Este receptor foi publicado em1983 quando os rádios AM ainda eram comuns e apreciados. Na ocasião fizemos este projeto que teve enorme aceitação, pelo fato de que também se disponibilizava o kit. Hoje, este tipo de rádio quase não é usada pois o AM tende a desaparecer, mas ainda existem os leitores que gostariam de saber mais sobre este tipo de circuito. Assim, reproduzimos o artigo na forma original, muito mais com valor histórico do que prático, pois as bobinas utilizadas já não mais existem no mercado especializado.
O que há de diferente num rádio? Naturalmente, ao analisar este projeto o leitor pode ter diversas reações, e estas reações dependerão de sua formação eletrônica.
Mas, com certeza podemos afirmar que, qualquer que seja sua formação na eletrônica, estas reações serão sempre positivas, pois nada é mais atraente, didático e útil para qualquer tipo de pessoa do que um rádio, principalmente quando se trata de um rádio DE VERDADE, um rádio de desempenho a altura dos modelos comerciais (e até melhor) mas com uma versatilidade de aplicações muito maior, conforme veremos.
Mas, as reações dos leitores devem ainda ser mais acentuadas se levarmos em conta que esta é a primeira vez que uma publicação técnica oferece como brinde uma placa de circuito impresso completa para a montagem deste tipo de rádio, atestando a facilidade de execução à todos os leitores.
Quando, antigamente, era uma aventura montar um rádio de galena, ou então quando os rádios de válvulas ocupavam enormes caixas e os seus técnicos eram considerados “heróis" ou “gênios”, não se poderia nunca pensar que um dia teríamos os mesmos aparelhos em caixas do tamanho de maços de cigarros, ou mesmo menores, ao alcance de todos.
Entretanto, se temos os rádios acessíveis a todos, o heroísmo de sua montagem ainda é um preconceito que encontramos e que agora pretendemos derrubar.
De fato, ainda hoje, encontramos nos praticantes da eletrônica um certo receio de montar rádios super-heteródinos (de verdade) em vista dos seus múltiplos ajustes.
Estas aparentes dificuldades vinham diretamente de encontro aos hobistas dotados de menos habilidades ou menos recursos técnicos em suas bancadas, mas não devem de forma alguma assustar os nossos leitores.
A quebra do preconceito contra a montagem de um rádio de verdade, e a colocação de sua placa como brinde pode chocar os leitores mais tradicionais que ainda estão apegados à eletrônica “do começo do século”, mas, sem dúvida, será bem aceita pela maioria, aqueles que, como nós, procuramos aliar a criatividade à prática da eletrônica. (figura 1)
Nesta maioria incluímos também todos aqueles que desejam mais do que um simples rádio. Incluímos aqueles que vem na placa completa a possibilidade de criação de novos objetos de decoração com utilidade, maneiras não convencionais de tratar um rádio com sua instalação em brinquedos e outros objetos.
Incluímos também aqueles que desejam montar um rádio completo, simples, porém de bom desempenho, para aprender como ele funciona, pois vêm neste tipo de aparelho a volta às origens, pois ninguém pode ser considerado “eletrônico" se alguma vez não montou um rádio de verdade.
Você que já conversou sobre seu hobby com algum amigo “não iniciado" certamente deve ter recebido com surpresa a embaraçante pergunta: “Você já montou algum rádio?".
Incluímos nesta relação também os professores e alunos de escolas técnicas que não podem deixar de ter este tipo de aparelho em seus currículos, mas que não podem contar com kits ou projetos de grande desempenho e ao mesmo tempo ao alcance de quem está aprendendo, como o que propomos.
As características técnicas deste pequeno rádio, muito versátil, podem também provocar reações de surpresa nos leitores que estejam familiarizados com os problemas de projeto de um super-heteródino.
De fato, este rádio pode operar com tensões de apenas 2,5 volts, o que corresponde ao estado de desgaste avançado de suas duas pilhas, sem perda apreciável de sensibilidade e qualidade de som (o que não acontece com a maioria dos rádios similares de duas pilhas).
Com duas pilhas novas então, e um bom alto-falante, seu som vai ser mais uma vez outro ponto de surpresa.
Não importa a sua aplicação: brinquedo, objeto de decoração, cabeceira, ou em qualquer lugar que o leitor deseje colocá-lo, este rádio não pode deixar de fazer parte de seus maiores sucessos de montagem.
