Este projeto experimental didático saiu em 1980. Ainda pode ser montado, se bem que exija para a recepção, receptores de AM que logo deixarão de ser fabricados. No entanto se o leitor ainda dispõe de um, a montagem é interessante.
Brincar de fazer programas de rádio, sem dúvida, é algo que muitos dos leitores já fizeram ou ainda fazem improvisando microfones com velhas latas e cabos de vassoura, e até palcos com caixotes e tábuas.
Os tempos mudam, mas a brincadeira persiste porém agora de uma maneira que talvez o leitor não tenha nunca imaginado ser possível em seu tempo.
Usando recursos eletrônicos modernos você poderá realmente emitir sua voz para os radinhos de AM de sua casa e com isso fazer seus próprios programas domiciliares de rádio.
Você ou seus filhos, juntamente com seus amigos poderão utilizar este brinquedo de uma maneira realmente interessante.
Usando microfones de verdade você poderá fazer sua voz e a música de um toca-discos ou gravador portátil sair realmente para o ar sendo reproduzida com clareza e volume nos rádios das proximidades (figura 1).
Como fazer isso?
Usando poucos componentes e algumas horas de trabalho divertido você poderá colocar no ar sua própria estação de rádio.
COMO FUNCIONA
As estações de rádio comuns de ondas médias operam segundo um tipo de emissão denominada AM (amplitude modulada) a qual é diferente do FM (frequência modulada).
Se bem que seja mais simples a construção de um pequeno emissor de FM tanto em vista da menor potência que eles exigem para funcionarem como pela melhor qualidade de som, estes apresentam a desvantagem de exigirem rádios especiais para sua captação, ou seja, rádios de FM.
Como os rádios de AM são muito mais populares que os de FM (Na época - 1980) optamos por este tipo de emissão, considerando-se ainda a maior facilidade de montagem que Um aparelho deste tipo oferece, principalmente se o leitor for um principiante.
Assim, nosso emissor AM consiste num aparelho que produz um sinal de rádio situado na faixa de frequências que vai dos 550 kHz aos 1600 kHz e que é modulado por um microfone ou então pelo sinal de um toca-discos ou gravador ligado externamente.
Na figura 2 temos um diagrama de blocos que nos permite explicar em linguagem simples como ele funciona.
Os dois blocos correspondem exatamente a uma verdadeira estação de rádio com a diferença de que numa estação “de verdade" a potência do sinal é de centenas ou milhares de watts enquanto que no nosso caso emitimos apenas uma fração de watt.
Assim, temos o primeiro bloco que representa um oscilador ou seja, um circuito que tem por finalidade produzir uma corrente de alta frequência a qual levada à antena produz ondas de rádio.
O nosso oscilador usa um único transistor o qual tem como responsável pela frequência produzida uma bobina e um capacitor variável. Pelo capacitor variável o leitor escolherá a frequência da emissão de modo que ela caia num ponto do mostrador do rádio em que não exista nenhuma outra estação transmitindo (figura 3).
Este oscilador pode então produzir sinais cujas frequências estejam entre 550 kHz e 1 600 kHz ou seja, entre 550 000 e 1 600 000 oscilações por segundo.
Estes sinais que são irradiados pela antena levam a informação correspondente a sua voz ou a sua música aplicadas pelo circuito do bloco seguinte denominado modulador.
O que este circuito faz é variar a intensidade do sinal irradiado no mesmo ritmo da voz ou música que queremos transmitir de modo que ele possa levá-la até o receptor onde então poderá haver sua reprodução.
No nosso caso o sistema de modulação é dos mais simples, pois para a voz consta um simples microfone que é ligado ao oscilador por meio de um transformador. (figura 4)
O microfone mesmo é improvisado. Usamos para esta finalidade um pequeno alto-falante. Estes componentes não servem somente para reproduzir o som como se pensa.
Seu funcionamento é reversível 3 que significa que se eles recebem uma corrente elétrica, a convertem em som, mas se recebem som também o convertem em corrente elétrica. É justamente nesta segunda função que o usamos (figura 5).
