка антенной секции,

Во-первых, нам нужно разместить все необходимые разъемы и разъемы,

Далее нам нужно разместить антенну U.Разъем FL, программный заголовок, переключатель для GPIO0 и микроконтроллер, я только что сделал это, как вы можете видеть на изображении выше.

Затем проложите трассу антенны, для этого я собираюсь использовать инструмент Polygon tool в Eagle PCB .

Прежде чем прокладывать дорожку, следует помнить одно важное замечание: полное сопротивление дорожки должно составлять 50 Ом, потому что она действует как высокочастотная линия передачи, и эти 50 Ом сильно зависят от диэлектрического материала и толщины платы.Итак, нам нужно сначала рассчитать это, чтобы построить соответствующую трассу.

Для этого мы собираемся использовать веб-инструмент под названием Mantaro .

Для расчета ширины следа выставьте все необходимые параметры, все эти параметры вы можете найти на сайте производителя

Первый — это ширина дорожки, которую я ввел вручную, она составляет 70 мил.

Второй — толщина следа, 1 унция или 1.4 мил.

Третий — это толщина диэлектрика, которая представляет собой толщину платы, равную 39,3701 или 1,6 мм.

И четвертый — это относительные диэлектрические постоянные, которые можно найти на веб-сайте производителя, и они варьируются от производителя к производителю.

Теперь, если я нажму кнопку «Рассчитать», я точно получу сопротивление 50 Ом.

Примечание! Импеданс в основном зависит от ширины дорожки (w) и толщины диэлектрика (h).

Итак, окончательная разводка выглядит как на изображении выше, теперь это просто вопрос изготовления, программирования и тестирования платы.

Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое. Если у вас есть сомнения, вы можете задать вопрос в комментариях ниже или воспользоваться нашим форумом для подробного обсуждения.

FAQ — KB9VBR Антенны

С 2001 года я построил и продал тысячи антенн J-Pole. Я также ответил на сотни вопросов по установке, эксплуатации и производительности. Поскольку плохих вопросов не бывает, я перечисляю здесь наиболее часто задаваемые вопросы.

Из чего сделаны все медные антенны J-Pole?

Антенны My J-Pole изготовлены из сплошной медной трубы типа M для максимальной прочности и устойчивости к атмосферным воздействиям. Все стыки пропаяны канифольным припоем. Разъем SO-239 припаян к антенне в точке наименьшего КСВ.

Связанное сообщение: Зачем делать антенны из меди, а не из алюминия или нержавеющей стали.

Почему медь, разве не так дорого?

Да, медь дорогая; но это также один из самых эффективных доступных проводящих материалов.Одним из распространенных элементов, более эффективных, чем медь, является серебро. Алюминий лишь на 60% эффективнее меди. Высокая эффективность меди означает, что большая часть вашего сигнала будет передаваться в свободное пространство, а не сгорать из-за электрического сопротивления материала. Антенны, сделанные из нержавеющей стали или алюминия, могут выглядеть красиво и не тускнеть, но они не обладают той эффективностью, которую может обеспечить настоящая медная антенна.

Сравнение этих антенн с проводными антеннами на рынке

Я видел множество планов и сайтов, на которых продаются антенны J-Pole и Slim Jim из лестничной линии 450 Ом или сдвоенных ТВ-проводов на 300 Ом.Из них получаются хорошие антенны; они легкие и могут быть легко упакованы во время похода или похода. Сам использую их для переносных и аварийных ситуаций. Но вы делаете компромисс между долговечностью и эффективностью, когда выбираете более тонкий материал. Все антенны Copper J-Pole и Slim Jim будут иметь большую чувствительность, более низкий уровень шума и большую полосу пропускания, чем сопоставимые проволочные антенны. Большая площадь медных трубок имеет значение.

Как ваши двухметровые J-Poles работают в диапазоне 440 МГц?

Двухметровая J-Pole настроена для максимальной эффективности на 2-метровом диапазоне, где КСВ равен 1.2: 1 или меньше при 146 МГц. Это довольно хорошие характеристики в диапазоне УВЧ, где КСВ составляет 2: 1 — 2,5: 1 в диапазоне 445-450 МГц. Это все еще находится в пределах досягаемости современных радиоприемников.

Можете ли вы построить антенны для любых других частот?

Я могу изготовить для вас индивидуальную антенну для любой частоты от 40 МГц до 500 МГц. Если вам нужна особая антенна, напишите мне, и я сообщу вам смету расходов.

Мне нужна антенна для моего ВЧ, 10-метрового или CB-радио.Вы можете помочь?

В настоящее время я не производю антенны для ВЧ спектра. Сюда входят антенны для коротковолновых, высокочастотных, 10-метровых или CB-радиостанций. Но я изучаю новые продукты, поэтому время от времени проверяйте, есть ли у меня какие-либо новые предложения, которые могут удовлетворить ваши потребности.

Как доставляются ваши антенны?

