Descrevemos um potente transmissor experimental para a faixa de AM que utiliza apenas transistores comuns. Com uma alimentação de 12 V e uma pequena antena linear de aproximadamente 4 metros, obtendo um alcance da ordem de 200 metros. Com antenas apropriadas, respeitando-se as restrições legais, alcances maiores podem ser obtidos. Simples de montar, este aparelho utiliza material de fácil obtenção.
Nota: Este projeto saiu na revista Eletrônica Total 23 de 1990.
Um dos problemas para os que tentam construir transmissores experimentais para a faixa de AM é que, para se obter um bom alcance é preciso gerar uma considerável potência. Isso ocorre em vista da própria penetração. deste tipo de sinal que é bem menor do que os de faixa de FM onde, com alguns miliwatts se conseguem alcances de centenas ou mesmo milhares de metros.
Para obter potências relativamente elevadas na faixa de AM até então só publicamos circuitos que utilizavam válvulas, já que este tipo de componente é ideal para esta finalidade. No entanto, válvulas são componentes que trazem muitos problemas para o montador, como por exemplo o uso de transformadores especiais que nem sempre podem ser conseguidos com facilidade, além da própria obtenção dá válvula que já não é componente muito usado hoje.
O transmissor que propomos neste artigo é experimental, já que para uma operação regular existem exigências a serem cumpridas, diante de uma legislação bastante rígida que existe em nosso país. Assim, nossa recomendação é que este transmissor seja usado apenas com seu alcance mínimo dado por uma antena telescópica de 1 a 2 metros, e que não se interfira em outras emissões.
O circuito proposto tem por base transistores de fabricação nacional de baixo custo, funciona com alimentação de 12 Volts que pode vir de bateria ou fonte (com boa regulagem) e a modulação é feita externamente a partir de gravadores, ou pequenos amplificadores. Com a utilização de uma pequena mesa de mixagem, um amplificador e uma boa fonte, o leitor pode ter uma estação de rádio experimental, ideal para ser operada dentro de escolas, é claro novamente respeitando-se as limitações legais.
A Potência de saída do circuito é de ordem de alguns watts, dependendo da montagem específica do leitor, o que é suficiente para acender uma pequena lâmpada incandescente através de um anel de indução na bobina tanque de saída, conforme mostra a figura 1. Para a modulação será necessária uma potência de pelo menos 200 mW que virá de qualquer amplificador, conforme explicaremos mais adiante.
Características
Alimentação: 12V/2A
Potência de saída: entre 1 e 4 watts
Alcance: mais de 200 metros (depende da Antena)
Potência para modulação: 200 m/w (min)
Faixa de frequência de operação: 530 à 1600 kHz
COMO FUNCIONA
Uma das características principais deste projeto é simplicidade, conseguida com apenas duas etapas num circuito bastante comum.
Temos então na parte osciladora um circuito com um transistor de média potência onde é gerado o sinal na frequência a ser transmitida. O oscilador é do tipo Hartley e usa um transistor TIP31 como base. O capacitor CV1 permite ajustar a frequência de operação.
A potência desta etapa é da ordem de algumas centenas de miliwatts valor dado por R I e R2. Na verdade, RI pode ser alterado na faixa de 2k7 até 10K no sentido de se obter o melhor rendimento em função de cada transistor usado, já que as unidades podem ter uma boa variação de características. O sinal desta etapa é aplicado a partir de uma bobina (L2) enrolada sobre a osciladora (L1).
A operação se faz em classe A de modo a se ter menor distorção do sinal e com isso menos harmônicas na saída, se bem que isso também se traduza num menor rendimento do circuito, conforme mostra a figura 2. Observe que o transistor é polarizado de modo a haver uma corrente de repouso (sem sinal) de tal forma que a tensão no coletor seja aproximadamente metade da tensão de alimentação (centro da reta de carga).
O sinal obtido desta forma tem uma excelente qualidade, com pequena distorção e com isso uma menor produção de oscilações espúrias que podem prejudicar o funcionamento do transmissor. Eventualmente, em função do ganho de seu transistor o resistor R4 deve ser alterado na faixa de 120 ohms até 470 ohms no sentido de se obter melhor rendimento.
A modulação é feita pelo emissor do transistor, obtendo-se assim um ótimo rendimento se bem que a potência necessária para termos uma boa qualidade de áudio seja elevada. Temos então um transformador, que nada mais é do que um transformador de alimentação comum de 6 + 6V que controla a corrente de emissor e, portanto, a intensidade do sinal aplicado à bobina em função do sinal de áudio aplicado.
Veja que se trata de um enrolamento de baixa impedância o que permite sua conexão diretamente na saída de pequenos amplificadores. O volume do amplificador deve ser controlado de modo a termos máxima modulação sem distorção, conforme sugere a figura 3.
A modulação de 100% é ideal, já que uma potência maior de áudio causa sobremodulação e com isso distorção. Um componente interessante deste projeto, e que deve ter chamado de imediato a atenção dos leitores é a enorme bobina tanque L3. Uma bobina deste tipo, permite que se gere um campo magnético mais intenso e com isso se obtenha maior rendimento para este componente da emissão. A fonte de alimentação do circuito deve fornecer 12V com pelo menos 2A de corrente e excelente filtragem para não haver ronco. No nosso caso usamos experimentalmente um acumulador Narvit do tipo Gelvit de 12 A/H que possibilitou um excelente desempenho para o projeto.
