Em outros artigos neste site vimos o projeto de um primeiro módulo para um sistema de rádio controle de muitas aplicações práticas que poderia operar a partir de um canal até 10 canais. Neste número apresentamos o segundo módulo do sistema que é 0 seu filtro seletivo de frequência. Operando com frequências que serão determinadas pelo montador, este módulo de filtro permite a realização de sistemas multicanais econômicos. De fato, montando-se unidades semelhantes poderemos ter sistemas de 1, 2, 3 até 10 canais, com relativa facilidade. O módulo de filtro é integrado e alimentado com uma tensão de 9 V.
Obs. Este artigo é de 1982 e pode ser adaptado a praticamente qualquer sistema de controle remoto modulado em tom.
A base do nosso módulo de filtragem é um circuito amplificador operacional integrado 741. Este amplificador é ligado de tal modo que somente sinais de uma frequência são amplificados, passando para uma outra etapa do circuito.
Nesta outra etapa encontramos um transistor que aciona um relê comum de baixo custo.
Este módulo é projetado basicamente para operar como etapa de filtragem de receptores regenerativos em sistemas multicanais modulados em tom.
Com ele poderemos fazer sistemas de 1 até 10 canais, operando com o módulos receptores dados no site e também com diversos transmissores modulados que já descrevemos.
COMO FUNCIONA O SISTEMA
Para entender como funciona este módulo, devemos começar por entender como funciona um sistema de rádio controle modulado em tom.
Na figura 1 temos um diagrama de blocos geral do sistema em questão.
Os dois primeiros blocos representam o transmissor que tem por função produzir um sinal que vá até o modelo controlado à distância.
Este circuito é formado por uma etapa osciladora de alta frequência, ou seja, que produz os sinais de rádio normalmente na faixa de 27 MHz, e por uma etapa moduladora que produz um sinal de baixa frequência.
Pois bem, os sinais de baixa frequência são muito importantes no nosso caso, pois eles correspondem aos canais que devem ser acionados no modelo.
Assim, separamos para cada canal uma frequência diferente que é produzida quando pressionamos um botão no transmissor (figura 2).
Este sinal de baixa frequência, normalmente entre 200 e 4000 Hz modula a onda de rádio, ou seja, é aplicado ao sinal de alta frequência de modo a poder ser transportado até o receptor pelo espaço.(figura 3)
No modelo controlado à distância, o receptor “pega" a onda separando dela o sinal modulador, ou seja, de baixa frequência.
O circuito que faz isso com todas as frequências baixas é o dado em outro artigo do site.
Entretanto, este circuito não separa as frequências. Na saída teremos sempre um sinal, qualquer que seja o botão apertado no transmissor.
Para fazer a separação é que entram os filtros. Estes são ligados ao módulo do receptor, cada um “reconhecendo" a frequência correspondente de modo a acionar um dispositivo qualquer quando o seu sinal aparecer na saída do receptor.
O filtro responde então a somente uma frequência que seja a do canal que queremos acionar. (figura 4)
O nosso filtro faz justamente isso.
COMO FUNCIONA O FILTRO
Na figura 5 temos o diagrama básico de nosso filtro com o amplificador operacional, notando o leitor que ele possui apenas um ajuste.
Evidentemente, este circuito corresponde a um canal, ou seja, trata-se de um circuito que "reconhece" apenas uma frequência.
Se o leitor montar um sistema de dois canais, precisará de dois circuitos destes para “reconhecer" as duas frequências de modulação do seu transmissor.
Os valores dos capacitores Ca é que determinarão a frequência do sinal que o sistema responderá.
Veja que é importante que a frequência do oscilador do transmissor seja a mesma deste filtro no canal correspondente, mas isso é um problema que explicamos em outros artigos
As frequências que passam pelo nosso filtro poderão ser obtidas com a ajuda do gráfico da figura 6.
A escolha das frequências que serão utilizadas num sistema multicanal não pode ser feita “a olho", pois problemas podem acontecer de um canal interferir no outro.
Veja que este gráfico fornece os valores de capacitores para se obter "canais" nas frequências de áudio de 200 Hz até 4 000 Hz.
Devem ser sempre evitados canais cujas frequências sejam múltiplas das frequências de outros canais do mesmo sistema.
Assim, num sistema de 3 canais temos uma má escolha em 250, 300 e 500 Hz,pois 500 Hz é múltiplo de 250 Hz.
Uma boa escolha será 250, 330 e 450 Hz. Estas frequências não são múltiplas e têm boa separação.
Veja que também é importante que as frequências escolhidas tenham uma certa separação, pois o filtro tem um limite para a capacidade de “reconhecer" os canais.
A etapa de excitação do filtro utiliza um transistor que tem por finalidade energizar a bobina de um relê.
Este relê fechará então os seus contatos quando na entrada do filtro aparecer um sinal da frequência para a qual ele está calculado.
No relê ligaremos o dispositivo que queremos controlar à distância neste canal.
Veja que o relê possui dois contatos, um NA (normalmente aberto) e outro NF (normalmente fechado). Utilizando um par ligamos algo quando o sinal aparece e utilizando o outro desligamos algo quando o sinal aparece, conforme mostra a figura 7.