Neste mesmo bloco temos uma entrada adicional que nos permite ligar ao transmissor um pequeno toca-discos com .cápsula de cristal e transmitir o som de um disco que nele seja colocado.
Um problema que ocorre pelo tipo de emissão usada refere-se ao alcance.
Para uma mesma potência, uma emissão de FM vai, muito mais longe que a de AM na faixa de ondas médias.
Assim, para podermos fazer nossa estação de rádio operar satisfatoriamente dentro do alcance domiciliar desejado, precisamos alimentá-la com uma tensão relativamente alta, o que nos impede de usar pilhas comuns.
Assim sendo, a alimentação de nosso transmissor vem da rede local de corrente alternada, o que quer dizer que precisaremos ligá-lo à tomada. (figura 6)
No entanto como a sua operação será fixa, isto apresenta inúmeras vantagens como, por exemplo, a possibilidade de fazer uma montagem que simule realmente um equipamento de estação de rádio com diversos controles e até uma lâmpada que indique quando ela está “no ar".
OBTENÇÃO DO MATERIAL
Todos os componentes usados nesta montagem são comuns, no entanto, o leitor deve tomar cuidado para não usar equivalentes que possam induzir o aparelho a um funcionamento diferente do esperado ou mesmo não dar sinal algum.
Assim, para obter estes componentes damos as seguintes recomendações:
a) Bobina: esta deve ser enrolada segundo as indicações que daremos com o máximo de cuidado. O leitor simplesmente adquirirá numa casa de material eletrônico o bastão de ferrite de 10 à 15 cm de comprimento e aproximadamente 1 cm de diâmetro e nele enrolará o fio comum de capa plástica no número de voltas indicado. (figura 7)
b) Capacitor variável: este componente pode ser aproveitado de um velho rádio de AM ou então comprado. Se aproveitado de um velho rádio, o leitor deve verificar se suas placas não estão tortas encostando umas nas outras, o que seria causa de curto circuito que impediria o funcionamento do transmissor. Se o comprar, peça simplesmente por uma variável de duas seções de eixo fino de qualquer valor entre 365 e 410 pF.
c) Os componentes eletrônicos menores devem ter as especificações da lista de material.
Para os capacitores eletrolíticos observe apenas que a tensão mínima de operação seja de 25 V.
Os resistores podem ser de 1/8, 1/4 ou mesmo ½ W com qualquer tolerância.
O potenciômetro usado como controle de modulação (veja as especificações do aparelho) é de 100 k linear ou Iog. Os diodos recomendados para a fonte são do tipo 1N4002 mas equivalentes como o 1N4004 ou BY127 podem ser usados.
d) Transformadores: esta montagem usa dois transformadores que exigem cuidado na escolha.
O primeiro transformador é o usado na modulação, ou seja, para permitir que o alto-falante usado como microfone que é de baixa impedância excite o circuito emissor que é de alta impedância. O leitor deve procurar por um transformador de saída para válvulas 6AQ5 ou 50C5 ou qualquer outro que tenha uma impedância de primário de 2 500 à 10 000 ohms (quanto maior, melhor).
O segundo transformador é do tipo de alimentação de 9 + 9 V com uma corrente de pelo menos 200 mA. O enrolamento primário deste transformador deve ser de acordo com a rede local, ou seja, 110 ou 220 V conforme o caso.
e) Como microfone será usado um pequeno alto-falante que inclusive o leitor pode aproveitar de velhos rádios. A única exigência para este alto-falante é que ele seja de 8 ohms ou de acordo com o secundário do transformador de saída usado. Se o leitor for comprar um alto-falante escolha um tipo pequeno de 2,5 ou 5 cm para facilitar seu manuseio como microfone.
Temos finalmente a parte mecânica que se refere ao chassi ou caixa em que o aparelho é montado. Para esta o leitor pode fazer muitas improvisações de material conforme as indicações que damos no texto.
