Antenne für elektromagnetische Wellen über Mikrocontroller (Transceiver und Empfänger)

Die kurze Antwort lautet: Sie benötigen mindestens ein bisschen mehr Schaltkreise, damit dies funktioniert. Abhängig vom Endziel: Kaufen Sie ein Sender + Empfänger-Kit oder greifen Sie auf analoge elektronische Schaltungen zurück.

Die lange Antwort:

Das Wichtigste zuerst, da Sie ein Vanila (dh die Arduino-Umgebung verwenden) Arduino Mega verwenden und die Abtastfrequenz des PWM auf 490 Hz ( Arduino PWM-Frequenzen ) eingestellt ist, kann dies maximal zu einem Signal von 245 Hz (Nyquist-Frequenz) führen. Was genau in den ELF- Frequenzen liegt.

Diese 245 Hz entsprechen einer Wellenlänge von etwa 1200 km. Das bedeutet, dass ein Halbwellendipol ungefähr 600 km überspannen müsste ... Ich bezweifle, dass dies auf dieses Steckbrett passt. Natürlich hindert Sie nichts daran, kleinere Antennen zu verwenden, die nur Bruchteile der Wellenlänge haben. Aber Sie reduzieren auch die von der Antenne empfangene Energie, wenn Sie sie kleiner machen. (ELF wurde und wird immer noch in der U-Boot-Kommunikation verwendet, ihre Lösung für das Energieproblem besteht darin, sehr lange nachlaufende Drahtantennen zu verwenden. Dies geht nicht einmal auf die Tatsache ein, dass Sie bei einer Abtastrate von 490 Hz eher eine Rechteckwelle bei 245 Hz erzeugen würden als ein Sinus, aber mit den gewählten 100Hz hat man dann eine noch niedrigere Frequenz!

Abgesehen von der minimalen Fähigkeit Ihrer Antenne, Energie aufzunehmen, wurde sie nicht auf kontrollierte Weise gekoppelt. Impedanzfehlanpassungen sorgen dafür, dass der größte Teil der Energie nicht einmal richtig abgestrahlt wird, und auf der Empfängerseite schränkt der gleiche Effekt den Empfang weiter ein.

Und im Allgemeinen sind die von einer Antenne kommenden Signale bestenfalls sehr schwach, möglicherweise im Mikrovoltbereich. Und der Arduino-Adc misst im Millivoltbereich. Faktor 1000 mal größer. Dies erklärt, warum Sie keinen empfangenen Sinus sehen würden. Um etwas Nützliches zu haben, müssten Sie eine sehr empfindliche Verstärkerstufe bauen, die alle Frequenzen außer Ihrem Signal herausfiltert. Dass man die Reaktion am Ausgang sieht, wenn man die Antenne berührt, liegt daran, dass der menschliche Körper kein schlechter Signalempfänger ist, wenn auch keine sehr leistungsfähige Antenne. (In Bezug auf Richtwirkung oder Signalselektivität. Ich nehme einfach so ziemlich alles auf.)

Beachten Sie auch, dass das Entwerfen von Antennen und ihren Eigenschaften fast ebenso eine Kunst wie eine Wissenschaft ist! Nichts, worüber man sich schlecht fühlen müsste.

Nur als Nebenbemerkung: Ich habe vor Jahren ähnliche Experimente durchgeführt. Nur zur Demonstration können Sie einen PWM-Ton auf einem Stift mit einem langen Draht als Antenne senden. Als nächstes können Sie ein einfaches altes analoges Radio verwenden, um das Signal aufzunehmen. Wenn Sie sich etwas Zeit und Mühe geben, werden Sie das Mario-Thema hören, das von und Arduino über ein Radio gespielt wird.

Also zum Schluss und abhängig von Ihrem Endziel:

• Wenn Sie einen Kommunikationskanal einrichten möchten: Kaufen Sie ein Sender-Empfänger-Kit von ebay und verwenden Sie es als serielle Brücke.
• Wenn Sie etwas über elektromagnetische Kommunikation lernen möchten: Gehen Sie zurück zu den Grundlagen und bauen Sie ein paar grundlegende Schaltungen auf. (Profi-Tipp: Steckbretter sind wegen parasitärer Einflüsse so ziemlich die schlechteste Basis für solche Schaltungen!)