Como alternativa o leitor pode usar um acumulador de automóvel ou mesmo a fonte de alimentação cujo circuito é mostrado na figura 4. O transformador é de 12 + 12V com 2 ampères, os diodos do tipo IN 4002 e o eletrolítico deve ser de 4 700 µF x 25 Volts. É muito importante acrescentar ainda, que um bom rendimento da emissão exige uma boa ligação à terra.
MONTAGEM
Na figura 5 temos o diagrama completo do transmissor.
Como a maioria dos componentes é de grande tamanho, não se faz necessário usar placa de circuito impresso. Uma pequena ponte de terminais serve de suporte para os poucos pequenos componentes. O conjunto todo pode ser montado numa caixa de madeira ou "chassi" conforme disposição mostrada na figura 6.
Inicialmente, devemos enrolar as bobinas. L1 é enrolada num bastão de ferrite de 12 a 20 cm com 1 cm de diâmetro consistindo em 100 espiras de fio 28 com tomada central. Sobre L1 enrolamos L2 que consiste de 25 a 30 voltas do mesmo fio. Será interessante isolar as duas bobinas com um pedaço de papel entre elas, conforme mostra a figura 7.
As pontas de todos os enrolamentos devem ser bem raspadas para que a solda "pegue" e não ocorram problemas de contatos elétricos. L1 é enrolada num tubo de PVC de 2 polegadas (5 cm) de diâmetro por 12 cm de comprimento. Na sua falta qualquer outro material não metálico serve, como por exemplo, um tubo de papelão ou mesmo de alguma embalagem plástica. Esta bobina consiste em 50 espiras de fio esmaltado 22. Na falta deste fio o leitor poderá usar o fio rígido comum 22, do tipo usado nas montagens eletrônicas. Para enrolar a bobina será preciso usar aproximadamente 8 metros de fio. O transistor Q2 deve ser montado num bom radiador de calor, do tipo mostrado na foto do protótipo.
Os capacitores CV1 e CV2 foram aproveitados de velhos rádios de válvulas. Estes capacitores têm duas seções, das quais ligamos ao circuito somente uma. Em caso de dificuldade de obtenção destes componentes, cujo valor não é crítico, podendo ficar entre 190 e 410 pF, existe a possibilidade de se usar uma variável comum miniatura para AM com a mesma faixa de valores possíveis, para CV1 e para CV2 usa-se um capacitor fixo com valor que será obtido experimentalmente entre 10 e 400 pF segundo processo que, explicaremos ou mesmo um trimmer.
Os resistores são todos de 1/8 ou 1/4W e os capacitores são cerâmicos exceto Cl que é um eletrolítico de 1 000 µF. Para o caso de C5, sendo seu valor elevado para os tipos cerâmicos, ele poderá ser substituído por dois capacitores de 470 nF em paralelo. O transformador T1 é de alimentação, não importando o primário, se 110V ou 220V. O que importa é que tenha secundário de 6 + 6 ou 9 + 9 Volts com corrente entre 250 e 500 mA, já que somente este enrolamento será utilizado. Para as conexões externas usamos bornes, em número de 6, ou para maior economia, pode ser usada uma ponte de terminais de parafusos. A fixação dos componentes maiores como as variáveis, bobina L3, radiador de cal& pode ser feita com parafusos comuns e braçadeiras ou ainda "L" de metal, conforme cada tipo de peça, havendo muitas alternativas que dependem da imaginação do montador.
PROVA E USO
Na figura 8 temos os modos de se fazer a conexão dos diversos elementos para colocar o transmissor em funcionamento.
A antena, pode ser um pedaço de fio encapado e esticado de 2 a 5 metros de comprimento, preferivelmente em posição vertical. Outra possibilidade consiste no uso de uma antena telescópica de pelo menos 1 metro de comprimento.
A ligação à terra é importante podendo ser feita no polo neutro da tomada, principalmente se você está usando bateria como fonte de alimentação. Coloque como fonte de programa uma fita ou disco, aplicando o sinal ao transformador de modulação. Ligue nas proximidades um rádio transistorizado em frequência livre (em torno de 1000 kHz, se possível).
Inicialmente ajuste CV1 para captar este sinal, e ajuste o volume do gravador ou amplificador usado na modulação para que o som saia sem distorção. Se ocorrer algum tipo de ruído estranho neste ajuste, atue sobre CV2 até que ele desapareça. Colocando sobre L3 uma segunda bobina conforme mostra a figura 1 com uma lâmpada piloto, ela deve acender indicando a presença do sinal amplificado.
Ajustando agora CV2 o leitor deve encontrar o ponto de maior intensidade do sinal. Afaste-se com o rádio transistorizado para verificar o alcance. Se o alcance for pequeno, provavelmente você precisa refazer o ajuste de CV1 e CV2 pois pode ocorrer de CV1 estar ajustado para determina frequência múltipla (harmônica).
Se o rendimento for baixo, aumente o número de voltas de L2. Se CV2 for substituído por capacitores fixos, alterar o valor deste componente até obter o maior rendimento. Se ao alimentar o aparelho com fonte ocorrer ronco, deve ser melhorada a filtragem ou então invertida a posição da tomada.
O ajuste da modulação deve ser feito sempre até o ponto em que tenhamos o máximo volume no receptor, sem distorção. Uma baixa potência de emissão também pode ocorrer devido à alta resistência do enrolamento de T1. Neste caso, a troca do transformador também pode ajudar. Alterações de valores de R4, RI e de C3 também podem ajudar a se encontrar o ponto ideal de funcionamento de cada aparelho, isso em função da tolerância dos próprios componentes. Comprovado o funcionamento é só usar o transmissor.