DESCRIÇÃO DA ESTAÇÃO
Na figura 8 damos nossa sugestão para a montagem da pequena estação de rádio numa caixa de aproximadamente 30 x 20 x 10 cm.
Esta caixa terá dois controles na parte frontal que correspondem ao capacitor variável de sintonia e ao potenciômetro que controla a modulação do toca-discos (se usado - Hoje temos outras mídias que podem fornecer os programas de música.).
Temos ainda nesta parte central um interruptor que serve para ligar e desligar a estação.
Uma lâmpada indicadora com a inscrição “no ar" acenderá quando o aparelho for ligado.
Na parte frontal da caixa existem dois jaques para a ligação do microfone e para a ligação do toca-discos.
Na parte posterior teremos uma tomada tipo antena-terra que servirá para a ligação de um fio de 3 à 5 metros de comprimento que é a antena da estação transmissora.
Desta parte também sai o cabo de alimentação, ou seja, o fio com o plugue que será ligado à tomada.
MONTAGEM
Os componentes menores desta estação serão soldados numa ponte de terminais a qual será fixada na caixa na sua parte inferior.
Na parte superior da caixa ficará apenas o variável e os transformadores também fixados através de parafusos, enquanto que na parte frontal ficarão os controles que já indicamos.
A soldagem de todos os componentes e das ligações deve ser feita com um ferro pequeno e solda de boa qualidade. Como ferramentas adicionais use um alicate de corte lateral, um alicate de ponta e uma chave de fenda.
O circuito completo de pequena estação emissora é mostrado na figura 9.
A disposição dos componentes na ponte de terminais e as suas ligações com os demais componentes maiores é mostrada na figura 10.
Veja na figura 11, a disposição de todos os componentes na caixa.
Damos a seguir a sequência de operações que o leitor deve acompanhar para sua montagem:
a) Depois de preparar a caixa de modo a poder fixar os transformadores, o variável, o potenciômetro e os jaques, aqueça o ferro de soldar e passe à montagem dos componentes da ponte de terminais.
b) Comece pelo transistor observando sua posição. O transistor usado pode ser tanto o TIP31 como o TIP29 ou ainda o BD137 ou BD139.
Observe que a disposição dos terminais dos transistores TIP é diferente da dos transistores BD. Veja na figura 12 a maneira de ligar cada um deles.
Na soldagem deste transistor evite o excesso de calor que pode danificá-lo.
c) A seguir, solde os capacitores observando bem os pontos de ligação destes componentes e para o caso do eletrolítico a sua polaridade. Evite também o excesso de calor na soldagem fazendo-a rapidamente.
d) Para a soldagem dos diodos deve ser observada a sua polaridade dada no caso do 1N4002 e 1N4004 pelo anel em seu invólucro. No caso de outros tipos de diodo a marcação também será no invólucro por meio de anel colorido, ou mesmo pelo símbolo gravado, caso do BY127.
e) O resistor será soldado sem precisar ser observada posição para o mesmo, pois este componente não é polarizado.
f) Com todos os componentes soldados na ponte, prepare a bobina enrolando-a do modo indicado na figura 13. Veja que ela possui dois enrolamentos.
Faça em primeiro lugar o enrolamento maior que consta de 100 voltas de fio tendo uma tomada na vigésima. A seguir enrole mais 10 espiras ou voltas de fio sobre esta bobina formando L2. Prenda a bobina com uma braçadeira na caixa em local próximo de onde deve ficar a ponte de terminais.
g) Você deve agora fixar a ponte de terminais utilizando dois parafusos, e soldar os fios da bobina nos locais correspondentes. Cuidado para não fazer inversões. Veja que estes fios devem ficar curtos porém não excessivamente esticados a ponto de forçar o conjunto.
h) Ligue agora por meio de dois fios o capacitor variável à ponte de terminais. Veja bem onde devem ser ligados estes fios no variável para que o circuito funcione satisfatoriamente. Estes fios devem ser curtos e diretos.
i) Solde agora os fios da segunda bobina (L2) aos terminais antena/terra e também o capacitor lá existente que fará conexão com a rede de alimentação. Este capacitor tem por finalidade aproveitar o terra da própria rede local eliminando-se assim a necessidade de uma ligação extra para funcionamento do aparelho.
j) A seguir, você soldará os fios dos transformadores, usando nos casos em que isso for necessário, fios de prolongamento de capa plástica.