Características técnicas
Tensão de alimentação............... 3 V (2 pilhas pequenas)
Consumo com máximo volume ....... 35 mA
Faixa de frequência ................ 550 à 1 600 kHz
Frequência intermediária ............ 455 kHz
Instalação ........................ Como e aonde o leitor quiser
Importante nestas características é a obtenção dos componentes e os ajustes.
Para os componentes, podem até ser aproveitadas as FIs e a antena de rádios abandonados desde que dentro das características. Os tipos usados por outro lado são de reposição em rádios comuns, sendo encontrados nas casas especializadas a preço acessível.
Apenas os transistores é que devem ser rigorosamente os recomendados e de marcas de boa procedência para que nenhum problema ocorra.
Os ajustes também são simples, pois os transformadores de FI normalmente já vêm pré-ajustados, ou se aproveitados, supõe-se que não tenham sido mexidos, o que significa que o leitor precisará simplesmente fazer um “retoque de ouvido". (figura 2)
O CIRCUITO
A configuração deste rádio é a mais moderna, comum nos receptores comerciais que recebe a denominação de “super-heteródino".
Para quem não sabe, esta é a configuração que reúne a melhor seletividade, melhor sensibilidade e custo mais acessível.
O princípio de funcionamento deste rádio é, consequentemente, o mesmo (ou muito semelhante) ao da maioria dos rádios adquiridos no comércio especializado.
Partindo então do diagrama de blocos da figura 3, Atemos as diferentes funções que encontraremos neste rádio.
Os sinais que chegam até o rádio da faixa de ondas médias consistem em ondas eletromagnéticas cujas frequências situam--se entre 550 e 1600 kHz (quilohertz), ou seja, entre 550 000 e 1 600 000 “vibrações por segundo" ou hertz.
Um rádio mais simples teria simplesmente um circuito de sintonia capaz de separar a estação que queremos ouvir, e depois de detectado este sinal, ele seria amplificado diretamente para poder ser "jogado" num alto-falante e reproduzido. (figura 4)
Entretanto, esta técnica tem muitos inconvenientes como a falta de seletividade, sensibilidade e outros, que foram gradativamente eliminados pelo aperfeiçoamento dos circuitos.
Na configuração final, que é a denominada super-heteródino, e que temos no nosso caso, as coisas ocorrem de uma maneira mais complexa.
Quando queremos ouvir um sinal da estação na frequência de 1 000 kHz, por exemplo, começamos por sintonizar esta estação ajustando o capacitor variável da etapa de sintonia de modo que seus sinais “passem".
Ao mesmo tempo, entretanto, o mesmo variável que sintonizou esta estação e que é duplo, também ajusta um outro circuito separado, no próprio rádio que produz um sinal de 1455 kHz, que é misturado ao primeiro.
Por que esta frequência?
A resposta está num fenômeno denominado "batimento" e que consiste no seguinte: quando dois sinais de frequências diferentes são combinados, o resultado é a produção de dois outros sinais cujas frequências sejam a soma e a diferença das frequências.
Assim, combinando um sinal de 1000 kHz com outro de 1 455 kHz obtemos dois outros sinais: um de 455 kHz e outro de 1 455 kHz. No nosso caso interessa-nos apenas a diferença: 455 kHz. (figura 5)
Esta diferença, denominada frequência intermediária, ou abreviadamente FI, pode ser amplificada com mais facilidade que o sinal direto pelos circuitos subsequente.
Se fizermos com que sempre que uma estação sintonizada e a oscilação produzida resultem num “batimento" de 455 kHz, as bobinas de FI não precisam ser ajustadas a cada estação que queremos ouvir.
Basta um ajuste único para toda a faixa: 455 kHz.
É isso justamente o que acontece no nosso caso, de modo que temos apenas que cuidar para que a diferença entre a frequência captada e a frequência gerada fique nos 455 kHz que é a FI.
O uso de transformadores de FI que são ajustados apenas uma vez, e de um sistema de “batimento" como o indicado faz com que os rádios que os empregam apresentem muitas características importantes.
Uma primeira característica é a qualidade denominada seletividade, ou seja, a capacidade de separar as estações de frequências próximas.
Esta qualidade é muito importante nas localidades em que existem muitas estações operando ou que se deseja separar estações distantes de frequências próximas (juntas no mostrador).
A segunda característica é a grande sensibilidade, que permite captar estações fracas e distantes.
As duas etapas de FI (frequência intermediária) usadas fazem com que os sinais captados tenham uma grande amplificação.
A seguir temos o bloco detector. Os sinais amplificados pelas etapas de FI, mesmo não tendo mais a frequência da estação original, pois são de 455 kHz, qualquer que seja a frequência da estação que queremos ouvir, levam a informação básica que eles transportam, ou seja, a modulação.
