Una práctica emisora de bolsillo (3)

<– Viene de la segunda parte  

En la segunda parte de este artículo dimos un repaso a los componentes del circuito, conocimos sus valores y aprendimos para qué sirve cada uno de ellos. Ahora  veremos cómo diseñar el circuito impreso, realizar el montaje de los componentes y, finalmente, el ajuste de la emisora para sacarle el máximo rendimiento.

Como ya dije, es necesaria una placa de circuito impreso para montar sobre ella los componentes electrónicos. También expliqué que, por motivos de sencillez, no íbamos a aventurarnos a crear una placa fotosensible, pues complicaríamos notablemente el circuito, que es de por sí bastante sencillo, así que intentaremos simplificarlo al máximo para que los que intentéis la construcción de la emisora no os encontréis con límites técnicos insalvables para un aficionado.

La placa elegida es una Uniprint; con ese nombre la tenéis que pedir en el comercio de componentes electrónicos. las hay de varios tipos, pero la más simple es como la que se muestra en la imagen. Como se puede observar está compuesta por unas pistas de cobre (normalmente pegadas a una plaquita de baquelita o fibra de vidrio) y agujereadas a tramos regulares.

Sólo una observación antes de continuar: la placa de la imagen está vista por su cara inferior, es decir, por la parte de las pistas de cobre. Es conveniente aclararlo, porque más tarde insertaremos en él los componentes por su cara superior, pero la imagen la seguiremos viendo desde abajo, como si los componentes se pudieran ver al trasluz.

 

En esta imagen la placa ya está recortada al tamaño necesario, y efectuados los cortes sobre las pistas en aquellos puntos en que el circuito debe quedar interrumpido. Dada la sencillez de nuestro esquema, sólo ha sido necesario hacer un corte en la sexta pista, que abarcará un o dos agujeros. El resto de las pistas pueden quedar tal cual, aunque algunas se extiendan más allá de lo necesario, pues no afectará a las conducciones.

Aunque no se vean en la imagen, tenéis que practicar 4 agujeros en la placa (uno en cada esquina), para sujetarla después en el interior de la caja mediante 4 tornillos pasantes con separadores. Obvia decir, que los tornillos no deben tocar ninguna de las  pistas; si eso sucediera tendríais que limar las pistas alrededor de los tornillos para asegurar que no hay contacto con ellos.

Seguidamente, tenéis que practicar otros cuatro agujeros en el interior de la caja metálica que coincidan con los de la placa.

En la imagen podéis ver el ejemplo de sujeción de un tornillo. Observad que lleva un separador para que la placa se mantenga a determinada distancia del fondo de la caja; y también dos tuercas, una por dentro y otra por fuera de la caja, que se aprietan entre sí.

Vamos a comenzar a insertar los componentes sobre la placa. Tenéis que utilizar un soldador de 15 vatios, o como máximo de 25 vatios. Hay que seguir un orden de montaje, pues si colocásemos primero el transistor, el exceso de temperatura al colocar otro componente anexo podría dañarlo.

El orden de montaje a seguir es el siguiente:

– Primero las resistencias fijas R1 a R3 y el potenciómetro P1.
– Seguidamente los condensadores fijos C1 a C4, y el condensador variable C5.
– Ya sólo nos queda la bobina B1, los cables de alimentación (+ y -), los cables de audio, y en último lugar el transistor T1.

Los cables de alimentación y de audio los dejaremos un poco más largos de lo normal, para después recortarlos al tamaño adecuado una vez sujeta la placa en su caja.

Importante: El polo negativo de la fuente tiene que estar conectado también a la caja metálica, con objeto de que ésta sirva de apantallamiento e impida que las señales externas afecten al circuito. Para ello, es uficiente con atornillar a la caja un borne pasante sin aislar, insertándole una arandela con pestaña para poder soldar en ella el cable negativo (el que irá soldado a la pista con signo “menos” de la placa); tanto el cable como el borne deberían ser de color negro, para que quede identificado como polo negativo. El otro borne positivo, tiene que estar aislado de la caja; tanto el cable como el borne deberían ser de color rojo, para que queden identificados como polo positivo.