MONTAGEM
A montagem do módulo pode ser feita numa pequena maca de circuito impresso.
Na realização desta placa o leitor deve ter em mente as dimensões do relê, adquirindo antes este componente, pois se utilizar um equivalente pode ser necessário alguma alteração no seu desenho.
Na figura 8 temos o circuito completo do filtro com os valores de todos os componentes menos os capacitores que determinam a frequência.
A montagem na placa de circuito impresso é mostrada na figura 9.
Desta placa saem 8 fios de ligação. Temos os fios de alimentação (+), (~) e terra já que a fonte é simétrica (veremos como fazer isso).
Temos os fios de entrada que vão ligados ao módulo receptor em outro artigo do site e finalmente os fios de saída do re!ê que são 3 mas que são utilizados apenas 2.
São os seguintes os cuidados que devem ser tomados com os componentes nesta montagem:
a)Solde em primeiro lugar o circuito integrado observando a sua posição. Veja que existe uma marca ou meia lua que identifica o pino 1 e cuja posição deve ser observada. A soldagem do circuito integrado deve ser feita rapidamente e com cuidado para que não ocorram espalhamentos de solda que curtocircuitem os terminais. Se tiver dificuldades, use um soquete.
b) Solde depois o transistor observando também sua posição que é dada pela parte achatada de seu invólucro. Os equivalentes indicados na lista de material têm a mesma disposição de terminais sendo soldados do mesmo modo. Seja rápido na soldagem deste transistor pois ele é sensível ao calor.
c) Para soldar o relê você deve observar em primeiro lugar a disposição de seus terminais. O tipo indicado está de acordo com a placa. Equivalentes como o RU 101 006 têm invólucro diferente. Veja que os furos da placa de circuito impresso para o relê devem ter diâmetros um pouco maiores do que os usados para a passagem dos terminais dos outros componentes.
d) Solde em seguida todos os resistores, observando seus valores que são dados pelas faixas coloridas. Dobre os seus terminais de modo que se encaixem na placa, solde-os do lado cobreado e corte os excessos dos terminais.
e) Para soldar os capacitores além de observar seus valores, no caso de C2 deve ser respeitada sua polaridade. Veja a marcação de (+) e (-) no seu invólucro. A marcação do capacitor de 100 nF cerâmico pode vir como 0,1 ou 104, enquanto que a marcação do capacitor de 47 nF pode vir como 473 ou 0,047 ou ainda 0,05 .Seja rápido na soldagem dos capacitores pois eles são sensíveis ao calor.
f) Solde o trimpot na posição indicada na placa. Talvez seja preciso dobrar ligeiramente seus terminais para que se ajustem aos furos da placa.
g) Solde os diodos observando que D1 e D2 são de um tipo e D3 de outro. Observe a polaridade destes componentes que é dada pela faixa colorida de seu invólucro que corresponde ao catodo.
h) Termine a montagem com a soldagem dos fios de conexão externa. Estes fios devem ter de 10 a 15 cm cada um, sendo do tipo flexível de capa plástica. Use cores diferentes para facilitar as ligações.
Vermelho = +4,5 V
Preto = 0 V ou terra
Branco = -4,5 V
Amarelo = saída 1
Verde = saída 2
Azul = saída 3
Marrom = entrada E
Branco = C (comum)
A fonte usada é simétrica, podendo ser feita de dois modos, conforme mostra a figura 10.
No primeiro caso são usadas 6 pilhas comuns, divididas em dois grupos de 3.
No segundo caso utilizamos uma única bateria de 9 V com um divisor resistivo.
Na junção dos dois resistores temos a tensão de referência. Este segundo circuito tem a desvantagem de consumir mais energia que o anterior.
AJUSTE
Para ajustar o filtro o leitor pode utilizar um gerador de áudio comum ligado a sua entrada, verificando deste modo se a frequência de operação corresponde ao esperado.
Para os que não tiverem um gerador de áudio, pode-se utilizar o próprio transmissor. Neste caso, o leitor pode montar um dos transmissores modulados em tom que já descrevemos, ou então aguardar no próximo número quando daremos tal projeto.
Lista de Material
CI-1 - 741 - circuito integrado (amplificador operacional)
Q1 - BC548 ou equivalente (BC238, BC237 ou BC547) – transistor
D1, D2 - 1N60 - díodos de germânio (ou equivalentes)
D3 - 1N4002 ou IN4004 - díodo de silício
P1 - trimpot de 330 ou 470 ohms
K1 - Relé Schrack RUI 1 0 006 - ou equivalente
Ga - capacitor cerâmico ou de poliéster segundo a frequência (ver texto)
C1 – 47 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
C2 - 2,2 uF x 16 V - capacitor eletrolítico
C3,C4 - 100 nF - capacitores cerâmicos
R1- 100 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, amarelo)
R2 – 470 R x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)
R3 – 1 M x 1/8 W - resistor (marrom, preto, verde)
R4 – 33 k x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, laranja)
R5 – 22 R x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, preto)
R6 – 220 k x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, amarelo)
Diversos: placa de circuito impresso, suporte para o integrado (optativo), fios de ligação, fonte simétrica de 4,5 - 4,5 Vou 6 pilhas pequenas, caixa para montagem, etc.