Я использую приоритетную почту USPS для доставки своих антенн. Я считаю, что Priority Mail обеспечивает лучшую цену, скорость и удобство доставки. 6-метровые антенны поставляются UPS. Наземная служба работает лучше всего из-за их длины.Международные заказы обычно доставляются USPS International Priority. Более подробную информацию о доставке можно найти на странице информации для заказа.

Можно ли покрасить антенну?

По мере того, как медная J-образная опора подвергается воздействию элементов, на ней образуется темно-коричневая патина. Этот темный налет или патина носит только косметический характер и никоим образом не повлияет на характеристики.

Вы можете покрасить антенну неметаллической краской, чтобы защитить ее и помочь ей лучше вписаться в окружающую среду. Если вы хотите, чтобы антенна на вышке выглядела новой и сияющей, вы также можете покрасить ее прозрачной эмалевой краской.

Я рекомендую следующую процедуру, если вы планируете красить антенну. Сначала протрите антенну тонкой стальной мочалкой ’00’. Затем протрите антенну тряпкой или бумажным полотенцем, смоченным изопропиловым спиртом. Спирт легко воспламеняется, поэтому делайте это в хорошо проветриваемом помещении. Также дайте тряпке высохнуть на открытом воздухе, прежде чем выбросить ее, чтобы предотвратить самовозгорание. Закрепите соединитель малярной лентой и нанесите один или два слоя аэрозольной эмалевой краски.

Связанное сообщение: Покраска антенны J-Pole

Есть ли какой-нибудь особый способ крепления антенны?


Антенна, естественно, заземлена по постоянному току, поэтому не требуется никакой изоляции от мачты.Антенну можно установить непосредственно на металлическую мачту с помощью хомутов или U-образных болтов. J-полюс может расстроить близлежащие крупные металлические предметы. Вы должны держать его на расстоянии не менее 6 футов или выше металлических зданий и тому подобного.

Связанное сообщение: Нужно ли заземлять антенны J-Pole?

Сообщение по теме: Молниезащита для антенн.

Я живу в квартире. Могу я все еще использовать вашу антенну J-Pole.

Использование антенны KB9VBR J-Pole во внутреннем дворике

Вы определенно заметите улучшение в такой антенне, как J-Pole, если сравните ее с антенной с резиновой уткой, которая есть на современных HT.Попробуйте прикрепить антенну к перилам балкона или террасы, чтобы посадить ее в цветочный горшок, наполненный ландшафтными камнями. Попробуйте положить его на чердак, если у вас есть доступ. В конечном итоге поставьте его в углу комнаты. Если вы это сделаете, следуйте инструкциям по безопасности радиочастот и держите передатчик на более низком уровне мощности.

Связанный пост: Установка радиолюбительских антенн на чердаке

Как подключить ваши антенны к портативной рации?

Несмотря на то, что антенны J-Pole разработаны как лучшие антенны для базовых станций, все они будут очень хорошо работать с вашим HT или портативной радиостанцией.Фактически, я настоятельно рекомендую отколовшуюся модель для портативного использования. На антеннах есть разъем So-239, и я рекомендую использовать коаксиальный кабель с разъемами Pl-259 для подключения антенны к магнитоле. Вам понадобится переходник для подключения стандартного коаксиального кабеля с разъемами Pl-259 к портативной радиостанции. Radio Shack продает адаптеры BNC-SO-239 и SMA-SO-239. Если вы не можете найти адаптеры в Radio Shack, попробуйте Tower Electronics или Ham Radio Outlet. Эти адаптеры позволят вам подключить HT к любой антенне с помощью стандартного коаксиального кабеля.По этим причинам неплохо иметь несколько таких вещей в походной сумке.

Связанное сообщение: Установка внешних антенн на портативную радиостанцию ​​Wouxun

Связанное сообщение: Подключение внешней антенны к HT

Сколько мощности хватит на рукоятку антенны J-Pole

Антенны

J-Pole были разработаны и изготовлены из самых разных материалов. Выбор конструкционных материалов может сильно повлиять на характеристики и мощность антенны.Как правило, медная антенна J-Pole длиной 2 метра может выдерживать мощность 250 Вт или более. Медь — очень эффективный проводник, очень хорошо переносит и рассеивает тепловую энергию. Я лично протестировал свою 2-метровую антенну на уровнях мощности до 170 Вт без проблем и уверен, что антенна будет работать выше.

Связанный пост: Сколько ватт может выдержать антенна J-Pole

Как далеко эта антенна будет передавать или принимать?

Связь VHF и UHF в основном осуществляется в пределах прямой видимости, ваш диапазон будет зависеть от высоты антенны, мощности передатчика и местности.Например, если вы установите антенну на высоте 20 футов в воздухе, нередко можно будет слышать портативные радиостанции в радиусе 2–3 миль, мобильные устройства на расстоянии 5–10 миль и ретрансляторы на расстоянии до 50–60 миль. Если вы живете в очень холмистой или городской местности, эти цифры могут быть уменьшены. Прочтите мои отзывы о реальных примерах диапазона антенн.