Estes sinais "carregam" o som que precisa ser “extraído".
Para fazer esta extração ou detecção, temos a etapa detectora que leva por componente básico um diodo semicondutor. (figura 6)
Este diodo retifica o sinal de alta frequência de 455 kHz e extrai sua envolvente que nada mais é do que a modulação ou som.
Esta modulação é levada a um controle de volume, onde podemos ajustar o nível de sua reprodução. Este sinal, entretanto, ainda é muito fraco para poder excitar um alto-falante.
Chegamos então às etapas amplificadoras de áudio onde também encontramos algumas novidades neste circuito.
Os rádios transistorizados comuns, principalmente os japoneses, resolvem o problema da reprodução fiel dos sons com baixa tensão de alimentação, como a disponível de, duas pilhas, utilizando amplificadores com dois transistores e transformador de saída, conforme o diagrama da figura 7.
Entretanto, estes transformadores nem sempre podem ser conseguidos com facilidade na reposição ou compra e são componentes que apresentam o inconveniente do custo elevado e proporcionalmente de grande tamanho.
Conseguir uma etapa de saída sem transformadores, com boa qualidade de som e que operasse com apenas 3 V foi algo importante no projeto deste rádio, e que significa uma simplificação, redução de tamanho e de custo.
O que se fez foi ajustar um circuito de amplificação em simetria complementar com apenas 3 transistores, conforme mostra a figura 8, capaz de funcionar com tensões tão baixas como 2,5 V.
Um primeiro transistor funciona como driver, pegando o sinal do potenciômetro de volume e levando-o a um nível maior, enquanto que os 2 transistores complementares de saída amplificam metade de cada ciclo deste sinal para poder aplicá-lo ao alto-falante.
Em estrutura é isso que vimos o nosso rádio, mas existem alguns pormenores importantes com relação ao tipo de montagem.
Um circuito super-heteródino como qual quer um que tenha muitas etapas de amplificação, e que operem com sinais de pequenas intensidades, está sujeito a diversos tipos de problemas como, por exemplo, as realimentações, instabilidades, oscilações e distorções devidas a distribuição de seus componentes.
Isso significa que a única alternativa para a montagem é a placa de circuito impresso e esta deve ser cuidadosamente estudada para que não apareçam pontos críticos.
Uma trilha mal colocada é um elo de realimentação onde o sinal pode ser transferido para um ponto em que cause problemas. Por este motivo, além da placa dever ser exatamente como a dada como brinde, o uso de componentes escolhidos (principalmente os transistores) e a montagem exatamente da forma indicada são fundamentais para garantir o sucesso de seu projeto.
O MATERIAL
Começamos pela caixa. Que caixa? Naturalmente, caixa só será usada se o leitor quiser uma versão “convencional” e isso não é o que propomos neste artigo.
Conforme salientamos, este rádio apresenta algumas inovações que podem deixar o leitor surpreso mas que não devem deixar de ser aproveitadas em todas as suas possibilidades.
Por este motivo é que sugerimos que a montagem seja feita em objetos os mais variados. (figura 9)
Nesta mesma figura temos algumas outras sugestões para a colocação da placa, sempre levando em conta que sua fixação deve ser tal que permita o acesso aos controles de sintonia e volume.
Passando aos componentes, devemos fazer as seguintes observações:
Começamos pelos transistores que tem seus tipos dados na lista de material.
O BF254 não deve ser substituído por equivalente, e como os demais deve ser de boa procedência. Cuidado com transistores que são recarimbados por maus fornecedores e que não apresentam as características exigidas pelo aparelho.
Para os transistores BC548 podem ser usados equivalentes como o BC547 ou BC549 e para o BC558 pode ser usado o BC557, mas sempre de boa procedência.
Os transformadores de FI e osciladores são os recomendados na relação de material. As cores dos ajustes determinam a sua posição no circuito. O leitor pode perfeitamente pedir um “jogo completo de FI e oscilador".
Se aproveitar de algum rádio quebrado, mas com estes componentes em boas condições e encaixando-se na placa, cuidado com a bobina vermelha (osciladora), pois em alguns casos ela não funcionará.
A bobina de antena com bastão de ferrite pode ser praticamente qualquer uma das dimensões da placa para ondas médias.
O capacitor variável é de duas secções para AM miniatura com as dimensões correspondentes à placa. Seus três terminais devem encaixar-se com facilidade nos furos da placa.