Una observación sobre la bobina: en este caso, estamos utilizando una bobina sin núcleo ni soporte, es decir bobinada al aire (puedes utilizar una variable, con núcleo de ferrita –lee la segunda parte de este artículo para conocer más detalles–). Deberás buscar algún tubo que tenga unos 8 milímetros de diámetro, y bobinar sobre ese tubo 4 vueltas de hilo de 1 mm. de sección. Una vez tengamos la bobina formada, la sacamos del soporte y separamos las espiras suavemente para no deformarla, de tal manera que entre espira y espira haya no más de medio centímetro. Más tarde, es posible que tengas que modificar esa distancia más o menos, juntando o separando las espiras hasta conseguir que el oscilador emita dentro de la banda de frecuencias de FM que nos interesa.


Recordar que la placa está vista por su cara inferior (la de las pistas de cobre) y que los componentes no están colocados en ella tal como los vemos, sino por su cara superior. Es decir, es como si los viéramos al trasluz a través de la placa.

 Colocados todos los componentes y los cables de conexión, sujetaremos la placa en el interior de la caja metálica con sus cuatro tornillos. A estas alturas ya habremos instalado en la parte posterior el conector RCA de audio de entrada, y el de alimentación (si no quieres utilizar bornes para los conectores de alimentación, haz simplemente un pequeño agujero e introduce a través de él un cable bifiliar, pero recuerda que el cable negativo tiene que estar conectado también a la caja, para que haga de apantallamiento).

También tienes que abrir un agujero para montar un conector BNC para la antena, si es que vas a utilizar este sistema. Si prefieres dejarlo para más adelante, puedes probar de momento con un simple hilo de medio metro de longitud a modo de antena, sacándolo por un pequeño agujero abierto en la chapa, lo más cerca posible de la bobina B1.

También tienes que abrir sendos agujeros en la chapa de la caja a la altura del potenciómetro P1 y del condensador variable C5, de forma que se puedan ajustar desde fuera, una vez hayamos cerrado la tapa.

Antes de cerrar la tapa, tienes que soldar el cable de antena a una de las espiras de la bobina B1. Prueba en principio a conectarlo en la segunda espira comenzando desde el extremo positivo de la fuente (echa un vistazo a la imagen del montaje más arriba). 

Si has seguido todas las instrucciones, sólo queda  cerrar la tapa y conectar el cable de alimentación a un alimentador de corriente continua, que ofrezca al menos un voltaje no inferior a 9 voltios pero no superior a 25 voltios. Ojo, asegúrate que coincidan los polos positivo y negativo de la fuente con los del circuito, pues podrías destruir el transistor si lo conectas al revés. Una opción para no errar mientras hagas pruebas, es colocar en serie en el cable positivo un diodo de silicio; de esta forma si cambias la polaridad no llegaría corriente al circuito.

Si está todo listo, hazte con un aparato de radio de FM y busca una zona del dial que esté limpia. Seguidamente conecta el alimentador. Sería sorprendente que el aparato estuviese emitiendo justo en la frecuencia que has elegido, así que no tendrás más remedio que mover la banda de emisión girando el tornillo del condensador variable C5. Para eso tienes que hacerte con el ya comentado trimador, e introducirlo a través del agujero de la caja que has abierto encima de dicho condensador. No intentes ajustar este condensador con la caja destapada, porque aunque lo consiguieras, nada más poner la tapa la frecuencia de emisión habrá variado sustancialmente (debido al cambio en las capacidades y renonacia que ofrece el habitáculo); haz siempre este ajuste con la caja totalmente blindada.

Estos condensadores no tienen principio ni fin, o sea, cuando han girado 360 grados vuelven a comenzar en cero de nuevo. Tienes que ir moviéndolo lentamente, pero ya te comento que si el circuito oscila, observarás pequeñas interferencias en el receptor de FM (son los llamados armónicos), en caso contrario puede que el transistor no esté oscilando.

