직접 만드는 워키토키: 전문가 단계별 가이드

워키토키는 단순하고 사용하기 쉽고 견고한 장치로 야외 사용에 탁월합니다. 네트워크 커버리지가 없거나 부족할 때 이 장치는 더욱 유용합니다. 하지만 DIY 워키토키를 만들 수 있다는 걸 아셨나요?

물론 훌륭한 회로도를 따르고 적절한 부품을 사용하면 이 휴대용 라디오를 만들 수 있습니다. 또한 FM 주파수 대역에서 약 250미터 범위의 워키토키 제작법도 보여드리겠습니다.

어떻게 진행할까요?

계속 읽어보세요. 워키토키 제작에 필요한 모든 단계와 완전한 회로 기판 제작법을 안내해 드리겠습니다. 또한 장치 올바른 사용법도 설명해 드립니다.

워키토키의 기본 원리는?

워키토키 제작 단계에 들어가기 전에 어떻게 작동하는지 명확히 이해해야 합니다.

첫째, 워키토키는 FM 송신기와 라디오 없이는 불완전하다는 걸 아는 게 중요합니다.

FM 라디오는 수신기 역할을 하고 FM 송신기는 음성 전송을 돕습니다.

수신기 예시

즉, 이 장치로 누군가와 대화하려면 FM 라디오와 FM 송신기 세트가 필요합니다. 수신자 측도 마찬가지입니다. 목표는 88~108MHz 사이의 아무 주파수나 선택하는 것입니다.

양방향 라디오 송신기와 수신기

이때 선호하는 주파수가 운영 중인 FM 방송국 주파수가 아닌지 확인하세요. 그렇지 않으면 대화가 방해받습니다. 이 장치에서의 통신은 전이중(Full-duplex) 또는 반이중(Half-duplex)일 수 있습니다. 보통 회로에 두 모드 간 전환 스위치가 있습니다.

반이중은 두 사람 간 양방향 통신이지만 한 번에 한 명만 송신하고 다른 쪽은 수신만 가능합니다. 반면 전이중은 양쪽이 동시에 송수신할 수 있습니다.

반이중과 전이중 통신의 그래픽 표현

워키토키 만드는 법

시작하기 전 워키토키 회로 설계도를 보겠습니다.

간단한 DIY 워키토키 회로도

워키토키 회로 설계도가 있어야 제작을 진행할 수 있습니다. 먼저 송신부와 수신부 두 주요 섹션으로 나누고, 각 섹션을 믹서, 오디오 입력, RF 입력, 오디오 출력, RF 출력 다섯 부분으로 세분화해 이해를 돕겠습니다.

필요한 부품

• RF 안테나 (1개)

RF 안테나

• 12옴 스피커 (1개)
• 9V/500mAh 배터리 (1개)

9V 배터리 세트

• 믹서 IC SA612AN (1개)
• 크리스탈 발진기 8MHz ABM3B (1개)
• 일렉트릿 마이크로폰 (1개)

일렉트릿 마이크로폰

• 50k옴 저항 (2개)

50k옴 저항 모음

• 0.1uF 커패시터 (2개)
• 1k옴 저항 (2개)
• 오피앰프 LM386 (2개)
• 75k옴 저항 (2개)
• 오피앰프 NE5534 (2개)
• 2.2uF 커패시터 (4개)
• 10pF 커패시터 (4개)
• 1uF 커패시터 (4개)
• 100k옴 저항 (8개)

100k옴 저항

송신부 (Transmitter)

송신부에서 필요한 부품:

오디오 입력 (Audio Input)

오디오 입력은 워키토키의 첫 번째 섹션입니다. 이 회로 부분은 사용자 입력을 받습니다. 마이크가 사용자 소리를 전기 신호로 변환합니다. 하지만 마이크 신호가 너무 약할 수 있습니다. 그래서 오디오 앰프로 오디오 신호를 증폭합니다.

그러면 증폭된 출력이 커플링 커패시터 C5를 통과합니다. 결과적으로 증폭된 신호에서 DC 성분이 제거됩니다. 즉, AC 성분만 남습니다. 이후 신호는 푸시 버튼으로 이동합니다.

믹서 (Mixer)

믹서를 사용하는 목적은 증폭된 오디오를 변조하는 것입니다. 그래야 신호가 더 높은 주파수로 공기를 통해 전파될 수 있습니다. 즉, 변조 없이는 무선 전송이 불가능합니다.

증폭된 신호가 믹서 IC SA612AN으로 이동합니다. 믹서를 8MHz 크리스탈 발진기와 연결하는 게 중요합니다. 왜냐면 크리스탈 발진기가 믹서로 하여금 8MHz 캐리어 신호로 증폭된 오디오 신호를 제어하게 하기 때문입니다.

RF 출력 (RF Output)

이 지점에서 변조된 신호는 RF 출력 섹션으로 이동합니다. 하지만 신호는 안테나를 통해 방사되기 전 RF 앰프를 거칩니다. Op Amp NE5537을 사용할 수 있습니다. 높은 대역폭 주파수 응답으로 전송 신호를 RF 신호로 증폭하기에 이상적입니다.

수신부 (Receiver)

워키토키에서 신호를 수신하려면 안테나 ANT1 사용이 필수적입니다. 이를 통해 음성 신호를 쉽게 전송할 수 있습니다. 안테나가 수신한 오디오 신호가 회로의 RF 입력 섹션으로 이동합니다.

