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Medidor de intensidade de campo (INS145)

Medidores de intensidade de campo são usados para avaliar a intensidade de sinais de altas frequências que tanto podem ser gerados por transmissores, equipamentos de comunicações, e outros como também por equipamentos de uso industriais que possam ser responsáveis por interferências eletromagnéticas (EMI). Estes aparelhos podem ter seus sinais nalisados ou ainda ajustados com a ajuda deste medidor de intensidade de campo. Com um circuito aperiódico na entrada ele detecta os sinais independente de sua frequêcia numa faixa que vai de algumas centenas de quilohertz atémais de 100 MHz. Ligado à entrada de um osciloscopio ele possibilita uma análise mais detalhada de uma fonte de ruído ou interferências.

 

Medidores de intensidade de campo são aparelhos de grande utilidade para quem trabalha com radiocomunicações ou equipamentos sensíveis a interferências eletromagnéticas (RFI e EMI). Eles podem ser usados para ajustar os equipamentos, verificar o rendimento ou o padrão de irradiação de antenas, determinar onde está uma fonte de ruído numa máquina industrial e em muitos outros casos.

O circuito que descrevemos além de simples e usar componentes baratos, pode ser alimentado por duas baterias de 9V o que o torna totalmente portátil.

Se o leitor trabalha com transmissores ou na manutenção de equipamentos industriais e deseja ter um recurso para a detecão de sinais, a montagem deste detector é altamente recomendada.

A antena usada é do tipo telescópico mas nada impede que o circuito tenha um borne de entrada para conexão de uma antena externa ou ainda uma antena direcional.

 

COMO FUNCIONA

Os sinais captados pela antena são detectados pelos diodos D1 e D2, e depois aplicados a uma das entradas de um amplificador operacional 741. Veja que não temos circuito de sintonia na entrada o que significa que sinais de quaisquer freqüências podem ser detectados por este aparelho, numa ampla faixa de valores.

Sinais de alguns megahertz a mais de 1 GHz podem ser sensoriados pelo circuito sensível de entrada.

O ganho do amplificador operacional depende da relação entre R2 e R1 e a sensibilidade ajustada em P1. Para um ganho ainda maior que o sugerido neste projeto, pode-se aumentar R2 para valores até 2,2 M ?.

Uma vez que o sinal seja amplificado ele é levado ao instrumento indicador que nada mais do que um microamperímetro.

Uma saída adicional permite que o sinal detectado seja levado a um instrumento mais preciso de análise como um osciloscópio, um registrador gráfico ou mesmo uma interface de aquisição de dados ligada a um PC, conforme sugere a figura 1.

 

 

Ligando o medidor de campo ao PC através de um ADC.
Ligando o medidor de campo ao PC através de um ADC.

 

A alimentação é feita por duas baterias de 9 V, mas como o consumo é muito baixo, elas terão excelente durabilidade.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do medidor de intensidade de campo.

 

Diagrama completo do medidor de intensidade.
Diagrama completo do medidor de intensidade.

 

A disposição dos componentes numa pequena placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

 

Placa do medidor de campo.
Placa do medidor de campo.

 

Os diodos devem ser de germânio para maior sensibilidade podendo ser empregados equivalentes como o 1N60. Lembramos que os diodos começam a conduzir com uma tensão menor podendo portanto detectar sinais de menor intensidade.

Os resistores são de 1/8W e o capacitor C1 deve ser cerâmico ou de poliéster. C2 é um eletrolítico para 12V ou mais.

O resistor R3 depende do instrumento usado, conforme a seguinte tabela:

 

Instrumento (fundo de escala) Resistor R3
100 uA 10k
200 uA 4k7
500 uA 2k2
1 mA 1 k
2 mA 470 ?
5 mA

 

220 ?

 

 

A antena tanto pode ser um pedaço de fio rígido como do tipo telescópico e seu comprimento pode ficar na faixa de 30 cm a 1 metro, dependendo da aplicação e da intensidade dos sinais que se pretende detectar.

Para o circuito integrado será convenbiente usar um soquete. Circuitos integrados equivalentes podem ser usados, sendo que em geral, qualquer amplificador operacional que opere com uma tensão de 9 V funcionará satisfatoriamente.

O conjunto cabe facilmente numa pequena caixa plástica. Uma caixa de radio transistorizado ou do tipo usado em walk-talkies (que já tem a antena disponível) é uma solução interessante a ser considerada. A Patola (www.patola.com.br) possui uma ampla linha de c aixas plásticas que podem ser usadas neste projeto.

A bateria será conectada por conector apropriado e a polaridade das ligações deve ser observada.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho será interessante ter um oscilador de alta freqüência ou um pequeno transmissor que será mantido ligado nas proximidades do medidor de intensidade de campo.

Aproximando-o do transmissor deve ser obtida uma movimentação da agulha indicadora, tanto maior quanto maior for a intensidade de sinal. Ajuste P1 para obter a máxima sensibilidade.

Comprovado o funcionamento é só usar o aparelho.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 741 - circuito integrado, amplificador operacional

D1, D2 - 1N34 - diodos de germânio

 

Resistores: (1/8W, 5%)

R1 - 4k7 ?

R2 - 220 k ?

R3 - Conforme instrumento - ver texto

P1 - 10 k ? - trimpot

 

Capacitores:

C1 - 10 nF - cerâmico ou poliéster

C2 - 10 µF/12V - eletrolítico

 

Diversos:

A - antena - ver texto

S1 - Interruptor duplo

B1, B2 - 9V - baterias

M1 - 100 uA a 5 mA - microamperímetro

 

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, conectores de bateria, fios, solda, etc.

 

 

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