As soldagens serão então as seguintes: primário do transformador de alimentação ao cabo de alimentação e ao interruptor geral; secundário do transformador de alimentação à ponte de terminais; primário do transformador de modulação (saída) à ponte de terminais: secundário do transformador de modulação ao jaque de ligação do alto-falante usado como microfone.
k) Solde agora os fios de ligação ao jaque de entrada para o toca-discos e o potenciômetro de controle de modulação. Solde também os fios de ligação à lâmpada indicadora ou se o leitor quiser ao LED.
No caso de utilização do LED a ligação é a mostrada na figura 14.
Observe bem a posição do LED se o usar pois se ele for invertido poderá ocorrer sua queima.
Completada a montagem, com todos os componentes fixos e ligados, confira tudo e prepare-se para fazer a prova de funcionamento.
Para esta você precisará de um radinho de AM. comum que será ligado nas proximidades de sua estação de rádio de brinquedo.
EXPERIMENTANDO A ESTAÇÃO
Ligue dois fios ao alto-falante usado como microfone e solde-os no jaque que se encaixa na entrada do transmissor.
Ligue a alimentação da estação, conectando-a à tomada.
Acionando o interruptor geral deve acender a lâmpada indicadora de "no ar".
Coloque então o rádio de AM sintonizado numa frequência em que não haja nenhuma estação (em torno de 800 kHz) com o seu volume em 3/4 da posição de máximo a uma distância de 2 metros da estação.
Na saída de antena da estação ligue um fio de pelo menos 3 metros de comprimento o qual servirá de antena.
A seguir, falando no microfone (alto-falante) vá mexendo no variável até sua voz ser ouvida no radinho. Pode ser que se encontre mais de um ponto do ajuste do variável em que sua voz seja ouvida. Escolha onde isso ocorre com maior intensidade.
Verifique o alcance do transmissor afastando-se com o radinho. Nos locais mais remotos (mais de 10 metros) o leitor verá que a recepção ficará melhorada quando aproximarmos o radinho de interruptores. ou tomadas na parede já que a fiação de sua instalação elétrica é também usada como antena (figura 15).
Para brincar com sua estação, basta fazer seus programas à vontade e ligar um pequeno toca-discos no jaque destinado a esta finalidade. O potenciômetro permite alterar o nível da emissão de música e inclusive obter-se música de fundo, isto é, transmitir a palavra ao mesmo tempo em que em nível mais baixo temos música.
Lista de Material
Q1 - TIP31 ou TIP29 - transistor (ou equivalente)
D1, D2, D3, D4 -1N4002 ou equivalente - diodo de silício
C1_ - 2 200 uF x 25 V - capacitor eletrolítico
C2 - 0,01 uF x 600 V - capacitor de poliéster ou óleo
C3 - 4,7 nF - capacitor cerâmico
C4, C5 - 0,047 ou 47 nF - capacitor de poliéster ou cerâmica
R1 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)
R2 - 2,2 k x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, vermelho) - optativo
R1 - potenciômetro de 1 M
LP - lâmpada piloto de 9 V
T1 - transformador de 9 + 9 V x 250 mA com primário de acordo com a rede local
T2 - Transformador de saída para a válvula 6AQ5
J1, J2 - jaques para fones
Cv - capacitor variável (ver texto)
S1 - interruptor simples
L1, L2 - ver texto
Diversos: ponte de terminais, núcleo de ferrite, fios, solda, knobs, caixa para a montagem, ponte antena-terra, etc.