Para o alto-falante o leitor tem muitas opções dependendo da instalação. O ideal seria um alto-falante de pelo menos 10 cm para se obter melhor qualidade de som, mas os menores de 2,5 a 5cm também funcionarão perfeitamente.
Os resistores são todos de 1/8 W com qualquer tolerância. Se o leitor tiver algum radinho quebrado, e for habilidoso, poderá até aproveitar alguns dos resistores que tenham valores concordantes com os exigidos.
É só conferir as cores das faixas pela lista de material.
Os capacitores são de dois tipos: cerâmicos e eletrolíticos. Os cerâmicos, preferivelmente devem ser disco e os eletrolíticos devem ter as tensões mais baixas possíveis desde que maiores que 3 V, pois as tensões mais baixas implicam em componentes menores.
Temos ainda o potenciômetro volume que é do menor tipo, comum a todos os rádios e os diodos de uso geral que também não apresentam dificuldades e não são críticos.
Suporte de pilha, fios e solda devem ser previstos na sua montagem.
MONTAGEM
A placa de circuito impresso é bastante compacta, uma exigência do projeto, conforme vimos. Esta característica exige cuidado muito especial na soldagem dos componentes já que as trilhas de cobre são bastante juntas, e qualquer descuido pode significar espalhamentos de solda.
Um espalhamento indevido deve ser limpo com o soldador e o sugador (o leitor deve levar em conta que este é um acessório que não deve faltar na sua bancada), mas para prevenir, é só utilizar um soldador de ponta fina (2 mm).
Para afinar a ponta de seu soldador se não dispuser de uma, use uma lima comum.
Na figura 10 temos a diagrama completo de nosso rádio.
E, na figura 11 temos a placa de circuito impresso vista dos dois lados em tamanho natural, com a colocação dos componentes.
Observe a posição dos terminais dos transistores que devem ser “ajustados" para seu encaixe na placa.
Para que o funcionamento seja garantido sugerimos ao leitor que siga a nossa sequência de montagem, dada a seguir. Vá riscando cada item aproveitando os parênteses, a cada operação feita.
Solde todos os transformadores (vermelho, branco, amarelo e preto) nas posições indicadas. Veja que você deve tomar cuidado tanto com a ordem das cores, segundo o desenho, como a posição de encaixe dos terminais. Depois, muito cuidado ao fazer a soldagem para que a solda não se espalhe. Veja que existem três terminais que podem ficar livres e que as “perninhas" da blindagem destes transformadores também devem ser soldados.
Para soldar os transistores temos em primeiro lugar que tomar cuidado com suas posições (Q1, Q2, Q6) e com seus tipos, pois eles não são todos iguais. Muita atenção, na figura da placa, como dobrar as “perninhas" destes componentes para que fiquem em posição de soldagem A soldagem deve ser feita com rapidez e cuidado.
Para soldar os resistores o leitor não terá problemas. Em primeiro lugar identifique cada um pelos valores (faixas coloridas) e depois solde-os (R1 à R9) em posição horizontal ou vertical, sempre rapidamente e depois cortando os excessos dos terminais.
Os capacitores (C1 à C10) serão soldados em seguida, observando os valores. No caso dos eletrolíticos também deve ser observada a polaridade.
Na soldagem dos diodos D1 à D3 além da posição, dada pela faixa, o leitor tem de ser cuidadoso fazendo-a rapidamente, pois eles são sensíveis ao calor.
Agora, encaixe o variável nos furos correspondentes e parafuse-o na placa na forma indicada na figura. Depois faça a soldagem dos terminais.
Para a bobina será preciso um pequeno suporte auxiliar para o ferrite que pode ser improvisado com um pedaço de borracha escolar, ou mesmo, em último caso, ela pode ser colada pelos extremos na placa (ferrite). Os terminais da bobina são soldados nos pontos indicados. Veja bem a sua posição.
O potenciômetro de volume que também conjuga o interruptor geral é instalado no ponto indicado e soldado em 5 pontos. Para isso passamos 5 pedaços de fio rígido pelos furos da placa e os soldamos do lado cobreado. Os terminais do potenciômetro são encaixados nestes pedaços por cima e depois soldados.
Complete a montagem com a ligação primeiro dos dois fios do alto-falante e depois dos dois fios do suporte de pilhas.
Veja bem a sua posição e no caso do suporte de pilhas a polaridade dada pelas suas cores.
Solde o jumper. Este é um pedaço de fio rígido desencapado, interligando dois pontos indicados da placa (J1).