RF 입력 (RF Input)

전송된 신호가 NE5534 기반 앰프를 통과하면 신호 부스트를 기대할 수 있습니다. 전송되는 모든 신호는 강도를 잃기 마련입니다. 그래서 수신단에서 신호 증폭이 필수적인데, 그게 NE5534의 기능입니다.

이후 부스트된 신호가 같은 믹서로 이동합니다. 하지만 이때 신호는 복조(demodulate)됩니다.

믹서 (Mixer)

복조 목적은 신호를 원래 오디오 주파수로 되돌리는 것입니다. 이러면 사용자가 메시지를 듣고 이해할 수 있습니다.

복조는 입력 신호가 크리스탈 발진기 8MHz와 혼합될 때 발생. 비슷한 주파수의 두 신호가 혼합되면 분할 신호가 생기고, 고주파와 저주파 신호가 혼합되면 변조가 일어납니다.

RF 출력 (RF Output)

RF 출력 모음

이 지점에서 믹서의 신호가 출력단 앰프로 이동합니다. LM386으로 이 앰프를 만들 수 있습니다. 오디오 신호가 증폭되어 LM386 출력에 연결된 스피커로 이동합니다. 이를 통해 워키토키 반대편에서 전송되는 메시지를 쉽게 들을 수 있습니다.

버튼 (The Button)

DPDT 버튼은 워키토키 제작 시 필수적입니다. 버튼 위치에 따라 회로가 수신기 또는 송신기 모드로 작동하기 때문입니다. 즉, 버튼은 RF 입력 섹션 출력과 연결되어 작동합니다.

워키토키 회로 사용법

워키토키 회로 제작을 위한 필수 단계:

1단계: 마이크에 저항과 커패시터 연결

먼저 10k옴 저항과 10uF 커패시터를 마이크에 납땜하세요. 저항은 DC 전압을 제공하고 커패시터로 워키토키에서 오디오 신호 전송. 10k 커패시터는 음성 신호만 통과시키고 트랜지스터로 들어가려는 DC 신호 차단.

4.7k옴 트랜지스터를 10uF 커패시터에 연결해 전류가 베이스 단자로 들어가는 것 방지.

2단계: 저항들 연결

다음, 4.7k옴과 15k옴 저항을 베이스 단자 양쪽에 연결. 이렇게 하면 트랜지스터가 활성 상태를 유지하는 DC 전류를 제공하는 분압 기능 생성. 즉, 트랜지스터가 증폭기 역할을 시작.

3단계: 바이패스 커패시터

이 단계는 4.7k옴 저항을 0.1uF 커패시터에 연결해 커패시터를 바이패스하는 것. 즉, 마이크에서 오는 고주파 노이즈를 통과시키고 통신을 방해할 수 있는 외부 전송 노이즈 감소.

4단계: 이미터 단자에 47옴 커패시터 연결

이 단계를 수행하면 컬렉터에서 이미터 단자로 전송되는 과도 신호 감소. 트랜지스터에 더 많은 안정성 요소 제공.

5단계: 이미터 단자와 컬렉터에 또 다른 바이패스 커패시터 연결

이미터 단자와 컬렉터에 또 다른 바이패스 커패시터 연결. 워키토키의 깨끗한 전송을 만들고 원치 않는 고주파 신호를 그라운드로 밀어내기 위해 필수적.

6단계: 인덕터와 가변 커패시터 결합

가변 커패시터와 인덕터를 합치면 88~108MHz 사이에서 발진하는 탱크 회로 생성. 트림 커패시터를 돌려 88~108MHz 사이의 안정되고 고정된 주파수로 회로 미세 조정.

7단계: 안테나를 회로에 연결

먼저 50~100미터 범위라면 안테나가 필요 없다는 걸 아셔야 합니다. 위 거리 사이에 수신기까지 장애물만 없다면 워키토키가 완벽하게 작동합니다.

하지만 더 긴 거리에 안테나를 쓸 계획이라면 1피트 절연 와이어가 이상적. 최적 범위를 찾으려면 3피트 안테나 사용.

워키토키 회로 사용법

먼저 두 개 회로를 만들어야 합니다. 두 사람이 사용하게 하려면요. 회로는 기본적으로 수신 상태이므로 첫 번째 사용자는 버튼을 눌러 송신 상태 활성화. 이때 말하면 됩니다.

첫 번째 사용자가 메시지 전송을 마치면 "오버(Over)"라고 말해 전송 종료 알림. 이후 버튼에서 손을 떼면 회로가 수신 상태로 복귀. 이때 두 번째 사용자가 첫 번째 사용자 메시지 수신.

그럼 두 번째 사용자가 버튼을 눌러 송신 모드 활성화 후 첫 번째 사용자 메시지에 답장. 이 사이클을 계속 반복.

핵심 요약

DIY 워키토키는 누구나 사용할 수 있는 장치라 작업하기에 정말 멋진 프로젝트입니다. 휴대용 라디오로 친구들과 재미있게 놀거나 방 사이 통신 가능.

아이들도 "숨바꼭질" 놀이에 이 도구로 재미 더하기 가능. 흥미롭게도 워키토키는 제작이 복잡한 장치가 아닙니다.

회로도를 구하거나 이 기사의 회로도를 따라 하면 됩니다. 재료 준비하고 제작하면 끝. 이 가이드 어떻게 생각하시나요? 어떤 단계에서 문제 있으신가요? 언제든 연락 주세요.