Saber cuando hemos encontrado la frecuencia exacta es cuestión de hacer unas cuantas pruebas. Con la emisora apagada, en el receptor de radio debemos escuchar sólo ruido de fondo, pero cuando la emisora esté emitiendo en la frecuencia de recepción, entonces el ruido desaparecerá totalmente, como si fuese ahora el receptor el que está apagado. Si en ese momento introducimos una señal de audio a través del conector de entrada (por ejemplo la salida de audio de un aparato de video) y ajustamos el potenciómetro P1 para que module la emisora sin distorsión, escucharíamos esa señal con toda claridad en el receptor.

Tengo que hacer una precisión sobre los llamados “armónicos”: es posible, que moviendo el condensador variable C5 encontremos un punto óptimo de recepción, pero puede ser un armónico de la frecuencia original. Para saberlo, es suficiente con ir alejándonos con nuestro receptor unos cuantos metros de la emisora; si observamos que la señal se pierde, es que la frecuencia que hemos sintonizado es un armónico, y no la frecuencia original. Hay que recordar, que esta emisora cuando está perfectamente ajustada, se puede recibir su señal a cientos de metros, e incluso kilómetros en campo abierto. Por tanto, volveremos entonces a mover el condensador C5 hasta conseguir recibir una señal que no se desvanezca a los pocos metros.

Si aún así no se consigue, es posible que la banda que estamos cubriendo esté fuera de la que recibe nuestro receptor, y que sólo estemos captando armónicos. En este caso tendremos que abrir la tapa de la caja y proceder a hacer distintas pruebas con la bobina B1. Primero separando ligeramente las espiras, cerrando y volviendo a resintonizar (ahora la banda de frecuencias será más alta, pues al abrir las espiras hemos dado menos inductancia a la bobina –lee la primera parte de este artículo para saber más sobre cómo modificar la inductancia–). Si vemos que nos hemos alejado demasiado de la frecuencia, entonces prueba a juntar un poco las espiras en vez de separarlas (en este caso la banda de frecuencias será más alta, pues al cerrar las espiras hemos dado más inductancia a la bobina).

Cuando hayas conseguido localizar en la emisora la frecuencia exacta de tu receptor, ya será cuestión de colocar en la caja una antena un poquito más decente que un simple hilo. Recuerda entonces que al cambiar la antena la frecuencia habrá variado un poco, y tendrás que resintonizar moviendo ligeramente el condensador C5.

Sólo me queda una recomendación que hacer: si la señal que recibes en el receptor tiene un ruido de fondo, como el de una motosierra, es porque el acoplo de la antena es demasiado fuerte. Para solucionarlo, tienes que desoldar el cable de antena de la segunda espira, y probar a soldarlo en la primera, o entre la primera y la segunda. Lo primero que notarás es que la frecuencia ha vuelto a variar (es debido a que la antena carga más o menos el circuito, y lo hace cambiar un poco de frecuencia), y en ese caso deberás volver a resintonizar de nuevo moviendo ligeramente el condensador C5.

Si no os sale a la primera, no desesperéis, seguid intentándolo. Os aseguro que ver funcionar este pequeño aparato da una gran satisfacción, pues bien ajustado tiene una calidad de sonido similar a la de una emisora de FM comercial, con la única diferencia de que no es estéreo, pues funciona en monofonía.

Mucha suerte

Tecnotrón.

<– Viene de la segunda parte

16 comentarios:

  1. Rafael Fuentes Villaseñor

    Hola:
    Leii tu articulo y me parecio muy interesante.
    Felicidades.

    Rafael Fuentes V.

  2. Queria saber si donde va el cable de RCA se le puede colocar directamente un Micrófono de condensador electret. gracias

  3. El micrófono no va a ser capaz de modular el oscilador, tendrías que insertar previamente un preamplificador. Puedes utilizar cualquier pequeño amplificador de micrófono, y después con el potenciómetro de entrada regulas el nivel de modulación.

  4. Que facil se observa despues de sus explicaciones, sin embargo y por no ser mi area, quedo en el aire.

    Por favor y espero me entiendan. Necesito el esquema o circuito para generar 7,83 Hz . ya muchos lo saben y muchos lo buscamos , sin encontrarlo.

    Si es posible , publiquen uno , el mas basico. Pienso que son miles quienes lo estan buscando.

    7,8 hz es la frecuencia Schumann

    Gracias mias y de muchos

  5. Hay alguien en linea?

  6. Hola Claudio:
    Es muy interesante el circuito que propones, y es cierto que apenas existen kits o circuitos de montaje sobre el tema. En cuanto me lo permita mi agenda, espero ponerme con ello e intentar complaceros.
    Lo anunciaré en estas páginas.
    Gracias por tu aportación.
    Un saludo.

  7. estimado tecnotron me dirijo a ustedes y a todos los comentaristas felicitandolos y resaltando el valioso aporte que hacen para la electronica de comunicaciones y a todos sus seguidores en el mundo.
    tambien necesito ke me ayuden en el siguiente asunto: necesito que me expliquen de forma minuciosa muy explicita,pero lo mas explicita posible el funcinamiento paso por paso de un oscilador LC con circuito tanque a transistor,eh buscado en internet en innumerables paginas pero al llegar a la parte matematica se me hace complicado el entendimiento ejemplo en lo que respecta al criterio de barkhausen entre otros. en verdad lo que me interesa saber en primer lugar es porque oscila y como se origina y en que consiste el proceso para que la amplitud de onda permanesca constante eh leido que al llegar a la saturacion del transistor desde hay permanese constante la amplitud de onda, pero porque y como ocurre ese fenomeno con respecto al cambio de fase entre la entrada y la salida de eso si entiendo un poco pero con respecto a la ganancia de lazo cerrado es mi duda, tambien eh leido que la ganancia de lazo abierto deve ser ligeramente mayor a la atenuacion que ejerce el circuito de realimentacion esto es con respecto a los osc colpitts y hartley. despues de entender esto en otra ocacion les escribire para seber que adaptarle a dicho oscilador para convertirlo en un pequeño transmisor FM como el que ustedes publican. estimados amigos me despido de ustedes agradeciendoles de antemano su valisa informacion aqui les dejo mi correo es r_r_rbbb@hotmail.com por si acaso tienen una pagina que me puedan dar para informarme aun mas sobre el tema.

  8. Richard, parte de tus dudas ya han sido descritas en la primera parte de este artículo (https://www.natureduca.com/radioblog/?p=97), donde se explica paso a paso como se genera la oscilación en un circuito tanque LC.
    En Internet, manejando adecuadamente las herramientas de búsqueda avanzada, puedes localizar gran cantidad de información. Por ejemplo, puedes leer el siguiente documento PDF;
    http://www.monografias.com/trabajos13/tratot/tratot.shtml#INTRO
    que es un extenso trabajo sobre la teoría y funcionamiento de los osciladores sinusoidales.

    La misma Wikipedia te ofrece información sobre el tema, aquí:
    http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador_LC

    Aquí tienes más enlaces sobre circuitos LC:

    http://webs.uvigo.es/ario/docencia/ean/FEEDBACK3.pdf (en este enlace y el siguiente se explica el criterio de Barkhausen)

    http://www.frm.utn.edu.ar/aplicada3/laboratorio/TPL-02%20Colpitts-R07.pdf

    http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/electronicaaplicadaiii/Aplicada/Cap01Osciladores2parte.pdf

    http://www.unicrom.com/Tut_osciladores_LC.asp

    Espero haberte servido de ayuda.
    Un saludo.

  9. R antonio electron

    tecnotron puedes publicar o enviame tu correo electronico?

  10. Un apunte:
    Si pones un condensador entre la antena y la bobina (en serie), se acoplará mejor y tendrás menos ruidos en el receptor, además de hacer el oscilador más estable.

    También indicar que la unión base-colector del transistor actúa de diodo varicap, es decir, su capacidad varía con la diferencia de tensión en la base. Por eso es que modula en FM sin diodo varicap ni nada.

    Ese circuito se parece muchísimo a uno que monté hace muchos años, ahora no recuerdo la marca, pero funciona de categoría.

  11. Perdonad, el condensador de acoplamiento entre bobina-antena es de 12pF o valor similar.

  12. que material me recomiendas para la antena, o puedo utilizar una antena de la que utilizan los taxis….. gracias

  13. Luís, la antena no es un elemento crítico en un aparatp como este que se va a utilizar para una cobertura de pocos metros. Sin embargo, he de decir que la antena es un elemento muy importante en una emisora, por tanto si este circuito lo fueses a utilizar para construir una emisora de largo alcance, tendrías inevitablemente que calcular la dimensión de la antena adecuadamente.

    No voy a hacer aquí un tratado sobre teoría de antenas, pero puedo pararme a explicarte lo fundamental: decirte que la longitud de una antena de emisión debe ser resonante con la frecuencia de la emisora para que toda la señal sea emitida al éter, en otro caso podría rebotar y parte de ella regresar de nuevo en sentido inverso (es lo que se llama “onda reflejada”, y su consecuencia en la formación de las llamadas “ondas estacionarias”)

    Para que la antena sea resonante, debe ser de 1, 1/2, 1/4, 1/8, etc., de la longitud de onda de la frecuencia que tiene que emitir al éter. La longitud de una onda de radio (es decir, la distancia que recorre en el espacio un ciclo completo de la frecuencia de emisión) se calcula dividiendo la velocidad de la luz entre la frecuencia de emisión. Ejemplo: si la emisora tuviese que emitir en 105 Mhz, la longitud de la antena tendría que ser aproximadamente 2,9 metros (300.000 km : 105) = 2,857 metros. Esa antena resonaría en el 100% de la longitud de onda, es decir, que una onda completa (un ciclo) comenzaría a formarse en un extremo de la antena, y terminaría completándose justamente en la punta de la antena. Pero esa longitud se puede reducir de forma que resuena en media onda (1/2), o sea la mitad, utilizando una antena de 2,9:2= 1,45 metros. Aún así es físicamente bastante larga para un aparato emisor tan pequeño (dicho en términos de comodidad, no en términos radioeléctricos), pero podemos utilizar una longitud menor, consiguiendo que resuene por ejemplo en un cuarto de onda (1/4), es decir 2,9 : 4 = 0,726 m. Aquí ya vemos que la antena tiene menos de un metro y es más manejable.

    En fin, que hay formas de acortar una antena (también se puede hacer utilizando combinaciones eléctricas de bobinas y condensandores; es algo más complejo, y es un método que utilizan por ejemplo los teléfonos móviles para reducir una antena a su mínima expresión, de hecho hoy en día ni siquiera llevan antenas visibles, sino que van integradas internamente y acortadas de esa forma no física (eléctricamente).

    Dicho todo esto, si quieres utilizar una antena lo más pequeña posible, divide la longitud de onda de la frecuencia que vayas a utilizar, entre un múltiplo lo suficientemente alto como para que sea una antena manejable.

    Obviamente, cuanto más cerca esté la longitud de la antena con la longud de onda, más rendimiento tendrá nuestra emisora.

    En cuanto al tipo de material, puedes aprovechar cualquier cable de cobre rígido.

    Suerte.

  14. Guau ! Muchas gracias por esta lección tan interesante. Voy a seguir tus indicaciones al pie de la letra. ;D

  15. Profesor: recién me entero de este valioso material didáctico y altamente técnico. Les agradezco hayan compartido de sus valiosos conocimientos a nosotros los profanos, pero con deseos de aprender.
    Bendiciones.

  16. H. CARVAJAL, es un placer compartir conocimientos. Informarte, que si deseas seguir el resto de mis artículos técnicos, tanto de electrónica como de internet, lo puedes hacer en el siguiente enlace: http://www.natureduca.com/blog/author/tecnotron/
    Saludos.

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