Terminada a montagem passamos à etapa seguinte:
PROVA E AJUSTE
Fixe (parafuse) os botões plásticos do controle de volume e do variável e coloque pilhas novas no suporte.
Ligando o rádio, pelo acionamento do potenciômetro de volume, e ajustando o variável, já devem ser captadas as estações mais fortes da localidade.
Se nada for ouvido, nem chiado o leitor deve verificar:
- todas as soldas,
- a colocação dos transistores e bobinas
- se nenhum resistor está com valor trocado
Suspeitando de algo, desligue imediatamente e faça a troca do componente.
Se ainda assim nada for ouvido o problema pode estar na bobina vermelha (osciladora), veja se é o tipo recomendado, ou nos transistores BF (de má qualidade).
Se o rádio já pegar alguma coisa, o ajuste será feito do seguinte modo "de ouvido":
a) Usando um rádio já calibrado como ponto de referência (qualquer rádio de ondas médias) gire o eixo do capacitor variável Cv todo para a esquerda. A seguir, ajuste o núcleo de B1 (vermelha) até sintonizar a primeira emissora possível (em torno de 550 kHz a 600 kHz).
b) Agora, procure uma emissora fraca na faixa de 550 à 900 kHz, ainda tomando como referência o rádio já calibrado, e ajuste o primeiro transformador de FI (B2) amarelo, até obter o melhor nível de sinal. Faça em seguida o mesmo ajuste vagarosamente, mantendo o receptor sintonizado na mesma estação, com B3 e B4 (branca e preta).
c) Gire o eixo do variável Cv agora todo para a direita, e sintonize a emissora de frequência mais elevada em torno de 1600 kHz (tome por referência o rádio já calibrado). Se o variável não alcançar esta estação mexa no trimmer do variável que é identificado facilmente colocando-se uma chave de fenda no seu parafuso. Quando encostamos a chave de fenda no trimmer a frequência varia pois este é o trimmer da etapa osciladora, o que não acontece quando encostamos a chave de fenda no trimmer de antena. Ao tocar neste, o nível do sinal tende a aumentar ou diminuir. (figura 12).
d) Uma vez ajustado o trimmer oscilador, movimente o núcleo da bobina de antena (L1) para fora ou pra dentro até obter maior nível de sinal. Procure uma emissora fraca entre 1 000 kHz e 1 600 kHz e ajuste agora o trimmer de antena no variável Cv para que ela seja recebida com maior intensidade.
e) Volte agora o variável para uma estação fraca entre 550 e 1600 kHz e dê um retoque na calibragem das FIs (amarela, branca e preta) para obter melhor sinal.
Obs.: todas as calibragens devem ser feitas com chaves de madeira ou plástico. Não use chaves de metal.
Uma vez ajustado e funcionando o leitor pode pensar na sua instalação.
Na figura 13 damos algumas sugestões pra objetos, e a colocação dos controles.
Na colocação em qualquer objeto o leitor deve prever um modo fácil de substituir as pilhas quando gastas.
Lista de Material
Q1, Q2, Q3 - BF254 - transistor de RF
Q4, Q5 - BC548 - transistor NPN de uso geral
Q6 - BC558 - transistor PNP de uso geral
P1 - potenciômetro miniatura de 10 k com chave para placa de CI
CV - variável miniatura de duas seções para AM
B1 - Bobina Osciladora para ondas médias Soar 1-703B ou equivalente - vermelha
B2 - Bobina de FI – amarela
B3 - Bobina de FI - branca
B4 - Bobina de FI - preta
D1 - 1N60 diodo de germânio
D2, D3 -IN4148 - diodos de uso geral
L1 - Bobina de antena (ver texto)
FTE - alto-falante de 4 ou 8 ohms
R1 - 4k7x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, vermelho)
R2 – 150 k x 1/8 W - resistor (marrom, verde, amarelo)
R3 – 22 k x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, laranja)
R4 – 100 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, amarelo)
R5 – 82 R x 1/8 W - resistor (cinza, vermelho, preto)
R6 ~ 8k2 x 1/8 W - resistor (cinza, vermelho, vermelho)
R7 – 470 R x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)
R8 – 47 k x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)
R9 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)
C1 C2 – 10 nF - capacitores cerâmicos
C3, C4 - 10 uF _ capacitores eletrolíticos
C5, C6, C7, C8 – 22 nF - capacitores cerâmicos
C9 ~ 4 7 uF- capacitor eletrolítico
C10 – 100 uF - capacitor eletrolítico
Diversos: placa de circuito impresso, suporte para duas pilhas pequenas, fios, solda, caixa ou objeto, etc.