Связанное сообщение: Как высота антенны влияет на связь в диапазоне УКВ.

Связанное сообщение: Расчеты HAAT: какая антенна подойдет мне лучше всего.

Могу ли я использовать вашу антенну на репитере

J-полюс

, безусловно, будет работать как ретрансляторная антенна.Они имеют всенаправленную диаграмму направленности в форме пончика. Это делает их хорошим выбором в качестве антенны для малых и средних уровней возвышения и будет отличным выбором в качестве удаленной базы или приемной антенны в системе ретранслятора.

Антенна My Slim Jim — идеальный выбор для ретранслятора. Он имеет сложенную дипольную конструкцию, которая дает ему большее усиление и меньший угол радиочастотного излучения (7 градусов против 20 градусов). Slim Jim концентрирует больше радиочастотной энергии в направлении горизонта.

Похожие сообщения: J-Pole и Slim Jim ретрансляционные антенны.

Как работает ваша шестиметровая антенна?

Шестиметровая антенна работает очень хорошо. Один у меня был установлен на земле, и я смог поразить ретранслятор на расстоянии 40 миль с мощностью 5 Вт. Ответный сигнал был примерно половиной шкалы на радио, и у меня было отличное качество сигнала, входящего в ретранслятор, согласно другой половине моего QSO. Другой человек установил его на дымоходе и может говорить в симплексном режиме мощностью 100 Вт на расстояние более 40 миль, при этом все еще сохраняя сигнал полной шкалы.Эти примеры демонстрируют среднее поведение антенны, но ваш пробег может отличаться.

Какой тип коннектора мне выбрать? SO-239 или N?

Стандартный вариант — SO-239, но вы также можете запросить гнездовой разъем N. В чем разница между этими разъемами и какой выбрать? Итак, SO-239, также называемый UHF-гнездом, обычно используется в любительском радиооборудовании и антеннах. Если у вас есть мобильная рация, сзади будет SO-239.Если вы используете HT, вы получите адаптер с SMA на одном конце и SO-239 на другом конце. Тогда коаксиальный кабель, который вы будете использовать, будет иметь разъемы PL-259 на каждом конце. PL-259 совпадает с SO-239.

Разъемы

N имеют то преимущество, что они имеют более низкие потери на частотах VHF / UHF и образуют водонепроницаемое соединение. Разъемы N предпочитают люди, работающие на УВЧ- или СВЧ-частотах или использующие коммерческое оборудование. Поэтому, если вы используете радиомодули с разъемами N на задней панели или у вас установлен кабель с N-штекерными разъемами, то заказ антенны с N-гнездовым разъемом имеет смысл.

Но в подавляющем большинстве любительских радиоприемников используется комбинация SO-239 / PL-259, и более 90% моих продаж приходится на антенны с разъемами SO-239. Итак, суть в том, что, если ваши особые потребности не требуют разъема N, заказывайте антенну с SO-239.

Какой тип коаксиального кабеля мне следует использовать?

Размер коаксиального кабеля

зависит от нескольких факторов, в первую очередь от длины вашего пробега и частоты вашей антенны. Сигналы VHF и UHF более подвержены затуханию в коаксиальном кабеле, поэтому следует выбирать кабель с низкими потерями.Для пробега на 100 футов вот цифры потерь в децибелах для некоторых из наиболее популярных типов коаксиалов:

Тип коаксиального кабеля Потери на частоте 146 МГц в дБ на 100 футов Потери на частоте 446 МГц в дБ на 100 футов
RG-58 6,5 12,2
RG-8X 4,7 8,6
RG-8 2,3 4,7
9913 1.6 2,9

Связанное сообщение: Таблица затухания в коаксиальном фиде

Потеря 3 дБ уменьшит вашу мощность вдвое. Потеря в шесть дБ сократит вашу мощность до 1/4. Я рекомендую RG-8, если длина вашего кабеля превышает 50 футов, и RG-8X, если он составляет менее 50 футов. Вы не должны использовать RG-58 для VHF / UHF, если это не очень короткий пробег (менее 15 футов). Пользователи GMRS J-Pole должны использовать RG-8 только для коротких пробежек и Belden 9913 для более длинных пробегов. Данные о потерях для других частот и кабелей можно найти на сайте Cable Experts.

У моей антенны действительно высокий КСВ. Что я должен проверить?

Вот несколько вещей, которые вы можете проверить, если ваш КСВ высокий.

  1. Проверьте коаксиальный кабель, убедитесь, что с ним нет проблем. Разъемы должны быть хорошо припаяны или обжаты без каких-либо коротких замыканий, а на кабеле должны быть заметные перегибы.

  2. Проверьте место установки, близлежащие здания будут влиять на КСВ. Держите конструкции на расстоянии не менее шести футов от антенны или убедитесь, что антенна находится над конструкцией.

  3. Сделайте «балун», чтобы предотвратить возврат радиочастотного сигнала по коаксиальному кабелю. Сделайте катушку примерно из 5 витков коаксиального кабеля с диаметром катушки примерно 6 дюймов.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *