Aparelhos transmissores ultraminiaturizados, sensíveis e de grande autonomia são equipamentos obrigatórios de qualquer agente secreto, policial, super-herói ou mesmo dos membros de um clube secreto. A possibilidade do leitor e seus amigos montarem seu próprio transmissor cujos sinais sejam captados em rádios comuns de FM é sem dúvida algo muito atraente. A Revista Eletrônica Total, sabendo disso não fornece nesta edição simplesmente um projeto completo de 5 transmissores de FM miniaturizados, mas também dá a placa de circuito impresso para sua montagem. Escolha a versão e monte seu próprio transmissor secreto de FM com facilidade.
Os microtransmissores que descrevemos neste artigo emitem sinais de rádio que transportam sua voz ou sons captados nas proximidades por um sensível microfone até qualquer rádio portátil de FM, rádio de carro ou aparelho de som que tenha FM em distâncias que, conforme a versão varia entre 50 e 400 metros.
A menor das versões é tão pequena que pode ser montada numa caixa de fósforos, consistindo num "micro espião" que, escondido em objetos transmite secretamente conversas para um rádio colocado nas proximidades, conforme mostra a figura 1.
A versão maior tem mais potência e serve para você se comunicar a distâncias de até 400 metros em campo aberto, podendo ser usada em muitas aplicações, muitas até mesmo sérias, não consistindo em simples brincadeira. Veja como usar seu microtransmissor e onde:
• Todas as versões podem ser usadas como microfones volantes em festas permitindo a gravação sem fio num aparelho de som convencional, ou mesmo numa brincadeira com "cantores".
• As versões de menores potências e potências intermediárias podem ser escondidas em objetos para a. escuta clandestina de conversas, ou seja, em serviços de espionagem ou para detetives particulares.
• A versão menor pode ser usada como um intercomunicador secreto para conversas e comunicações a curta distância. Um excelente brinquedo para seu filho!
• As versões maiores e intermediárias podem ser usadas em camping, escotismo, pescarias, viagens para comunicações entre pontos fixos e móveis.
• As versões intermediárias podem ser usadas em obras ou instalação de antenas para comunicações diversas, conforme mostra, a figura 2.
Todas as versões são muito simples de montar, usam componentes comuns e baratos e até mesmo os leitores menos experientes não terão dificuldades com sua realização. Basta ter um ferro de soldar e recursos para furar a placa que serão dados no decorrer do artigo.
Versão 1 — 2 pilhas botão — menor Alcance: 50 metros (aprox. ver texto) Transistor usado: BF494 ou BF495 Dimensões totais: 3 x 4 x 1,2 cm (mínimo sugerido)
Versão 2 — 2 pilhas miniatura de 1,5 V — intermediária 1 Alcance: 50 a 100 metros (aprox. ver texto) Transistor usado: BF494 ou BF495 ou .2N2222 Dimensões totais: 3,5 x 5 x 1,8 cm (mínimo sugerido)
Versão 3 — 2 pilhas pequenas para transistores — intermediária 2 Alcance: 50 a 100 metros (aprox. - ver texto) Transistor usado: BF494, BF495 ou 2N2222 Dimensões totais: 3,5 x 8,5 x 1,8 cm (mínimo sugerido)
Versão 4 — 4 pilhas pequenas para transistores —maior potência Alcance: 200 a 300 metros (aprox. ver texto) Transistor usado: BF494 ou 2N2218 Dimensões totais: 4,5 x 9,0 x 4 cm
Versão 5 — bateria de 9V maior potência (*) Alcance: 250 a 400 metros (aprox. ver texto) Transistor usado: BF494 ou 2N2218 Dimensões totais: 3 x 8 x 2 cm (mínimo sugerido) (*) funcionamento intermitente
COMO FUNCIONA
O tamanho destes transmissores deve-se a simplicidade do circuito que consiste basicamente num oscilador de alta frequência com um único transistor. O transistor oscila então numa frequência com um único transistor. O transistor oscila então numa frequência entre 88 e 108 MHz dada pelo ajuste do trimer (para que procuremos uma frequência livre na faixa de FM) e pela bobina. Como bobinas são componentes que sempre trazem problemas para os leitores que não tenham muita experiência em montagens, adotamos uma solução que fomos pioneiros que é a utilização da bobina impressa na própria placa. A espiral que o leitor vê sob a placa é calculada justamente para fornecer uma indutância que em conjunto com o trimer faça o circuito oscilar na faixa de FM. Usamos esta técnica pela primeira vez na Revista Saber Eletrônica em 1977, quando também, pela primeira vez, uma plaquinha de circuito impresso para este tipo de montagem foi dada de brinde aos leitores.
No entanto, o circuito original sofreu uma considerável evolução desde aquela época conforme veremos a seguir.
A realimentação que mantém o circuito em oscilação é dada pelo capacitor C4 que é um dos poucos componentes críticos deste projeto. Este capacitor de se ser obrigatoriamente cerâmico e seu valor deve ficar entre 3,9 e 8,2 pF obrigatoriamente.
A modulação, ou seja, a aplicação do sinal de som ou áudio que vem do microfone é feita na base do transistor através do capacitor C1.
No nosso projeto usamos um microfone de eletreto para fazer a modulação. O microfone de eletreto tem por vantagem seu reduzido tamanho (menos de 1 cm de diâmetro) e além disso no seu interior levam incorporado um transistor de efeito de campo pré-amplificador que lhes confere extrema sensibilidade. O custo deste tipo de microfone também é muito pequeno o que torna acessível a todos.
O alcance de um transmissor deste tipo depende basicamente de dois fatores: da tensão de alimentação e do fato do transistor usado poder trabalhar com uma tensão e corrente mais elevada.
Assim, para as diferentes versões o que alteramos é o tipo de alimentação (tensão e corrente) e o tipo de transistor com os componentes periféricos que determinam as suas condições de operação, ou seja, a corrente principal ou de coletor.
Na gama de transistores disponíveis no comérci5 centralizamos nosso projeto em 4 tipos: os BF494 e 495 que são praticamente iguais nesta aplicação, e que podem ser usados nas versões de menor potência pois a sua corrente de coletor está limitada a 30 mA.
Para a versão de maior potência, trabalhamos com tensão maior com estes transistores, mas mantemos a corrente baixa. Para a versão intermediária temos o' 2N2222 ou PH2222 que tem uma corrente máxima de 800 mA e para realmente o máximo de alcance temos o 2N2218 com 1A.
Num transmissor deste tipo o comprimento da antena e sua ligação na bobina são fatores importantes para a estabilidade de funcionamento. No nosso projeto a antena é ligada a uma derivação da bobina de modo a se obter uma menor carga e melhor casamento de impedância o que evita instabilidades.
No entanto pode ocorrer que a aproximação da mão da antena ou a movimentação do aparelho de forma brusca faça com que a frequência se altere, ou seja, o sinal "foge" de sintonia. Isso poderá ser devido ao comprimento impróprio da antena ou mesmo a outros fatores de montagem.
Isso poderá ser corrigido facilmente de duas formas:
Uma delas consiste em se alterar a posição de ligação do fio da antena na bobina até se obter aquela em que a instabilidade desapareça.
Outra possibilidade, e mais cômoda consiste em se encontrar o comprimento ideal da antena que case a impedância do circuito. Este comprimento vai estar provavelmente entre 10 cm e 40 cm. Veja que a instabilidade vai se agravar muito se o leitor usar uma antena muito grande uma “descasada” pensando com isso em aumentar ainda mais o alcance.
Restrições quanto ao uso
Devemos observar que pequenos aparelhos como este não têm restrições quanto ao uso a não ser no caso de interferirem em serviços de comunicações. Assim, nunca ligue o aparelho em antenas externas nem o coloque para operar sobre estações, ou seja, em frequências já ocupadas.
MONTAGEM
Furação da placa
Para furar a placa o leitor tem duas opções básicas: usar um furador manual (tipo grampeador) ou elétrico que normalmente existem nos kits para confecção de placa de circuito impresso ou ainda que podem ser adquiridos separadamente ou então usar uma furadeira elétrica comum com uma broca de 0,8 ou 0,9 mm.
Evidentemente se o leitor não tiver a furadeira deve procurar algum técnico ou amigo que disponha esta ferramenta, pois só se recomenda sua compra se o leitor pretende realizar no futuro outras montagens eletrônicas.
Para usar a furadeira elétrica é preciso ter muito cuidado para não danificar a placa. Apoiei-a num local firme ou então numa morsa, conforme mostra a figura 3.
Com cuidado faça todos os furos para os componentes. Feita a furação da placa o leitor deve pensar na aquisição dos componentes. Para isso será preciso antes definir as versões.
Montagem da parte eletrônica
Na figura 4 temos o diagrama completo do aparelho.
Os componentes cujos valores não aparecem marcados serão escolhidos conforme a versão. Trabalhe então com a tabela 1 para definir estes componentes.
Observe que numa mesma versão, os valores dos resistores dependem do transistor. Assim, para a versão 2, o uso do transistor 2N2222 significa que R2 deve ser de 3k3, R3 de 4k7 e R4 de 39(2 mantendo-se R1 no valor de I k.
Para as versões com estas diferenças de valores, temos alcances ligeiramente diferentes. Na mesma tabela temos as cores para os resistores usados.
Uma vez definidos os componentes, os resistores são todos de 1/8 ou 1/4W (R1, R2, R3, R4) veja os demais valores de componentes na lista de materiais no final do artigo. Os componentes são então soldados na placa de circuito impresso nos pontos indicados na figura 5.
Damos a seguir uma sequência de operações para a soldagem dos componentes e ligações:
Pontos 1 e 2 — Solde um pedaço de fio descascado, ou seja, um jumper, conforme mostra a figura 6.
Pontos 3 e 4 — solde o resistor RI. Este resistor, como os demais são soldados em posição vertical, conforme mostra a figura 7.
Pontos 5 e 6 — solde o resistor R2.
Pontos 7 e 8 — solde o resistor R3
Pontos 9 e 10 — solde o resistor R4
Pontos 11, 12 e 13 — Nestes pontos será soldado o transistor, mas antes o leitor deve verificar na tabela a disposição dos terminais do tipo escolhido. O terminal de coletor deve entrar no ponto 13; o emissor deve ir ao ponto 12 e a base ao ponto 11. Cuidado para não fazer trocas, pois o aparelho não funcionará. Não se preocupe se tiver de dobrar os terminais do transistor para conseguir isso. O importante é que não encostem um nos outros.
Pontos 14 e 15 — Nestes pontos será soldado o capacitor C4. Dê preferência ao valor da lista de material e só use os tipos cerâmicos. Para 4,7 pF a marcação pode vir como 4,7J, 4J7, ou com outra letra, mas sempre maiúscula.
Pontos 16 e 17 — nestes pontos serão ligados os terminais de C2.
Pontos 18 e 19 — solde o capacitor C1. A marcação deste componente pode ser 223 ou ainda 22k ou 0,022. Use só os tipos cerâmicos.
Nos pontos 20 e 21 soldaremos C5.
Nos pontos 22 e 23 soldaremos o trimmer. Na hora de comprar este componente é bom optar pelos tipos que tenham terminais finos e que se encaixem nos furos indicados da placa com facilidade. Caso contrário devemos usar como artificio a ligação de duas extensões de fios descascados que serão soldadas nos terminais do componente. Este recurso também pode ser usado se o leitor optar por trimmer plástico de menor dimensão em lugar do tipo original de porcelana. Veja que qualquer dos dois tipos pode ser usado sem problema e os valores também não são críticos, conforme mostra a figura 8.
No ponto 24 será soldada a antena. Esta deve ser soldada antes do trimmer e consiste num pedaço de fio rígido de 10 a 40 cm de comprimento. Solde um fio maior e depois corte de modo a obter um comprimento de maior estabilidade quando experimentar o aparelho. Finalmente soldaremos o microfone nos pontos 25 e 26 observando a polaridade, conforme mostra a figura 9.
Passamos agora aos componentes externos.
O interruptor, se for do tipo miniatura para encaixe na placa pode ser soldado nos pontos 27 e 28. Se optar por um interruptor maior, use extensão de fio para isso, conforme mostra a figura 10, em (a).
Caso o leitor possuir uma chave tipo HH, poderá utilizá-la, como liga e desliga, basta apenas, que corte alguns terminais e as abas se necessário, sugerimos neste caso que deixe uma extremidade para ser utilizada como suporte mecânico, ou seja, ponto de apoio para o interruptor, conforme mostra a figura 10, em (b).
Existe ainda a possibilidade do leitor eliminar este elemento, ligando um pedaço de fio entre os pontos 27 e 28 (jumper) como nos pontos 1 e 2. Neste caso, o transmissor será ativado pela colocação das pilhas e desligado com sua retirada. Completamos a montagem com a ligação nos pontos 29 e 30 dos fios da bateria (suporte de pilhas ou conector). Observe que o fio positivo vai ao ponto 29 (vermelho) e o negativo (preto) vai ao 30.
Para a bateria de 9V podemos comprar o conector em qualquer loja, o mesmo ocorrendo em relação aos suportes para 2 pilhas pequenas e 4 pilhas pequenas. Para as pilhas botão, o suporte pode ser improvisado conforme mostra a figura 11. Terminando a montagem confira todas as soldagens e colocação de componentes antes de fazer o teste de funcionamento.
PROVA E USO
Para provar, ligue nas proximidades um rádio de FM sintonizado num ponto fora de estação. Ligue o transmissor acionando S1 ou colocando as pilhas no suporte
Ajuste então vagarosamente o trimmer até "pegar" o sinal do transmissor. Se você estiver muito perto do receptor pode ocorrer um "apito" forte que é a microfonia, ou seja, realimentação acústica. Para eliminá-lo é só se afastar do receptor com o transmissor ou baixar o volume do receptor. Este procedimento também é válido quando você usar o aparelho e ocorrer a microfonia.
Você pode pegar o sinal do transmissor de maneira fraca. E sinal que você está captando uma radiação harmônica ou espúria. Continue com a busca do sinal mais forte.
Feita a sintonia você poderá também ajustar o tamanho ideal da antena que lhe dê mais estabilidade. Para a maioria dos casos indicamos uma antena de 15 cm para as versões de 2 pilhas e 20 a 30 cm para as versões de 4 pilhas e bateria. Comprovado o funcionamento pense numa caixinha para instalar o aparelho. Na figura 12 temos algumas sugestões para isso.
Ao usar o aparelho sempre opere com a antena em posição vertical sem movimentá-la muito ou aproximá-la de corpos metálicos ou mesmo de pessoas pois disso pode causar instabilidade de funcionamento. Os melhores resultados (maiores alcances) são obtidos em campo aberto, ou seja, sem obstáculo para o sinal se bem que dentro de casa o sinal pode perfeitamente passar através de paredes. Apenas estruturas de metal podem bloquear um pouco sua passagem.
A duração das pilhas depende da versão e é mais longa para as que fazem uso de 2 pilhas pequenas e 4 pilhas pequenas.
